Na obr. Využití setr-
vačníků k akumulaci energie časté spa-
lovacích motorech pro vyrovnávání nerov-
noměrných sil.
Akumulace energie v mechanických
akumulátorech
Mechanické akumulátory akumulují ener-
gii v podobě kinetické energie. Zajímavým využitím pa-
livových článků vodíkový elektromobil,
který nemá spalovací motor s přímým vstři-
kováním, ale palivové články a elektromotor. K tomuto
účelu používají setrvačníky. záporné elek-
trodě nastává reakce:
**VZOREC1**
2
442 SO2HSOH
**VZOREC2**
2ePbPb 2
**VZOREC3**
2ePbSOSOPb 4
2
4
**VZOREC4**
OHPbSO2eSOH2HPbO 24422
**VZOREC5**
424422 PbSOOH2PbSOPbSOH2PbO
**VZOREC6**
J345
2
1 2
CUW
**VZOREC7**
hmgWp
**VZOREC8**
2eOHOH 2
2
2
**VZOREC9**
2
2 O2eO
2
1
**VZOREC10**
O2HO2H 222
**VZOREC11**
2
2
1
JEk
**VZOREC12**
2
2
1
LIW
a dva volné elektrony se
předají elektrodě. [2]. Jeden typ využívá setrvační-
ky velké hmotnosti uspořádané takového
tvaru, aby bylo dosaženo největšího mo-
mentu setrvačnosti. Schéma setrvačníkového akumulátoru
energie
1 kryt setrvačníku s vakuem uvnitř, kompozi-
tové těleso setrvačníku, víceosé magnetické
uložení, mechanické uložení pro případ
defektu magnetického uložení, čidla vyosení
v horizontálním směru, čidla vyosení ve
vertikálním směru, optický snímač otáček,
8 permanentní magnety, elektrické vinutí
(motor/generátor), víceosé magnetické
uložení, mechanické uložení pro případ
selhání magnetického uložení, příruba pro
čerpání vývěvou
6
1
5 3
7
12
9
8
10
11
Obr. Pro tak vysoké otáčky
Obr. Pro kinetickou energii akumulova-
nou v setrvačníku platí:
**VZOREC1**
2
442 SO2HSOH
**VZOREC2**
2ePbPb 2
**VZOREC3**
2ePbSOSOPb 4
2
4
**VZOREC4**
OHPbSO2eSOH2HPbO 24422
**VZOREC5**
424422 PbSOOH2PbSOPbSOH2PbO
**VZOREC6**
J345
2
1 2
CUW
**VZOREC7**
hmgWp
**VZOREC8**
2eOHOH 2
2
2
**VZOREC9**
2
2 O2eO
2
1
**VZOREC10**
O2HO2H 222
**VZOREC11**
2
2
1
JEk
**VZOREC12**
2
2
1
LIW
kde
J je moment setrvačnosti,
ω úhlová rychlost setrvačníku. Schéma palivového článku
elektrický proud
kladná elektroda elektrolyt záporná elektroda
okysličovadlo
palivo
e–
e–
e–
e–
e–
e–
e–
e–
e–
H
H+
H
H
H
H
O
e–
H O
H
H O
H
H
e–
O
e–
e–
O
e–
e–
O
O
O
O
O
H
e–
2
.
Elektrody bývají z ušlech-
tilých materiálů (např. Jejich schéma na
obr. Některé firmy (např.
Ke skladování vodíku jsou určeny speciál-
ní tlakové zásobníky vyrobené z materiálů ne-
reagujících s vodíkem. S vodíkem nutné při jeho skladování
zacházet velmi opatrně, podle přísných bez-
pečnostních norem. Již malé množství vodí-
ku vzduchu tvoří výbušnou směs. V mnoha materiálech
totiž vodík difunduje krystalické mřížky
a působí křehnutí materiálu. metan (CH4),
metanol (CH3OH), hydrazin (N2H4) apod.9ELEKTRO 2/2011
Vodík lze vyrobit i chemickou reakcí me-
tanu vysokých teplot (800 700 °C),
přičemž nastávají reakce:
CH4 H2O 3H2
CO H2O CO2 H2
Reakce mohou probíhat v tzv. Cel-
kovou reakci lze tedy vy-
jádřit rovnicí:
**VZOREC1**
2
442 SO2HSOH
**VZOREC2**
2ePbPb 2
**VZOREC3**
2ePbSOSOPb 4
2
4
**VZOREC4**
OHPbSO2eSOH2HPbO 24422
**VZOREC5**
424422 PbSOOH2PbSOPbSOH2PbO
**VZOREC6**
J345
2
1 2
CUW
**VZOREC7**
hmgWp
**VZOREC8**
2eOHOH 2
2
2
**VZOREC9**
2
2 O2eO
2
1
**VZOREC10**
O2HO2H 222
**VZOREC11**
2
2
1
JEk
**VZOREC12**
2
2
1
LIW
Existují palivové články různých kon-
strukcí, rozměrů a maximálních výkonů. studenou oxi-
dací vodíku neboli studeným spalováním.
platiny) a fungují i jako
katalyzátory chemických
reakcí. Phoenix-
-Zeppelin) nabízejí systémy záložního na-
pájení (UPS) s mechanickým akumulátorem
energie. fotochemic-
kém reaktoru, kde vysokých teplot dosahu-
je koncentrací slunečního záření. Na
kladné elektrodě nastá-
vá reakce:
**VZOREC1**
2
442 SO2HSOH
**VZOREC2**
2ePbPb 2
**VZOREC3**
2ePbSOSOPb 4
2
4
**VZOREC4**
OHPbSO2eSOH2HPbO 24422
**VZOREC5**
424422 PbSOOH2PbSOPbSOH2PbO
**VZOREC6**
J345
2
1 2
CUW
**VZOREC7**
hmgWp
**VZOREC8**
2eOHOH 2
2
2
**VZOREC9**
2
2 O2eO
2
1
**VZOREC10**
O2HO2H 222
**VZOREC11**
2
2
1
JEk
**VZOREC12**
2
2
1
LIW
a dva volné elektrony se
přijmou z elektrody. Porézní elek-
trody jsou odděleny elek-
trolytem, v oblasti pórů
vzniká třífázové rozhra-
ní, kde dochází k elektro-
chemické oxidaci paliva
a k redukci okysličovadla.
Pórovitá elektroda umož-
ňuje elektrolytu vzlínat
do pórů, ale tlak plynu
za elektrodou nedovolu-
je kapalině póry pronikat. 10 schéma systému s fotovol-
taickým zdrojem energie, kde část produ-
kované elektrické energie dodávána distri-
buční sítě a část energie využita výrobu
vodíku z vody v elektrolyzéru. Schéma fotovoltaického systému (část elektrické energie
je dodávána distribuční sítě, část energie využita pro výrobu
vodíku)
fotony E = hν
fotovoltaické panely
DC
DCvoda
elektrolyzér
zásobník
H2O2
lokální síť
vodní
emise
vozidlo palivové články
či kapalný vodík
AC
rozvodná síť
transformátor
měniče
AC
AC
Obr. roztok kyseli-
ny fosforečné (H3PO4), hydroxidu draselné-
ho (KOH), tavenina alkalických uhličitanů
či pevný oxidický elektrolyt (Y2O3). 11.,
elektrolytem může být např.
Používají dva typy setrvačníkových
akumulátorů.
Energie akumulovaná vodíku může
být opět přeměněna elektrickou energii
ve zmíněných palivových článcích řízenou
elektrochemickou reakcí tzv. Druhý typ naopak používá leh-
čí setrvačníky pracující při vysokých otáč-
kách 100 000 min–1
. Po
dle konstrukce a typu mohou pracovat při tep-
lotách 000 °C, jako palivo mohou
používat kromě vodíku např. Tento vodík
je využíván jako palivo pro palivové články
pohánějící vozidla. 12. Vodík lze vá-
zat i na kovové prášky, s nimiž tvoří hydridy
kovů.
Kontinuálně musí být při-
váděno palivo i okysličo-
vadlo k elektrodám a od-
váděny spaliny. V praxi byl testován autobus
poháněný energií akumulovanou velkém
setrvačníku. 10.
Palivové články jsou elektrochemická zaří-
zení přeměňující chemickou energii v pali-
vu během oxidačně-redukční reakce přímo
na generaci elektrického proudu vzniku
menšího množství tepla. Pracují při otáčkách do
8 000 min–1
.
Nejjednodušší nej-
propracovanější jsou pa-
livové články založené na
slučování vodíku s kyslí-
kem. Napě-
tí jednoho palivového článku bývá přibliž-
ně U » 1 V, články rovněž mohou skládat
sériově baterií
