Analiza porównawcza parametrów pracy ogniw paliwowych typu LTPEM i HTPEM celem ich użycia do napędu pojazdów

Małek, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Analiza porównawcza parametrów pracy ogniw paliwowych typu LTPEM i HTPEM celem ich użycia do napędu pojazdów

Autorzy

Małek A.

Identyfikatory

Warianty tytułu

A comprehensive analyze of LTPEM and HTPEM Fuel Cells, aimed at their usage in vehicles drive

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule dokonano analizy porównawczej ogniw paliwowych nisko i wysokotemperaturowych celem ich użycia do napędu pojazdów. Dokonano szczegółowej charakterystyki budowy polimerowych elektrolitów oraz opisano konsekwencje jakie są związane z ich użyciem. Odnoszono się przede wszystkim do następstw konstrukcyjnych i eksploatacyjnych decyzji budowy sytemu nisko lub wysokotemperaturowego. Szerzej opisano problem wysuszania membran typu LTPEM oraz konieczności ich nawilżania. Następnie przedstawiono charakterystyki napięciowo-prądowe dla najpopularniejszych komercyjnych złożeń membrana-elektrody. W końcowej części zaprezentowano zalety systemów typu HTPEM w stosunku do LTPEM. Z porównania wynika, że w niedługim czasie systemy wysokotemperaturowe powinny zyskać na znaczeniu i to one będą podstawą budowy kolejnych komercyjnych pojazdów zasilanych wodorowymi ogniwami paliwowymi.

In the article, the compressive analyze of LTPEM and HTPEM Fuel Cells, aimed at their usage in vehicles drive has been accomplished. The article characterizes structure of polymeric electrolytes in detail and describes consequences referring their usage. Above all, the article concerns influence this decisions for construction and maintenance aspects of the LTPEM and the HPTM system. A problem of drying LTPEM membranes and the need for their humidifying was described more generally. The following aspect was presented the polarization curves of the most popular commercial membrane-electrodes assemblies. The merits of the HTPEM system in compared with the LTPEM system has been presented in a summarising of the article. The result of comparison states that after a short period of time, High Temperature Proton Exchange Membrane systems ought to obtain significance becoming the basic of constructing the next commercial vehicles powered by hydrogen fuel cells.

Słowa kluczowe

analiza porównawcza parametry pracy ogniwo paliwowe ogniwo paliwowe typu LTPEM ogniwo paliwowe typu HTPEM napęd pojazdu

comparative analysis work parameters fuel cell LTPEM fuel cell HTPEM fuel cell drive vehicle

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny

Czasopismo

Logistyka

Rocznik

2015

Tom

nr 3

Strony

3048--3056, CD 1

Opis fizyczny

Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Małek A.

lider@pollub.pl

Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny; 20-618 Lublin; ul. Nadbystrzycka 36. Tel: + 48 722 097 953, Fax: + 48 81 538-47-45

Bibliografia

1. Asensio J. A., Sanchez E. M., Gomez-Romero P.: Proton-conducting membranes based on benzimidazole polymers for high-temperature PEM fuel cells. A chemical quest. Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 3210-3239
2. Bose S., Kuila T, Nguyen T.: Polymer membranes for high temperature proton exchange membrane fuel cell: Recent advances and challenges. Progress in Polymer Science 36 (2011) 813–843
3. DuPont™, Nafion® PFSA Membranes N-112, NE-1135, N-115, N-117, NE-1110 perfluorosulfonic acid polimer, Product information, 2004.
4. Eckl R., Zehtner W., Leu C., Wagner U.: Experimental analysis of water managament in a self-humidifying polimer electrolyte fuel cell stack, Journal of Power Sources Nr 138, 2004, str. 137-144.
5. Gelfi S., Stefanopoulou A., Pukrushpan J., Peng H.: Dynamics of Low-Pressure and High-Pressure Fuel Cell Air Supply Systems, Proceedings of the American Control Conference, 2003, str. 2049–2054.
6. Li Q., Jensen J. O., Savinell R. F.: High temperature proton exchange membranes based on polybenzimidazoles for fuel cells. Progress in Polymer Science 34 (2009), 449-477
7. Małek A., Wendeker M.: Ogniwa paliwowe typu PEM – teoria i praktyka. Monografia, Politechnika Lubelska 2010.
8. Małek A., Barański G., Sochaczewski R.: Wspomagane komputerowo stanowisko laboratoryjne do badania ogniw paliwowych i elektrolizerów typu HTPEM. XVII Międzynarodowa Konferencja Naukowa TRANSCOMP’2013, Zakopane 2 - 5 grudnia 2013 r. Technika Transportu Szynowego nr 10/2013, str. 49 – 56. ISSN 1232-3829.
9. Małek A., Grabowski Ł., Wendeker M.: Ekologiczne systemy generowania mocy oparte na ogniwach paliwowych typu PEM. V Konferencja Naukowa EKOENERGIA’2010, Lublin 17.12.2010. AUTOBUSY – Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe, str. 219 – 227. ISSN 1509-5878.
10. Malinowski M., Iwan A., Paściak G.: Synthesis and characterization of para- nad meta- polybenzimidazoles for High Temperature Proton Exchange Membrane fuel cells. Elekctrochemical Institute Division of Electrotechnology and Material Science.
11. Najjari M., Khemili F., Nasrallah S.: The effects of the cathode flooding on the transient responsem of a PEM fuel cell, Renewable Energy Nr 33, 2008, str. 1824–1831.
12. Owejan J., Trabold T., Jacobson D., Arif M., Kandlikar S.: Effects of flowfield and diffusion layer properties on water accumulation in a PEM fuel cell, International Journal of Hydrogen Energy Nr 32, 2007, str. 4489 – 4502.
13. Pukrushpan J., Peng H., Stefanopoulou A.: Control of Fuel Cell Breathing: Initial Results on the Oxygen Starvation Problem, IEEE Control Systems Magazine, 2004.
14. Schmidt T., Baurmeister J.: Properties of high-temperature PEFC Celtec®-P1000 MEAs in start/stop operation mode. Journal of Power Sources 176 (2008) 428–434
15. Serenergy A/S: Advantages of HTPEM fuel cells over LTPEM fuel cells. 2011
16. Su A., Weng F., Hsu C., Chen Y.: Studies on flooding in PEM fuel cell cathode channels, International Journal of Hydrogen Energy Nr 31, 2006, str. 1031 – 1039.
17. Zuliani N., Radu R., Taccani R.: Design and experimental characterization of a 350 W high temperature PEM fuel cell stack. 9th YSESM, Trieste, Italy, July 7-9, 2010; ISBN 978-88-95940- 30-4
18. http://moto.pl/MotoPL/1,88389,17221012,Toyota_dzieli_sie_technologia_wodorowych_ogniw_p aliwowych.html – data wejścia 11.03.2015
19. http://www.hyundai.pl/Samochody/Rekreacyjne/ix35_Fuel_Cell/ – data wejścia 13.03.2015
20. http://www.daposy.com/aboutdps – data wejścia 13.03.2015

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-482f6802-aa2a-4483-a13e-22a418d6d92e