Laboratoryjny generator energii elektrycznej o mocy 360W zawierający niskotemperaturowy stos ogniw paliwowych PEMFC chłodzony za pomocą medium ciekłego

• Autorzy: Dudek M. , Celowski P. , Lis B. , Raźniak A. , Dudek P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.10.54

Warianty tytułu

EN

A 360W laboratory electric power generator incorporating a low-temperature PEMFC fuel cell stack cooled using a liquid medium

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy scharakteryzowano właściwości i stan rozwoju technologii wodorowo-tlenowych niskotemperaturowych ogniw paliwowych (ang. polymer membrane fuel cell, PEMFC). Zbudowano laboratoryjny generator energii elektrycznej zawierający komercyjny stos ogniw paliwowych PEMFC FC-42 (Shunk, Niemcy) o mocy 360W chłodzony za pomocą medium ciekłego. Zbadano właściwości tego generatora w różnych warunkach eksploatacyjnych. Zaproponowano metodykę działań zmierzających do uproszczenia konstrukcji i masy tego generatora.

EN

In this paper the properties and current state of development of low-temperature hydrogen-oxygen fuel cells (polymer membrane fuel cells, or PEMFCs) are characterised. A 360W laboratory electric power generator was constructed, incorporating a commercial FC-42 PEMFC fuel stack (Shunk, Germany) and cooled with a liquid medium. The properties of this generator were studied in different operating conditions. A method of operation was proposed, aimed at simplification of the construction and weight of this generator.

Słowa kluczowe

PL

ogniwo paliwowe; membrana polimerowa; energia elektryczna

EN

fuel cell; PEM; power energy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 10
• Strony: 235--242
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dudek M.

• AGH-Akademia Górniczo – Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw , al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Celowski P.

• AGH-Akademia Górniczo – Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw , al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Lis B.

• AGH-Akademia Górniczo – Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw , al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Raźniak A.

• AGH-Akademia Górniczo – Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw , al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Dudek P.

• AGH-Akademia Górniczo – Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Olkuski T., Ciesielka E., Szurlej A., Programy zarządzania popytem odbiorcy energii elektrycznej, Rynek Energii, 117 (2015), nr.2, 3-9
• [2] Sammes N., Fuel Cell Technology Reaching Towards Commercialization, Springer 2006.
• [3] Garche J., Encyclopedia of Electrochemical Power Sources, Elsevier 2009
• [4] Friedl J., Stimming U., Model of catalyst studies on hydrogen and ethanol oxidation for fuel cell, Electrochimica Acta, 101 (2013), 41-51
• [5] Lam A., Wilkinson W., Zhang J., A novel single electrode supported direct methanol fuel cell, Electrochemistry Comunications, 11 (2009), n.7, 1530-1534
• [6] Wu H., A review of recent development: Transport and performance modelling of PEM fuel cells, Applied Energy, 165 (2016), 81-106
• [7] Jayakumar K., Pandiyan S., Rajalakshmi N., Dhathathreyan K. Cost benefit analysis of commercial bipolar plates for PEMFC Journal of Power Sources, 161 (2006), n.1, 454-459
• [8] Cho E.A., Jeon U.S., Hong S.A., Oh I., Kang S.G., Performance of a 1 kW-class PEMFC stack using TiN-coated 316 stainless steel bipolar plates, Journal of Power Sources, 142 (2005), n.1, 177-183
• [9] Piela P., Mitzel J., Polymer electrolyte membrane fuel cell efficiency at the stack level, Journal of Power Sources, 292 (2015), 95-103
• [10] Sharaf O.Z., Orhan M.F., An overview of fuel cell technology: Fundamentals and applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 32 (2014), 810-853
• [11] Barbir F., Yazici S., Status and development of PEM fuel cell technology, International of Energy Research, 32 (2008), n.5, 369-378
• [12] Broussely M., Pistoia G., Industrial Application of Batteries. From Cars to Aerospace and Energy Storage, Elsevier, Amsterdam, 2007
• [13] Gokce K., Ozdemir A., A Rule Based Power Split Strategy for Battery/Ultracapacitor Energy Storage Systems in Hybrid Electric Vehicles, International Journal of Electrochemical Science, 11 (2016), n.2, 1228-1246
• [14] Smit M., Towards 40000 hours of operation for Nedstack's FCS XXL PEM fuel cell stacks, Fuel Cells Buletin, 8 (2014), 12- 15
• [15] Frost & Sulivan, Are fuel cell companies ready for the challenge? Fuel Cell Bulletin,3 (2000), n.20, 6-10
• [16] http://www.horizonfuelcell.com/
• [17] Panasonic, Tokyo Gas update Ene-Farm product, Fuel Cells Bulletin, 11 (2013), 14
• [18] Toyota claims fuel-cell breakthrough, Focus on Catalysis, 7 (2015), 3
• [19] Lin Hsiu-Li, Wu Tung-Ju, Lin Yu-Tsum, Wu Hsiao-Chein, Effect of polyvinylidene difluoride in the catalyst layer on hightemperature PEMFCs, International Journal of Hydrogen Energy, 40 (2015), n.30, 9400–9409
• [20] Kamal R., Rasheed M., Chan S., Experimental investigation of open circuit voltage during start-up process of HT-PEMFC, Electrochimica Acta, 186 (2015), 353-358
• [21] Christ J.M., Neyerlin K.C., Wang H. Richards R., Din H.N., Impact of polymer electrolyte membrane degradation products on oxygen reduction reaction activity for platinum electrocatalysts, Journal of the Electrochemical Science, 161 (2014), n.14, 1481-1488
• [22] Doe Fuel Cell Technologies Office, Fuel Cell System Cost- 2013, September 18, 2013
• [23] Tomczyk P., MCFC versus other fuel cells-Characteristics, technologies and prospects, Journal of Power Sources, 160 (2006) n.2, 858-866
• [24] Tomczyk P., Żurek S., Investigation of the oxygen reduction at the Platinum|Nafion® Interface, Polish Journal of Chemistry, 82 (2008), n.10, 1891–1904
• [25] Harms C., Köhrmann F., Dyck A., Study of the influence of key test parameters on the performance of PEMFC stack, Solid State Ionics, 275 (2015), 75-79
• [26] Swornowski P.J., Realne perspektywy zastosowań ogniw paliwowych typu PEMFC, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012), nr.4a, 176-179
• [27] Adamiec M., Metodyka badań ogniw paliwowych, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr.11a, 334-337
• [28] Verstraete D., Lehmukuehler K., Gong A., Harvey J.R., Brian G., Palmer J.L., Characterisation of hybrid fuel cell-based propulsion system, International Journal of Power Sources, 250 (2014), 204-211
• [29] Dudek M., Tomczyk P., Wygonik P., Korkosz M., Bogusz P., Lis B., Hybridfuel cell - battery system as a main power unit for small unmanned aerial vehicles (UAV), International Journal of Electrochemical Science, 8 (2013), 8442-8463.
• [30] Instrukcja producenta: Manual for Schunk Fuel Cell Stacks FC- 42 (Rev 4.0 [eng] 03/2011) Schunk Bahn- und Industrietechnik GmbH

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.