Badania i charakterystyki jednokomórkowego elektrolizera typu HTPEM

• Autorzy: Małek A. , Grabowski M.

Warianty tytułu

EN

Research and characteristics of the monocell HTPEM electrolyzer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Efektywność systemów transportowych bardzo często zależy od rodzaju stosowanego paliwa. Czynnikiem umożliwiającym uzyskanie przewagi konkurencyjnej jest wykorzystanie tańszego paliwa alternatywnego do zasilania środków transportu. Korzyści materialne mogą zostać powiększone również w sposób pośredni w wyniku dotacji (państwowych lub europejskich) na zakup pojazdów bardziej przyjaznych środowisku lub zmniejszenie tzw. opłat środowiskowych. Dlatego wielu przewoźników zwraca uwagę na oferowane przez naukowców innowacyjne systemy napędowe oraz paliwo w postaci wodoru. Do produkcji wodoru można wykorzystać elektrolizery membranowe zasilane energią z odnawialnych źródeł. W artykule przedstawiono konstrukcję oraz badania jednokomórkowego elektrolizera typu HTPEM, który może zostać wykorzystany do produkcji paliwa wodorowego dla ekologicznych pojazdów przyszłości. Opisano również podstawy teoretyczne wysokotemperaturowej elektrolizy wody oraz nowoczesne materiały stosowane na membrany elektrolizerów. Artykuł zawiera również opis innowacyjnego stanowiska do badania ogniw paliwowych i elektrolizerów typu PEM i HTPEM powstałego w wyniku realizacji projektu LIDER finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

EN

The efficiency of the transportation systems often depends on the type of used fuel. Factor to gain competitive advantage is the use of a cheaper alternative fuel to power vehicles. Economical benefits may be increased, indirectly through grants (national or European) for the purchase of vehicles more environmentally friendly or reduction so-called environmental charges. That is why many carriers draws attention to offer by scientists innovative propulsion systems and fuel in the form of pure hydrogen. For hydrogen production can be used membrane electrolysers powered from renewable sources. This paper presents the design and testing of single cell HTPEM electrolyzer which can be used to produce hydrogen fuel for future clean vehicles. Also was described the theoretical basis of high temperature water electrolysis and modern materials used for the electrolyzer’s membrane. The article contains a description of an innovative test bench dedicated for PEM and HTPEM fuel cells and electrolyzers resulting LIDER project funded by the National Centre for Research and Development .

Słowa kluczowe

PL

elektrolizer; napęd; paliwo alternatywne; paliwo wodorowe; pojazd ekologiczny

EN

electrolyzer; drive; alternative fuel; hydrogen fuel; ecological vehicle

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 3
• Strony: 4137--4146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Małek A.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 36

autor

Grabowski M.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 36

Bibliografia

• 1. Carmo M., Mergel J., Stolten D., A review on the recent progress in electrocatalysis of polymer exchange membrane water electrolysis. Institute of Energy and Climate Research. World Hydrogen Energy Conference 2012.
• 2. DuPont™, Nafion® PFSA Membranes N-112, NE-1135, N-115, N-117, NE-1110 perfluorosulfonic acid polimer, Product information, 2004.
• 3. Li Q., Jensen J., Savinell R., Bjerruma N., High temperature proton exchange membranes based on polybenzimidazoles for fuel cells. Progress in Polymer Science 34 (2009) 449–477.
• 4. Małek A., Grabowski Ł., Pietrykowski K., Sochaczewski R., Barański G., Szlachetka M., Gęca M., Analiza możliwości pracy ogniwa paliwowego HTPEM w trybie elektrolizera. VI Konferencja Naukowa EKOENERGIA’2011, Lublin 3-5.11.2011. AUTOBUSY – Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe 10/2011, str. 305-311. ISSN 1509-5878.
• 5. 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.
• 6. Małek A., Siadkowska K., Analiza opłacalności wykorzystania CNG do zasilania pojazdów w województwie lubelskim. IX konferencja naukowo-techniczna LOGITRANS’2012 "logistyka, systemy transportowe, bezpieczeństwo w transporcie" Szczyrk, 17-20 kwietnia 2012r. Czasopismo Logistyka – nauka 3/2012, str. 1443-1449. ISSN 1231-5478.
• 7. Millet P., Ngameni R., Grigoriev S. A., PEM water electrolyzers: From electrocatalysis to stack development. International Journal of hydrogen energy 35 (2010) 5043-5052.
• 8. Nikiforov A.V., Petrushina I.M., Christensen E., Corrosion behaviour of construction materials for high temperature steam electrolysers. International Journal of hydrogen energy 36 (2011) 111-119.
• 9. Schmidt T. J., Baurmeister J., Properties of high-temperature PEFC Celtec-P 1000 MEAs in start/stop operation mode. Journal of Power Sources, 176 (2008) 428.
• 10. Selamet O., Becerikli F., Mat M., Development and testing of a highly efficient proton exchange membrane (PEM) electrolyzer stack. International Journal of hydrogen energy 36 (2011) 11480- 11847.
• 11. Siracusano S., Baglio V., Briguglio N., An electrochemical study of a PEM stack for water electrolysis. International Journal of hydrogen energy 37 (2012) 1939-1946.
• 12. Taccani R., Zuliani N., Effect of flow field design on performances of high temperature PEM fuel cells: Experimental analysis. International Journal of Hydrogen Energy, Volume 36 (10282- 10287), Issue 16, August 2011.
• 13. Valle F., Marmiroli B., Amenitsch H., Taccani R., Electron microscopy and small-angle x-ray scattering analysis of the catalyst layer degradation in PBI-based HT-PEM fuel cells. 67° CONGRESSO ANNUALE ATI Proceedings, Trieste, 11 – 14 September 2012.
• 14. http://www.hydrogenfuturetoday.com/fuel.html - stan na 05.01.2014
• 15. http://www.fuelcellmarkets.com/fuel_cell_markets/HTPEM_High_Temperature_PEM_Fuel_Cells/4,1,1,3271.html - stan na 03.02.2013 Badania i rozwój sterowania energooszczędnym elektrolizerem PEM pracującym w podwyższonej temperaturze

Uwagi

PL

LIDER/04/45/L-2/10/NCBIR/2011, Badania i rozwój sterowania energooszczędnym elektrolizerem PEM pracującym w podwyższonej temperaturze