ELEKTRO 2011-2

| Kategorie: Časopis  | Tento dokument chci!

Vydal: FCC Public s. r. o. Autor: FCC Public Praha

Strana 11 z 68

Jak získat tento dokument?






Poznámky redaktora
K tomuto účelu používají setrvačníky. 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. 10. Některé firmy (např., elektrolytem může být např. Phoenix- -Zeppelin) nabízejí systémy záložního na- pájení (UPS) s mechanickým akumulátorem energie. studenou oxi- dací vodíku neboli studeným spalováním. Na obr. [2]. Vodík lze vá- zat i na kovové prášky, s nimiž tvoří hydridy kovů. Akumulace energie v mechanických akumulátorech Mechanické akumulátory akumulují ener- gii v podobě kinetické energie. 12. 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. Tento vodík je využíván jako palivo pro palivové články pohánějící vozidla. Využití setr- vačníků k akumulaci energie časté spa- lovacích motorech pro vyrovnávání nerov- noměrných sil. Druhý typ naopak používá leh- čí setrvačníky pracující při vysokých otáč- kách 100 000 min–1 . 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 . Nejjednodušší nej- propracovanější jsou pa- livové články založené na slučování vodíku s kyslí- kem. Jejich schéma na obr. 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. 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. 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.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. Ke skladování vodíku jsou určeny speciál- ní tlakové zásobníky vyrobené z materiálů ne- reagujících s vodíkem. 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. Používají dva typy setrvačníkových akumulátorů. metan (CH4), metanol (CH3OH), hydrazin (N2H4) apod. S vodíkem nutné při jeho skladování zacházet velmi opatrně, podle přísných bez- pečnostních norem. Pro tak vysoké otáčky Obr. V praxi byl testován autobus poháněný energií akumulovanou velkém setrvačníku. Kontinuálně musí být při- váděno palivo i okysličo- vadlo k elektrodám a od- váděny spaliny. 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. Již malé množství vodí- ku vzduchu tvoří výbušnou směs. 11. Energie akumulovaná vodíku může být opět přeměněna elektrickou energii ve zmíněných palivových článcích řízenou elektrochemickou reakcí tzv. Zajímavým využitím pa- livových článků vodíkový elektromobil, který nemá spalovací motor s přímým vstři- kováním, ale palivové články a elektromotor. Jeden typ využívá setrvační- ky velké hmotnosti uspořádané takového tvaru, aby bylo dosaženo největšího mo- mentu setrvačnosti. roztok kyseli- ny fosforečné (H3PO4), hydroxidu draselné- ho (KOH), tavenina alkalických uhličitanů či pevný oxidický elektrolyt (Y2O3). Pracují při otáčkách do 8 000 min–1 . platiny) a fungují i jako katalyzátory chemických reakcí. 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. Napě- tí jednoho palivového článku bývá přibliž- ně U » 1 V, články rovněž mohou skládat sériově baterií. Elektrody bývají z ušlech- tilých materiálů (např. fotochemic- kém reaktoru, kde vysokých teplot dosahu- je koncentrací slunečního záření. V mnoha materiálech totiž vodík difunduje krystalické mřížky a působí křehnutí materiálu. Po­ dle konstrukce a typu mohou pracovat při tep- lotách 000 °C, jako palivo mohou používat kromě vodíku např. 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