slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
FUEL CELL PowerPoint Presentation
Download Presentation
FUEL CELL

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 65

FUEL CELL - PowerPoint PPT Presentation


  • 159 Views
  • Uploaded on

FUEL CELL. Ivan Cvrk, 3.ENE.ET. Sadržaj. Povijesni razvoj Princip rada gorivih ćelija Podjela gorivih ćelija Stacionarne gorive ćelije Mobilne gorive ćelije Prenosive gorive ćelije. Povijesni razvoj.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'FUEL CELL' - felton


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
fuel cell

FUEL CELL

Ivan Cvrk, 3.ENE.ET

sadr aj
Sadržaj
  • Povijesni razvoj
  • Princip rada gorivih ćelija
  • Podjela gorivih ćelija
    • Stacionarne gorive ćelije
    • Mobilne gorive ćelije
    • Prenosive gorive ćelije
slide5

1839. William R. Grove otkrio da se elektrokemijskim spajanjem vodika i kisika dobiva električna struja.

  • svoje eksperimente je opisao 1842. i gorivu ćeliju naziva voltina plinska baterija
slide6
1889. L. Mond i C. Langer unaprijedili su gorivu ćeliju dodajući između elektroda poroznu vodljivu membranu

krajem XIX stoljeća uvode naziv goriva ćelija

1932. F.T. Bacon smišlja tehnički upotrebljiva rješenja

sredinom 50-tih godina proizvode se prve gorive ćelije za pogon malih električnih uređaja

sredinom 60-tih godina započela je upotreba gorivih ćelija u svemirskim letjelicama

slide7
Allis-Chalmers Fuel Cell Powered Tractor, 1959. First fuel cell powered vehicle in the world.
  • Allis-Chalmers Fuel Cell Golf Cart, 1962. The fuel cell provided 4kWe of continous power
  • Alkali fuel cell motorbike, 1967
  • PEM fuel cells in Gemini VII spacecraft, 1965.
slide8
Tim za razvoj 5kW ćelije s fosfornom kiselinom , 1965
  • Pratt & Whitney slažu alkalijsku ćeliju za Apollo projekt, 1964
slide10

gorive ćelijeili gorivi članci(eng. fuel cells, njem. Brennstoffzellen) su elektrokemijski pretvarači energije koji iz kemijske energije goriva izravno, bez pokretnih dijelova i izgaranja, proizvode električnu (i toplinsku) energiju.

  • Sam naziv 'gorive' pri tome pomalo zavarava jer u njima ništa ne gori.
  • Po svome su načelu rada gorive ćelije slične baterijama, ali za razliku od njih, gorive ćelije zahtijevaju stalan dovod goriva i kisika.
  • Gorivo može biti vodik, sintetski plin (smjesa vodika i ugljičnog dioksida), prirodni plin ili metanol.
  • Produkti njihove reakcije s kisikom su voda, električna struja i toplina, pri čemu je cijeli proces, zapravo, suprotan procesu elektrolize vode.
slide11
Anoda je pozitivna elektroda na kojoj se odvija reakcija oksidacije (gubljenje elektrona).
  • Katoda je negativna elektroda u elektrolitičkoj ćeliji na kojoj se odvija reakcija redukcije (primanje elektrona) kad kroz ćeliju teče struja.
slide12

+

+

+

+

+

+

+

+

e

e

e

e

e

e

e

e

2

ANODA

ELEKTROLIT

KATODA

KATALIZATOR

KATALIZATOR

H2

prednosti
Prednosti
  • visoka energetska vrijednost
  • obnovljive i neograničene količine dostupne u spojevima
  • u reakciji s kisikom ne proizvodi štetne tvari, jer je produkt izgaranja voda
  • neotrovan je i ne zagađuje okoliš
  • cjevovodima se može razvoditi na daljinu
  • lakše skladištenje i čuvanje u odnosu na električnu energiju
nedostaci
Nedostaci
  • proizvodnja i dobivanje vodika
  • transport i skladištenje
  • sigurnost (osobito u prometu)
  • trenutno preskupo za šire tržište
prema na inu rada
PREMA NAČINU RADA
  • Prema načinu rada gorive ćelije možemo podijeliti na:
      • Primarne
      • Sekundarne
slide17
Gorive ćelije s alkalnim elektrolitom

Alkaline Fuel Cell (AFC)

  • Gorive ćelije sa fosfornom kiselinom

Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC)

  • Gorive ćelije s polimernom membranom kao elektrolitom

Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC)

  • Gorive ćelije s rastaljenim karbonatima kao elektrolitom Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC)
  • Gorive ćelije s čvrstim oksidima kao elektrolitom

Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)

slide20
Nedostaci alkalnih gorivih ćelija:

- visoka cijena zbog velikih količina platine

- potrebna je visoka čistoća vodika i kisika zbog

osjetljivosti ovog tipa gorivih ćelija na prisustvo

ugljikovih spojeva

Prednost alkalnih gorivih ćelija:

- visoka iskoristivost

Primjena i perspektive:

- upotrebljavaju se u svemirskim letjelicama, a

moguća je primjena u vozilima, podmornicama i

stacionarnim objektima. Jedan od proizvođača

ovog tipa gorivih ćelija je Zetek Power plc

slide21
Space Shuttle Alkaline Fuel Cell Power Plant, tri ovakva 12kW sistema osiguravaju električnu energiju i vodu za piće u svakoj svemirskoj letjelici iz NASA-ine space shuttle flote. Proizvođač UTC Fuel Cells.
slide23
Prednosti gorivih ćelija sa fosfornom kiselinom:

- relativno dobro podnošenje prisutnosti CO i sumpora što

omogućava upotrebu vodika dobivenog na mjestu eksploatacije iz

metanola, benzina ili drugih ugljikovodika

- dobro poznavanje problema pogona

  • Nedostatak gorivih ćelija sa fosfornom kiselinom:

- upotreba platine kao katalizatora

  • Primjena i perspektive:

- postoje jedinice snaga od nekoliko kilovata do par stotina kilovata

- jedan od proizvođača gorivih ćelija za komercijalnu upotrebu je

ONSI Corporation , čije se jedinice upotrebljavaju za opskrbu

električnom energijom poslovnih  zgrada, bolnica, udaljenih

objekata i sl.  

- ONSI Corporation navodi da su isporučili više od 200 komada

sistema PC25 snage 200 kW i da je zbir radnih sati prešao 

3 400 000.

- postrojenje dosad najveće snage,11 MW, je ispitivano u Japanu.

slide25
Prednosti gorivih ćelija sa polimernom membranom:

- niska radna temperatura omogućuje mobilnu upotrebu

- u odnosu na druge gorive ćelije ima relativno veliku snagu po jedinici

volumena

- moguća je izvedba regenerativnog sistema sa membranskim

elektrolizerom koji upotrebljava istu tehnologiju

  • Nedostaci gorivih ćelija sa polimernom membranom:

- nedovoljna količina topline za izdvajanje vodika iz metanola ili benzina

- osjetljivost na prisutnost CO i sumpora u struji vodika

- potrebno je ovlaživati struju vodika radi povećanja trajnosti membrane

  • Perspektive i primjena:

- Intenzivno se radi na istraživanju minijaturnih PEMFC za mobilnu

primjenu, napravljeno je više prototipova vozila

- mnoge kompanije koje se bave istraživanjem i razvojem gorivih ćelija

razvijaju i sisteme sa PEMFC gorivim ćelijama za opskrbu zgrada

električnom energijom, jedan od takvih proizvođača je i Vaillant

slide26
Intelligent Energy PEM fuel cell stacksOn display at the Hannover Fair, April 2003. Clockwise from top right: 15kW pressurised unit; 4kW pressurised unit; two 100W ambient pressure unit; and 60W ambient unit. Intelligent Energy's stacks are notable for their extremely compact size.
slide28
Prednosti gorivih ćelija s rastaljenim karbonatioma:

- mogućnost proizvodnje pare za izdvajanje vodika iz

benzina ili metanola

- mogućnost kogeneracije

- visoka radna temperatura omogućuje direktnu upotrebu

metanola kao goriva

- nisu potrebni plemeniti metali kao katalizator

  • Nedostaci gorivih ćelija s rastaljenim karbonatima:

- zbog visokih temperatura potrebni su skupi materijali

- potrebno je izolirati ćeliju

  • Perspektive i primjena:

- zbog visokih radnih temperatura predviđena je upotreba za

stacionarne sisteme s iskorištenjem otpadne topline

- neke kompanije koje razvijaju ovaj tip gorivih ćelija su:

Fuel Cell Inc. i M-C PowerEnergy,.

slide30
Prednosti gorivih ćelija s čvrstim oskidima:

- nema potrebe za ovlaživanjem plinova

- visoka radna temperatura smanjuje cijenu katalizatora

- mogućnost kogeneracije

- čvrsti elektrolit 

  • Nedostaci gorivih ćelija s čvrstim oskidima:

- upotreba skupih keramičkih materijala

- potrebna je izolacija ćelije

  • Perspektive i primjena:

- isto kao i kod gorivih ćelija s rastaljenim karbonatima, zbog visokih

radnih temperatura predviđena je upotreba za stacionarne sisteme

s iskorištenjem otpadne topline

- ispituju se sistemi od stotinjak kilovata

- neke kompanije koje se bave istraživanjem gorivih ćelija s čvrstim

oksidima su: Ceramic Fuel Cells Ltd. ,  Siemens Westinghouse, 

Sulzer Hexis Ltd. .

slide33
Ova slika pokazuje MTU CFC HotModuel instalaciju u Essenu.
  • Očekuje se da će se 250kW MCFC komercijalizirati do kraja 2007. godine
  • Siemens Westinghouse 250kW goriva ćelija sa čvrstim oksidom.
  • Ovaj 250kW sistem je najveći SOFC u svijetu do danas.
slide34
Ishikawajima-Harima Heavy Industries (IHI), Japan, demonstrira 300kW BioGas postrojenje.
  • Ova slika pokazuje 100kW FP-100 Fuji Electric jedinicu u upotrebi
slide36
Intelligent Energy 4kW fuel cell system.
  • Japan Gas Association testira sisteme raznih kompanija, uključujući Toyotu, Ebaru Ballard, Matsushitu i Sanyo
slide37
Chugoku Electric Power

1kW PEM

  • Plug Powerov i Hondin prototip Home Energy Stationa
  • može proizvesti dovoljno vodika da napuni jedno vozilo svaki dan
neki proizvo a i stacionarnih gorivih elija
Avista Labs (PEMFC)

Ebara Ballard (PEMFC)

Fuel Cell Energy (MCFC)

Fuel Cell Technologies(SOFC)

GE Microgen (PEMFC)

General Motors (PEMFC)

H Power (PEMFC)

Idatech (PEMFC)

Matsushita Electric

Industrial Co Ltd (PEMFC)

UTC Fuel Cells (PAFC, PEMFC)

Nuvera (PEMFC)

Plug Power, Inc. (PEMFC)

Proton

Energy Systems (PEMFC)

Sanyo Electric Co. (PEMFC)

Siemens Westinghouse Power Corp. (SOFC)

Teledyne Energy Systems (PEMFC)

Toyota Motor Corporation (PEMFC)

Neki proizvođači stacionarnih gorivih ćelija:
slide47

Emission Neutral Bike (ENV)

  • Honda FCMC scooter
  • Hydrogenics/GM gorivim ćelijama pokretan viličar
  • Bombardier one wheel vehicle
slide48
Toyota FCHV-BUS2
  • Scania's Fuel Cell Bus
  • Mercedes-Benz Citaro Fuel Cell Bus
cute clean urban transport for europe projekt
CUTE (Clean Urban Transport for Europe) projekt
  • Mercedes-Benz Citaro Fuel Cell Bus
      • Amsterdam, London, Barcelona, Stuttgart, Peking
stanice za punjenje vodikom
prva potpuno automatizirana stanica za punjenje vodika na svijetu otvorena je u svibnju 1999. u münchenskoj zračnoj luci Stanice za punjenje vodikom
slide57

U 2003, talijanski brodograditelj Fincantieri porinuo je prvu podmornicu na gorive ćelije

  • 120-tonska, 1.2MW Army PEM fuel cell lokomotiva, razvijena od strane FuelCell Propulsion Instituta
slide58
Orcelle, a Fuel Cell Powered Container Ship
  • Orcelle, što je francusko ime za dupina, će biti pokretan solarnim jedrima i snagom valova koji će proizvoditi vodik iz vode kojim će se napajati gorive ćelije
neke kompanije koje su uklju ene u razvoj mobilnih gorivih elija
DaimlerChrysler

Ford

General Motors

Honda

Hyundai

Mitsubishi Motors

Mazda

Nissan

PSA Peugeot Citroen

Renault

Toyota Motor Corporation

Neke kompanije koje su uključene u razvoj mobilnih gorivih ćelija
slide62
CONSEL Case – u suradnji sa SFC Smart Fuel Cell – je razvio ovaj novi mobilni uredski sistem sa integriranim gorivim ćelijama “Smart Fuel Cell C25”
  • ovu video kameru napaja micro PEM fuel cell razvijena u njemačkom Fraunhofer institutu
  • Fujitsu laboratorij je prezentirao ovaj DMFC laptop u siječnju 2004. Noviji materijali omogućuju upotrebu 30% metanola kao izvora goriva
slide63
Hitachijev PDA na gorive ćelije
  • Intelligent Energy Portable Fuel Cells
  • Punjenje Voller Energy jedinice – ova slika pokazuje jednostavnu metodu umetanja novog spremnika vodika u Voller Energy prenosivu gorivu ćeliju
kompanije uklju ene u razvoj prenosivih gorivih elija
Ball Aerospace

Ballard Power Systems

Casio

Direct Methanol Fuel Cell Corp.

H Power

Hitachi

Idatech

Manhattan Scientifics

MTI Micro Fuel Cells

Motorola

NEC

Panasonic

Polyfuel

Samsung Advanced Institute of Technology

Sanyo Electric, Co.

Smart Fuel Cells

Toshiba

Kompanije uključene u razvoj prenosivih gorivih ćelija:
internet stranice
internet stranice:
  • www.fuelcelltoday.comFuel Cell Today
  • www.fuelcells.orgFuel Cells 2000's Homepage
  • www.ttcorp.com/fccgFuel Cell Commercialization Group
  • www.nfcrc.uci.eduNational Fuel Cell Research Center
  • www.daimlerchrysler.deDaimlerchrysler
  • www.fce.com