Gorivne celice

Gorivne celice

Avtorji: Aljaž Mravinec, Kristjan Metež, Jože Žunič

Mentor: Nejc Gorše, dipl.

inž. str.

Zgodovina razvoja gorivnih celic

• 1798 Claude Louis Berthollet (Napoleonov pohod)

• 1825 Michael Faraday (elektroliza)

• 1839 Willian Robert Grov (prva baterija)

• 1911 Bauer in Ehrenberg

• 1930 Francis Bacon (alkalne baterije)

• 1959 Harry Karel Ihrl (traktor 15 kW)

Delovanje gorivnih celic

• elektrokemična naprava

• sestavljena iz anode in katode

• nastane voda

• sprošča se toplota

• Elektrolit med elektrodama skrbi za prenos ioniziranih delcev

• https://www.youtube.com/watch?v=pM8PLnW2GvY

Pridobivanje vodika

• z reakcijo cink-klorovodik

• z elektrolizo

• v vesolju

• https://www.youtube.com/watch?v=iPheEg-K2qc

Tipi gorivnih celic

• AFC (Alkaline Fuel Cell): alkalne gorivne celice

• PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell): polimerne gorivne celice

• DMFC (Direct Methanol Fuel Cell): polimerne gorivne celice

• PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell): fosforno-kislinske gorivne celice

• MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell): karbonatne gorivne celice

• SOFC (Solid Oxide Fuel Cell): keramične gorivne celice

Delitev gorivnih celic in njihove karakteristike

• Delimo glede na:

• uporabljen elektrolit

• delovno temperaturo

• uporabljeno gorivo

• stanje vodika

Prednosti in slabosti 

• Prednosti:

• boljši izkoristki,

• brez škodljivih emisij

• zelo tiho delovanje

• nizka temperatura delovanja

• ne onesnažuje okolja

Slabosti:

• cena proizvodnje,

• občutljivost

• dragi in redki materiali

• življenska doba

• eksplozivnost vodika

Razširjenost vodikovih celic v Sloveniji in tujini

• 2011 nakup 2 vodikovih polnilnic

• Lesce – ne obratuje

• 400 delujočih vodikovih polnilnic

• 178 v Aziji

• 177 v Evropi

• Eksplozija na Norveškem leta 2019

• 2 poškodovani osebi

Prihodnost gorivnih celic

• 2019 → 11 tisoč avtomobilov – ½ v Kaliforniji

• prodaja ↑ za 40%

• Elon Musk pesimističen

• Azija vidi velik potencijal

• 190 kW elektromotor 

• 7 rezervarjev – 32 kg vodika

• domet okoli 400 km → cilj 1000 km

• 275 kW elektromotor

• 6 kg vodika za 500 km

• 4 €/kg vodika

• 24€ poln rezervar

• 30% več dometa

• varnost rezervarja

160 hp, 202 m2, 80kg

Multiple Select

Kateri znanstvenik je dobil idejo, ki je temelj gorivnih celic?

• Michael Faraday

• Claude Louis Berthollet

• William Robert Grov

Multiple Choice

Kdo je izdelal prvi traktor, ki so ga poganjale gorivne celice?

• Harry Karel Ihrl

• Francis Bacon

• Michael Faraday

• Chuck Boris

Fill in the Blanks

Prva in edina (ne delujoča) vodikova polnilnica v Sloveniji se nahaja v...

Multiple Choice

Koliko tipov gorivnih celic se je uveljavilo?

• 3

• 6

• 5

• 4

Multiple Choice

V katerem temperaturnem območju delujejo gorivne celice?

• 60°C - 200°C

• -60°C - -200°C

• 400°C - 1100°C

• 60°C - 1000°C

Multiple Choice

Kaj sta stranska produkta gorivne celice?

• CO2 in voda

• voda in toplota

• kisik in toplota

• elektrolit in kisik

Multiple Choice

Ali je pri gorivni celici pomembna izbira katalizatorja?

• Da

• Ne

Multiple Select

Kaj od spodaj naštetega drži za ladjo Energy Observer? (več možnih odgovorov)

• škodijo ji nizke temperature

• izkorišča lahko energijo vetra, sonca in morja

• ni bila še nikoli preizkušena na morju

• v primeru napake ima dodaten pogon na fosilna goriva

• na ladji se nahaja laboratorij