Potencjał ogniw paliwowych ako źródło napędu środków transportu

• Autorzy: Markowski J. , Pielecha I. , Nowacki M. , Olejniczak D. , Wirkowski P. , Dudek M. , Raźnik A.

Warianty tytułu

EN

The potential of fuel cells as a transport drive source

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Energia pozyskiwana z kopalnych surowców energetycznych związana jest z termicznymi procesami utleniania paliw. Procesy te oprócz generowania energii cieplnej są przyczyną emisji związków szkodliwych spalin do atmosfery: tlenku węgla, dwutlenku węgla, tlenków azotu, węglowodorów i cząstek stałych oraz tlenków siarki. Związki te stanowią istotne zagrożenie dla człowieka i środowiska w którym żyje. W związku z dużym udziałem pozyskania energii z paliw kopalnych w procesach ich spalania, konieczne jest poszukiwanie innych sposobów uzyskania tzw. “czystej energii”. Duży potencjał w tym zakresie mogą mieć ogniwa paliwowe, których rozwój umożliwił próby ich wykorzystania we wszystkich rodzajach środków transportu, a w szczególności w pojazdach drogowych. Istotnym czynnikiem rozwoju ogniw paliwowych jest ich względnie duża sprawność oraz zaostrzenie norm emisji zanieczyszczeń z silników spalinowych stosowanych do napędu środków transportu. Koncepcja ich stosowania jest związana z wieloma problemami eksploatacyjnymi. Z tego względu w artykule podjęto próbę oceny potencjału ogniw paliwowych w zastosowaniu ich jako źródło energii do napędu środków transportu. Dokonano przeglądu rozwiązań konstrukcyjnych ogniw paliwowych oraz możliwości ich wykorzystania.

EN

Energy derived from fossil fuels is associated with thermal oxidation of fuels. In addition to generating heat, these processes produce carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, and particulate matter. These compounds represent a significant threat to man and the environment in which he lives. Due to the large share of fossil fuel energy in the combustion process, it is necessary to seek other means of obtaining the so-called "Clean energy". High potential in this area may be fuel cells whose development has enabled them to attempt to use them in all types of transport means, and in particular in road vehicles. An important factor in the development of fuel cells is their relatively high efficiency and tightening of emission standards from internal combustion engines used to drive vehicles. The concept of their use is related to many operational problems. For this reason, the article attempts to assess the potential of fuel cells as a source of energy for the propulsion of means of transport. A review of the fuel cell system design and its use.

Słowa kluczowe

PL

ogniwo paliwowe; energia; napęd; metanol; wodór; środki transportu

EN

fuel cell; energy; drive; methanol; hydrogen; means of transport

• Wydawca: Faculty of Ocean Engineering and Ship Technology, Gdańsk University of Technology
• Czasopismo: Journal of Polish CIMEEAC
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 12, no 1
• Strony: 65--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Markowski J.

• Politechnika Poznańska Instytut Silników Spalinowych i Transportu ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Polska tel.: [phone], fax: [phone]

autor

Pielecha I.

• Politechnika Poznańska Instytut Silników Spalinowych i Transportu ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Polska tel.: [phone], fax: [phone]

autor

Nowacki M.

• Politechnika Poznańska Instytut Silników Spalinowych i Transportu ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Polska tel.: [phone], fax: [phone]

autor

Olejniczak D.

• Politechnika Poznańska Instytut Silników Spalinowych i Transportu ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Polska tel.: [phone], fax: [phone]

autor

Wirkowski P.

• Akademia Marynarki Wojennej, Wydział Mechaniczno-Elektryczny ul. Śmidowicza 69, 81-127 Gdynia

autor

Dudek M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Energetyki i Paliw, Katedra Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Raźnik A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Energetyki i Paliw, Katedra Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Andersson M., Sundèn B., Technology Review – Solid Oxide Fuel Cell, Report 2017:359, ENERGIFORSK March 2017, www.energiforsk.se
• [2] Aubrey A., Ceres Power Holdings, A fuel cell in every home and business, http://www.cerespower.com/media/1571/edison-a-fuel-cell-in-every-home.pdf
• [3] Background On The Ascend Energy/Atrex Energy Ceramic Fuel Cell Vehicle Project, http://www.atrexenergy.com/assets/uploads/files/Fuel_Cell_Vehicle_-_Ascend_Energy.pdf
• [4] Buonomano A., Calise F., Dentice d’Accadia M., Palombo A., Vicidomini M., Hybrid solid oxide fuel cells–gas turbine systems for combined heat and power: A review, Applied Energy, Volume 156, 2015, Pages 32-85
• [5] Ceres Power to demonstrate SOFC stack technology for EV range extender with Nissan; light commercial vehicle, 28 June 2016, http://www.greencarcongress.com/2016/06/20160628-ceres-1.html
• [6] Dudek M., Sitarz M., Tomczyk P., Effect of structural properties of carbon-based fuels on efficiency of direct carbon fuel cells, Journal of Solid State Electrochemistry, Volume 18, Issue 11, pp 3023–3032, 2014
• [7] Dudek M., Skrzypkiewicz M., Moskala N., Grzywacz P., Sitarz M., Lubarska-Radziejewska I., The impact of physicochemical properties of coal on direct carbon solid oxide fuel cells, INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, Volume: 41 Issue: 41 Pages: 18872-18883, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2016.05.232, 2016
• [8] Dudek M., Socha R., Direct Electrochemical Conversion of the Chemical Energy of Raw Waste Wood to Electrical Energy in Tubular Direct Carbon Solid Oxide Fuel Cells, INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SCIENCE, Volume: 9 Issue: 12 Pages: 7414-7430, 2014
• [9] e4ships Fuel Cells In Marine Applications 2009 – 2016 (1.3 MB) http://www.e4ships.de/press.html
• [10] Ezgi C, Turhan Çoban MM, Selvi Ö. Design and Thermodynamic Analysis of an SOFC System for Naval Surface Ship Application. ASME. J. Fuel Cell Sci. Technol. 2013;10(3):031006-031006-6. doi:10.1115/1.4024254
• [11] German e4ships project reports on fuel cell maritime demos, Fuel Cells Bulletin, Volume 2016, Issue 10, 2016
• [12] Ghosh P.C., Vasudeva U., Analysis of 3000T class submarines equipped with polymer electrolyte fuel cells, Energy, Volume 36, Issue 5, 2011, Pages 3138-3147
• [13] https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Toyota_Mirai_PCU_and_electric_motor_SAO_2016_9023.jpg
• [14] http://www.iphe.net/docs/Events/Japan_311/3%20Astrom_W%C3%A4rtsil%C3%A4%20FC%20Development%20for%20IPHE%202011.pdf
• [15] Koirala B. P., Avila J. P. Ch., Gomez T., Hakvoort R. A., Herder P. M., Local Alternative for Energy Supply: Performance Assessment of Integrated Community Energy Systems, ENERGIES, Volume: 9, Issue: 12, Article Number: 981, DOI: 10.3390/en9120981, 2016
• [16] Krummrich S., Fuel Cell Methanol Reformer System for Submarines, 18th World Hydrogen Energy Conference 2010 - WHEC 2010, Parallel Sessions Book 3: Hydrogen Production Technologies - Part 2, Proceedings of the WHEC, May 16.-21. 2010, Essen
• [17] L. van Biert, M. Godjevac, K. Visser, P.V. Aravind, A review of fuel cell systems for maritime applications, Journal of Power Sources, Volume 327, 2016, Pages 345-364
• [18] McPhail S.J., Leto L., Boigues-Muñoz C., International Status of SOFC deployment 2012-2013, Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development. http://www.enea.it/it/pubblicazioni/pdf-volumi/the-yellow-pages-of-sofc-technology-2017.pdf
• [19] Merkisz J, Pielecha I 2015 Electrical systems of hybrid vehicles, Publishing House Poznan University of Technology, p. 198
• [20] Nissan announces development of the world’s first SOFC-powered vehicle system that runs on bioethanol electric power. newsroom.nissan-global.com (2016/06/14)
• [21] Pocard N.: The Next Generation of Shunting Locomotives Uses Fuel Cell Power. Zero Emission Rail Transport. http://blog.ballard.com/the-next-generation-of-shunting-locomotives-uses-fuel-cell-power. 6.10.2016
• [22] Sattler G., Fuel cells going on-board, Journal of Power Sources, Volume 86, Issue 1, 2000, Pages 61-67
• [23] Solid oxide fuel cell technology. www.csiropedia.csiro.au/Ceramic-Fuel-Cells (16.06.2017)
• [24] Tronstad T., Hogmoen Astrand H., Haugom G.P.a, Langfeldt L., Maritime - Study on the use of fuel cells in shipping. EMSA European Maritime Safety Agency. DNV-GL. 2017
• [25] Vogler F., Würsig G., New Developments for Maritime Fuel Cell Systems, Proceedings of the WHEC, May 16.-21. 2010, Essen