Studijní text

1. Seznamte se s edukačním setem elektrolyzéru vody s protonově vodivou membránou (PEM-WE). K dispozici budete mít také rozebranou celu, abyste si mohli prohlédnout její vnitřní stavbu, princip fungování a ujasnit si celkovou reakci (3) a jednotlivé půlreakce probíhající na anodě (OER (1)) a katodě (HER (2)).
2. Nastavte na PEM-WE operační teplotu 30°C. Pomocí odměrného válce ověřte, jestli zobrazovaný údaj generace H₂ v ml min^-1 odpovídá skutečnosti (t.j. zkontrolujte, že PEM-WE není částečně ve zkratu). Měření realizujte při čtyřech různých proudech. Do grafu vyneste Vámi změřené hodnoty, zobrazované hodnoty a Vámi vypočtené teoretické hodnoty.
3. Změřte čtyři IV křivky (závislosti napětí na proudové hustotě) PEM-WE při různých teplotách (30°C, 40°C, 50°C, 60°C). Vyneste je do společného grafu, kde na sekundární ose X (nahoře) bude správný tok vzniklého vodíku a na sekundární ose Y (vpravo) bude napěťová účinnost systému η_U.
4. Vypočtěte kolik gramů vodíku vyprodukuje systém v režimu konstantního proudu při 25 A za 10 minut při jednotlivých operačních teplotách (30°C, 40°C, 50°C, 60°C) a kolik chemické energie LHV je v něm uložené. Diskutujte, při které teplotě PEM-WE pracuje nejefektivněji. Ukažte, že účinnost η konverze elektrické energie (dopočtené z údajů na obrazovce PEM-WE) na chemickou energii LHV ve vodíku dobře odpovídá napěťové účinnosti η_U.