New systems of the transformation of the energy in motor uses with the application of fuel cells

• Autorzy: Jankowski A. , Jankowska B. , Ślęzak M.

Warianty tytułu

PL

Nowe systemy przekształcania energii w zastosowaniach motoryzacyjnych z zastosowaniem ogniw paliwowych

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ogniwa paliwowe mogą w bliższej niż się na ogół wydaje przyszłości znaleźć zastosowanie w środkach transportu zarówno samochodowego, jak i morskiego czy lotniczego. Mogą być podstawowym napędem z powodu wysokiej sprawności ogólnej, niskiego poziomu emisji zanieczyszczeń, możliwości stosowania czystego wodoru jako nośnika energii, jak również innych paliw, z których wodór może być produkowany w rezultacie reformingu wewnętrznego. Sprawność ogniw paliwowych jest o wiele wyższa, niż sprawność silników spalinowych, ponieważ ogniwa nie są ograniczone sprawnością cyklu Carnota. Tak więc sprawność ogniw pa/iwowycft może osiągać wartość maksymalne 70-80% (wliczając w to wykorzystanie energii cieplnej), podczas gdy sprawność silników spalinowych z trudnością dochodzi do 50%, przy wykorzystaniu ciepła odpadowego. Jedna istotna cecha ogniw paliwowych - największa sprawność w warunkach niewielkich obciążeń stwarza najbardziej korzystną sytuację zastosowań ogniw paliwowych w pojazdach samochodowych. W artykule zaprezentowano różnego rodzaju ogniwa paliwowe ze szczególnym podziałem na ogniwa niskotemperaturowe i wysokotemperaturowe. Ponadto ze względu na istotę działania przedstawiono sześć podstawowych rodzajów ogniw paliwowych. Na podstawie aktualnego stanu wiedzy można przypuszczać, że do roku 2050 będą wyłącznie eksploatowane pojazdy samochodowe na ogniwa paliwowe w USA. Produkcja silników spalinowych do tych pojazdów skończy się 10 lat wcześniej. Szczególną uwagę zwrócono na nowy rodzaj ogniwa paliwowego o zerowym czasie uruchomienia i magazynowania energii w czasie hamowania.

EN

Fuel cells can in nearer than it's in general gives futures to find the use in transportation of both cars, as and sea- or air-. Can be a basic drive on account the high actual efficiency, the low of the issue of pollutants, possibilities of the usage clean hydrogen as the carrier of the energy, as well as of other fuels from which hydrogen perhaps to be produced finally reforming of internal. The efficiency of fuel cells is out and away higher, than the efficiency of combustion engines, because fuel cells are not limited an efficiency of the Carnot's cycle. Thus the efficiency of fuel cells can accomplish the maximum value of 70-80% (inclusive of into this utilization of the heat energy), while the efficiency of combustion engines hardly arrives of 50%, at the heat utilization. One essential feature of fuel cell - the greatest efficiency conditioned of not large loads creates the most profitable situation of uses of fuel cell in car vehicles. In the article are presented the different kind of the fuel cells with the special attention on links low-temperature and high-temperature. Besides for the creature of the activity one introduced {one represented} six basic kinds of fuel cells. On the ground current state the knowledge one can suppose that to the year of 2050 will be exclusively operated car vehicles on fuel cells in US. The production of combustion engines to these vehicles will end 10 years earlier. The special attention was turned {was paid back} on the novel kind of fuel cell about the zero- time of the start and the e energy storage during applying of the brake.

Słowa kluczowe

PL

systemy przekształcania energii; ogniwa paliwowe; środki transportu; ogniwa niskotemperaturowe i wysokotemperaturowe

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 12, No. 3-4
• Strony: 117--133
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Jankowski A.

• Institute of Aeronautics Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa, Poland tel., [phone], fax, [phone]

autor

Jankowska B.

• Institute of Aeronautics Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa, Poland tel., [phone], fax, [phone]

autor

Ślęzak M.

• Motor Transport Institute ul. Jagiellońska 80, 03-301 Warszawa, Poland tel., [phone], fax, [phone]

Bibliografia

• [1] Ahmed S., Krumpelt M., Hydrogen from hydrocarbon fuels for fuel cells. International Journal of Hydrogen Energy, vol. 26, pp. 291-301, 2001.
• [2] Bingue J. P., Saveliev A. V., Kennedy L. A., Optimization of hydrogen production by filtration combustion of methane by oxygen enrichment and depletion. International Journal of Hydrogen Energy, vol. 29, pp.1365-1370, 2004.
• [3] Chiappini E., Cipollone R., Pellegrino E., An Environmental Friendly Vehicle for Individual Mobility. FISITA Congress Paris F98P083, 1998.
• [4] Drayton M. K., Saveliev A. V., Kennedy L. A., Fridman A. A., Li Y., Syngas production using superadiabatic combustion of ultra-rich methane-air mixtures. Proc. Comb. Inst., vol. 27, pp. 1361-1367, 1998.
• [5] Dahl J., et al., Rapid Solar-thermal Dissociation of Natural Gas in an Aerosol Flow Reactor. Proceedings of the 2002 U.S.DOE Hydrogen Program Review, NREL/CP-610-32405, pp. 1-10, 2002.
• [6] Ersoz A., Olgun H., Ozdogan S., Gungor C., Akgun F., Tlrls M., Autothermal reforming as a hydrocarbon fuel processing option for PEM fuel cell. Journal of Power Sources, vol. 118(1-2), pp. 384-392, 2003.
• [7] Funk J.E., Thermochemical hydrogen production, past and present. International Journal of Hydrogen Energy, vol. 26, pp. 185-190, 2001.
• [8] Franck M., Panik M., Noreikat K. E., Fuel Cell Vehicles, Nebus, Necar I, Necar II, Necar III. FISITA Congress Paris, F98T/P236, 1998.
• [9] Gordon S., McBride B. J., Computer program for calculation of complex chemical equilibrium compositions and applications. Technical Report Part I, Analysis, NASA RP-1311, 1994.
• [10] Hagan M., Northrop W., Bowers B., Rumsey J., and Prabhu S., Automotive fuelprocessing for PEM fuel cells. In Fuel CellTechnology for Vehicles, volume PT-84 of SAE International Progress in Technology Series, pp. 103-110, 2000.
• [11] Iwashita T., Machida J., Kusaka J., Daisho Y., Reformation Characteristics of Various Fuels in a Fuel Cell System. Proceedings of the Annual Meeting of the Japan Society of Mechanical Engineers, Vol. II, K-1902, pp. 437-438, 2001.
• [12] Jankowski A., Ślęzak M., Sęczyk J., Ogniwa paliwowe jako najbardziej efektywne systemy przetwarzania energii i perspektywy ich aplikacji. IV Międzynarodowa Konferencja Explo-Diesel& Gas Turbine’05 Gdańsk Międzyzdroje Kopenhaga 2005.
• [13] Jankowski A., Ślęzak M., Praktyczne zastosowania niektórych nowych rozwiązańogniw paliwowych w motoryzacji. XV Seminarium Naukowe PTNM Łódź- Konopnica 2005.
• [14] Kee R. J., Zhu H., Goodwin D.G., Solid-oxide fuel cells with hydrocarbon fuels. Proceedings of the Combustion Institute, vol. 30, pp. 2379-2404, 2005.
• [15] Kirwan J. E., Quader A. E., Grieve M. J., Fast Start-up On-borad Gasoline Reformer for Near Zero Emissions in Spark-Ignition Engines. SAE Technical Paper Series, No. 2002-01-1011, pp. 1-14, 2002.
• [16] Meyer A., Schroll C., Lesieur R., Development and evaluation of mult-fuel cell power plant for transportation applications. In Fuel Cell Technology for Vehicles, vol. PT-84 of SAE International Progress in Technology Series, pp. 111-119, 2000.
• [17] Montemayor A. F., Fuel Cells – A Developing Transportation Technology. Technology Today. Fall 2001, pp. 2-5, 2001.
• [18] Pedersen-Mjaanes H., Chan L., Mastorakos E., Hydrogen production from rich combustion in porous media. International Journal of Hydrogen Energy, 2005.
• [19] Shelef M., Kukkonen C. A., Prospects of Hydrogen – Fueled Vehicles. Progress in Energy and Combustion Sciences. Vol. 20, pp. 139-148, 1994.
• [20] Weinberg F.J., Bartleet T.G., Carleton F.B., Rimbotti P., Partial oxidation of fuel-rich mixtures in a spouted bed combustor. Combustion and Flame, vol. 72, pp. 235-239, 1988.
• [21] Wurster R., Altmann M., et al., BavarianPEM Cell Bus Project. 13th World Hydrogen Energy Conference, Beijing, June 11-15, pp. 1-7, 2000.