Szkolne modele ogniw paliwowych

• Autorzy: Opatrný P. , Bílek M.

Warianty tytułu

EN

Fuel cells teaching models

• Konferencja: Conference ECOpole’07 (18-20.10.2007; Opole, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spalanie „klasycznych źródeł energii" (węgla, ropy, gazu itp.) powoduje znaczne obciążenie ekologiczne. Dlatego też niezbędne jest poszukiwanie optymalnych warunków wykorzystania tzw. „odnawialnych źródeł energii", np. energii słonecznej, wiatrowej i wodnej. Problemem jest, jak tę czystą energię możliwie najefektywniej magazynować w celu dalszego wykorzystywania. Właśnie wodór, pozyskiwany z użyciem ekologicznej wtórnej metody elektrolizy wody, staje się zadowalającym medium magazynującym. Zestaw funkcjonalnych modeli szkolnych służących do demonstrowania „odnawialnego systemu" składa się z ogniwa słonecznego, elektrolizera oraz ogniwa paliwowego podłączonego do obwodu elektrycznego. Ogniwo słoneczne zamienia energię słoneczną na elektryczną dzięki elektronom obecnym w warstwie n płyty krzemowej. Tak pozyskana energia w elektrolizerze rozkłada wodę w procesie elektrolizy na wodór i tlen. W szkolnych modelach ogniw paliwowych, w temperaturze pokojowej, przebiega synteza wodoru i tlenu, podczas której następuje zamiana energii chemicznej na elektryczną. Z punktu widzenia chemii chodzi o niskotemperaturowe elektroutlenianie wodoru. Podstawą działania elektrolizera i ogniwa paliwowego jest membrana PEM (Proton Exchange Membrane lub Polymer Electrolyte Membrane), za pośrednictwem której odbywa się jednokierunkowy transport jonów H⁺. Połączenie systemu elektrolizera oraz ogniwa paliwowego obrazuje szkolny model samochodzika napędzanego niskotemperaturowym ogniwem paliwowym. Modele takie są dostępne handlowo.

EN

Combustion of energy resources, like coal, oil, earth gas, causes a hard environmental damage. It is necessary to find an optimal usage of the so-called "renewable energy resources", like energy of Sun, wind and water. The problem is how to most effectively store a "pure energy". Hydrogen, produced by the ecological reversible method of the water electrolytic process, is the most advantageous medium to storage. A set of school functional models to demonstrate "renewable system" consists of a solar cell, electrolyzer and fuel cell connected to an electric circuit. A solar cell converts solar energy into electric one. Energy acquired in the electrolyzer splits water into hydrogen and oxygen. A synthesis of hydrogen and oxygen into water proceed at room temperature in the fuel cell teaching model. A chemical energy converts into the electric one during the synthesis. From the chemical point of view it is a low temperature electrical oxidation. The core of both electrolyzer and fuel cell is PEM - Proton Exchange Membrane or Polymer Electrolyte Membrane through which a one way transmission of H⁺ ions is realized. Connecting both system of electrolyzer and fuel cell is represented by a school car model powered with a low temperature reversible fuel cell. The models are available commercially.

Słowa kluczowe

PL

źródła energii; odnawialne źródła energii; szkolny model; ogniwa paliwowe

EN

energy resources; renewable energy resources; school model; fuel cells

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology
• Rocznik: 2007
• Tom: R.12, NR 1-2
• Strony: 31--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., fot.

Twórcy

autor

Opatrný P.

• Katedra Chemii Wydział Pedagogiczny Uniwersytet Hradec Kralove

autor

Bílek M.

• Katedra Chemii Wydział Pedagogiczny Uniwersytet Hradec Kralove

Bibliografia

• [1] Sviták F.: lademi energetika a trvale udržitelný rozvoj. Britské listy [online]. 2004/9/7 [cyt. 2004-09-07]. Dostępne z http://www.blisty.cz/2004/9/7/artl9680.html
• [2] Scherr D.: Das Solar-Brennstoffzellenauto - Ein fächerubergreifender Kontext für den Chemiunterricht der Klasse 11. Praxis der Naturwissenschaften Chemie in der Schule, 2003, 52, 3,16-20.
• [3] Vachek J. i Lepil O.: Modely a modelovanl ve vyucoani fyzice. l.vyd. Prana SPN, 1980.
• [4] Šuman ELEKTRO. [online], [cyt. 2004-9-13]. Dostępne z <http://suman-elektro.kvalitne.cz/princip.htm>
• [5] H-tec. [online], [cyt. 2004-9-13]. Dostępne z <http://www.h-tec.com>.
• [6] Heliocentris. [online], [cyt. 2004-9-13]. Dostępne z http://www.heliocentris.com
• [7] Kosmos, [online], [cyt. 2004-9-13]. Dostępne z http://www.kosmos.de
• [8] IKS Photovoltaik. [online], [cyt. 2004-9-13]. Dostępne z http://www.iks-photovoltaik.de