Vodíkové PEM palivové články v systému akumulace elektřiny

Matěj Novák

Diplomová práce

Hydrogen PEM fuel cells in the electricity storage system

Anotace:

Diplomová práce se zabývá technologií palivových článků v systému akumulace elektrické energie. Toto téma zahrnuje výrobu a skladování vodíku, současné aplikace palivových článků, komerční systémy a porovnání s jinými systémy akumulace elektrické energie. Součástí této práce je měření na akumulačním vodíkovém systému v laboratoři TCO - Vítkovice, který obsahuje pět modulů PEM palivových článků. Z důvodného podezření zhoršené funkce jednoho z modulů byly naměřené hodnoty porovnány s hodnotami plně funkčního modulu palivových článků. Mezi porovnávané elektrické parametry patří elektrický výkon, napětí, účinnost a elektrická energie. Neelektrické parametry pak tvoří spotřeba reakčních plynů, teplota a tepelný výkon. Z naměřených dat je potvrzeno, že měřený modul skutečně vykazuje zhoršené parametry. Pravděpodobnou příčinou sníženého výkonu měřeného modulu je poškození polymerní membrány u čtyř palivových článků. Práce popisuje všechny rozdíly elektrických i neelektrických parametrů měřeného a plně funkčního modulu, odhaluje vadné palivové články měřeného modulu a určuje možnou příčinu jejich poškození.

Abstract:

The diploma thesis deals with fuel cell technology in the electric energy storage system. This includes the production and storage of hydrogen, present fuel cell applications, commercial systems and comparison with other types of electrical energy storage systems. A portion of this thesis includes measurement of accumulation hydrogen system TCO - Vítkovice, which includes five PEM fuel cell modules. Due to the suspicion of function deterioration of one of the modules, the measured values were compared with those of the fully functional fuel cell module. The electrical parameters that have been compared include electrical power, voltage, efficency and electrical energy. Non-electrical parameters include reaction gases consumption, temperature and heat power. Measured data confirms that the first module actually exhibits impaired parameters. The probable cause of the reduced power of the measured module is the damage to polymer membrane of the four fuel cells. The thesis also describes all differences between electrical and non-electrical parameters of measured and fully functional module, reveals defective fuel cells and determines the possible cause of their damage.

Klíčová slova

Vodíková technologie, PEM palivový článek, Elektrolýza, Úložiště elektrické energie, Komerční PEMFC systémy, Alternativní zdroje energie

Keywords

Hydrogen technology, PEM fuel cell, Electrolysis, Electrical energy storage, Commercial PEMFC systems, Renewable energy

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 5. 2019
• Vedoucí: Petr Moldřík
• Oponent: Daniel Minařík

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Elektroenergetika