Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Vodík pohání vojenské ponorky i váš notebook I.

13.12.2007  |  145× přečteno      vytisknout článek

Palivo budoucnosti se používá i v městské hromadné dopravě nebo třeba pro napájení mobilních telefonů.

S vodíkovým pohonem může německá vojenská ponorka U31 zůstat pod vodou nepřetržitě až tři týdny.

Byla představena koncepce tzv. vodíkového hospodářství, která počítá s vodíkem v roli energetického vektoru. Je třeba zdůraznit, že ačkoliv se obecně největší pozornost věnuje oblasti pozemní dopravy, existují i další zajímavé sektory, kde se vodík s úspěchem využívá.

K mobilním aplikacím patří např. automobily s vodíkovým palivovým článkem jako hlavním zdrojem energie pro elektrický trakční motor, dále pak menší zdroje elektrické energie pro přenosná elektronická zařízení. Tyto aplikace se vyznačují potřebou vysoké energetické kapacity a vysoké hustoty energie paliva v zásobníku, nízké hmotnosti celkového řešení a důrazem na vysokou účinnost výroby elektrické energie. Teplo, které při provozu palivového článku vzniká není využíváno vůbec nebo pouze okrajově.

Stacionární aplikace naopak často kombinují výrobu elektrické energie s výrobou tepla. Hmotnost celého řešení obvykle nebývá limitující, nízkou energetickou hustotu paliva v případě vysokoteplotních palivových článků může odstranit např. napojením na běžnou přípojku zemního plynu. Příklady stacionárních aplikací jsou např. lokální generátory el. energie v oblastech bez elektrické přípojky nebo záložní zdroje elektrické energie pro telekomunikační ústředny, nemocnice, atd.

Začneme zřejmě nejúspěšnější aplikací palivových článků v dopravě a překvapivě se nebude jednat ani o auto či loď, ale rovnou o ponorku. A ne jedinou.

Palivové články pod vodou

V roce 1998 objednala německá vláda čtyři ponorky s palivovými články. Jedná se o sérii ponorek třídy 212 (resp. 212A), vyrobené Howaldtswerke-Deutsche Werft AG.

Kromě klasického dieselového pohonu jsou vybaveny pohonným systémem dlouhodobě nezávislým na přístupu vzduchu, založeným na membránových palivových článcích dodaných spol. Siemens. Vodík je skladován ve formě kovových hydridů, jejichž vysoká hmotnost nebyla v tomto případě limitující. Systém s palivovými články umožňuje ponor až tři týdny bez nutnosti vynoření a provoz bez vnějších tepelných projevů. Ponorka je dle dostupných informací při provozu na palivové články bez vibrací, bezhlučná a současnými metodami jen velmi obtížně detekovatelná.

Po technologické stránce se jedná o unikátní využití výhod vodíkových technologií – vysoké účinnosti palivových článků, tichého provozu a využití produktu z palivového článku – vody – pro sanitární potřeby posádky. Elektrický pohon Siemens permasyn 1,7MW využívá elektřinu dle potřeby buď z 3,12MW V6 dieselgenerátoru nebo z membránových palivových článků v uspořádání 9x30kW (U31) nebo 2x 120kW (U32-34) a akumulátory. Systém má celkovou (el. teplo) účinnost 72% při plném a 62% při částečném zatížení. Vodík je skladován v kapalné formě ve dvou kryogenních nádobách a ve třech nádobách s hydridy, které jsou umístěny mezi vnitřním a vnějším trupem; jsou tedy mimo přímý přístup posádky. Produkované teplo z palivových článků je využito k ohřevu hydridů, který posléze uvolňuje vodík, čímž je zvýšena účinnost celého procesu.

Ponorka je dlouhá 56m, s průměrem 6,5m a posádka čítá 27 mužů. Maximální ponor činí 700m. V současné době je v provozu 6 těchto plavidel – 4 v Německu a 2 v Itálii. Zájem vyjádřily i další státy, např. Řecko a Jižní Korea (typ 214).

Do domu i pro banku

Co znamená „stacionární využití“ ve spojení s vodíkovými technologiemi? Jedná se hlavně o zásobování objektů elektřinou, velmi často ve spojení s dodávkami tepla (kogenerace). Zde se využívá skutečnosti, že palivový článek „vyrábí“ (ve skutečnosti přeměňuje chemickou energii paliva) elektřinu a teplo v poměru přibližně 1:1. Přímo se tedy nabízí možnost, např. pro rodinné domy, aby jedno zařízení velikosti plynového kotle dodávalo nejen teplo (teplá voda, topení), ale i elektřinu.

Dnes se jako palivo pro stacionární palivové články využívá především zemního plynu, který lze použít u některých typů palivových článků přímo, u jiných s tzv. reformerem. V budoucnu by přechod na čistý vodík nepředstavoval větší překážku. Co je tedy možné dnes vidět: Např. společnost Vaillant intenzivně vyvíjí systém s výkonem 4,6 kW (el) a 9kW (th). S těmito systémy dosáhla v roce 2007 na metu 330.000 provozních hodin při výrobě 1.000.000 kWh (el) a 2.900.000 kWh (th). Takové množství energie představuje spotřebu přibližně 300 bytů (3 členové rodiny) po dobu jednoho roku.

V Japonsku jsou s využíváním palivových článků ještě dále, v současné době je instalováno několik tisíc jednotek,  převážně s menšími výkony (Japonci jsou zřejmě více otužilí :-)) a mílovými kroky se blíží k cíli, který si stanovili pro rok 2010 – 2100MW instalovaného výkonu.

Velice úspěšnými se staly aplikace ve větším měřítku, řádově ve stovkách kW. Využívají se hlavně v bankách, hotelích, ústřednách telekomunikačních služeb či na letištích – všude tam, kde je potřeba zajistit spolehlivé dodávky elektřiny či tepla s minimem hluku a emisí škodlivin. Pro tyto účely se převážně využívají odlišné typy palivových článků (s kyselinou fosforečnou, roztavenými uhličitany nebo pevnými oxidy), které pracují s vyššími teplotami, což jde ruku v ruce s větší využitelností produkovaného tepla ( vyšší účinnost). Jasnou jedničkou co do počtu jednotek i odpracovaných hodin jsou palivové články spol UTC (dříve ONSI a IFC) typu PC25 o výkonu 200kW, které od počátku vyprodukovaly přes miliardu kWh. Z tohoto typu FC je také složena největší elektrárna na světě s palivovými články, 11MW v Tokiu, Japonsko.

V poslední době se vývoj a výzkum zaměřuje především na palivové články s tavenými uhličitany (Molten Carbonate Fuel Cell – MCFC) a s pevnými oxidy (Solid Oxide Fuel Cell). Pracují s teplotami 500-1000°C, což jim umožňuje přímé využívání např. zemního plynu. Nejznámějším představitelem je „Hot Module“ - 250kW MCFC z MTU Friedrichshafen.

Palivové články do kapsy i do tašky

Zajímavou oblastí využití palivových článků jsou přenosná zařízení, jako je notebook, mobilní telefon či videokamery. Zde se dá očekávat větší využití metanolu místo vodíku, s ohledem na vyšší hustotu energie kapalných látek. Velká pozornost je nyní věnována možnosti využití ethanolu, který je dostupnější a bezpečnější než methanol.

Společnost Toshiba například navrhla systém prodeje jakýchsi standardizovaných patron, které by se prodávaly v obchodech vedle baterií. Hlavní výhodou zařízení s palivovými články je delší doba provozu, u současných prototypů cca 2x až 3x vyšší než při provozu na akumulátory. Palivové články již delší dobu úspěšně využívají v sektoru přenosných zdrojů energie, např. pro vojenské využití v terénu či pro kemping.

Autor: Luděk Janík

Zdroj: www.inovace.cz


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
Ekologický oskar
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist