Student: Tomáš Hrbek
Vedoucí: RNDr. Peter Kúš, Ph.D.
Stav projektu: dokončený
Anotace:
Elektrolyzér vody s protonově vodivou membránou je základním stavebním kamenem vodíkového hospodářství. Umožňuje totiž přeměnu přebytečné elektrické energie z obnovitelných zdrojů na energii chemickou, v případě její nadprodukce, a zpět na elektrickou, v případě jejího deficitu. Konkrétně se tak děje prostřednictvím endergonické elektrochemické reakce 2H2O → O + 2H2, vyprodukovaný vodík poté může být uskladněn a následně přeměněn na elektrickou energii s využitím palivového článku.
Aplikace tohoto konceptu v širším měřítku se ovšem potýká s řadou problémů, které je třeba vyřešit. Mezi ně patří především snaha o nalezení stabilního, účinného, a přesto cenově dostupného katalyzátoru, testování nových typů použitých membrán, apod. Tato měření zpravidla probíhají na idealizovaných malých systémech s nízkými hodnotami výkonu, a to z důvodů finančních i praktických. Pro potřeby pokročilých metod srovnávaní katalyzátorů vyvíjených v laboratoři s těmi komerčně dostupnými, a to především v předaplikační fázi výzkumu, je však vhodné disponovat také systémem s výkonovým rozsahem v řádu kW.
Cílem projektu je zprovoznit a charakterizovat komerční stack elektrolyzéru vody s maximálním dosažitelným výkonem 1.88 kW. Jedná se o produkt firmy H-Tec, dodávaný bez jakéhokoliv příslušenství.
V první části projektu se budeme soustředit na jeho uvedení do provozu. Konkrétně bude třeba připravit systém zásobující stack elektrolyzéru kvalitní deionizovanou vodou v požadovaném množství, součástí systému by měla být i možnost kontrolovat průtok vody, respektive měnit její teplotu. Dále bude třeba realizovat napájení vhodným DC zdrojem, který bude použit k testování elektrolyzérů, zde je především třeba nalézt vhodnou metodu pro zapisování a uchovávání naměřených dat.
Další část projektu bude zaměřena na měření IV křivek a zkoumání parametrů, spojených s provozem elektrolyzérů velkého výkonu, především sem patří teplota elektrolyzéru, teplota vody, čistota vody, pokles napětí na elektrolyzéru, spotřeba vody a jiné.
V poslední části se zaměříme na měření dlouhodobých stabilit elektrolyzéru a pozorování případné degradace.