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