Hydrogeniczne ogniwo paliwowe

TWÓRCA: prof. dr hab. inż. Bogdan Żółtowski
WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ
al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz
tel. +(48 52) 340-82-49
ZAKŁAD MASZYN ROBOCZYCH
Hydrogeniczne ogniwo paliwowe
Charakterystyka wynalazku
Przedmiotem rozwiązania jest hydrogeniczne ogniwo paliwowe.
Źródłem inspiracji dla opracowania hydrogenicznego ogniwa paliwowego według wynalazku jest proces elektrolizy
wody prowadzący do rozkładu wody (H2O) na tlen (O2) i wodór (H2) w obecności przepływu prądu przez elektrolit
(wodę destylowaną + KOH). Wynikiem zachodzących reakcji jest wodór pojawiający się na katodzie oraz tlen pojawiający się na anodzie. Ilość generowanego wodoru jest dwa razy większa od ilości moli tlenu, a oba są proporcjonalne
do przepływającego całkowitego ładunku elektrycznego.
Urządzenie ma wielomodułową obudowę w formie monolitu, bez zewnętrznych przewodów transmisyjnych przepływu gazów i cieczy, które to przewody stanowią część integralną obudowy, przez co w razie nieszczelności zwiększają
bezpieczeństwo użytkowania urządzenia.
Produktem paliwowym wytwarzanym przez ogniwo w wyniku elektrolizy wody jest wodór oraz tlen o wysokiej czystości, stanowiący składnik mieszanki stechiometrycznej dla silników spalinowych. W procesie elektrolizy otrzymujemy
dwa razy więcej wodoru aniżeli tlenu, który jest ważny w procesie spalania mieszanki paliwowo-powietrznej z punktu
widzenia poprawy stabilizacji płomienia, w szczególności na biegu jałowym - gdzie zawartość tlenu jest ograniczona,
skutkując podwyższonym zużyciem paliwa.
Urządzenie wg wynalazku ma prostą i zwartą konstrukcje, podczas pracy nie wytwarza ciśnienia gazów, uniemożliwiając rozszczelnienie układu, pozbawione jest zewnętrznych przewodów transmisyjnych, niwelując w ten sposób ryzyko
uszkodzenia i wycieków. Ponadto urządzenie jest bardzo proste w montażu i demontażu w pojeździe.
Rozwiązanie umożliwia obniżenie zużycia paliwa o 25-40%, bez konieczności dokonywania zmian konstrukcyjnych
silników spalinowych oraz podniesienie sprawności, trwałości i niezawodności silnika.
Ogniwo paliwowe generuje energię chemiczną w stanie lotnym, wytworzonym ze strat energii elektrycznej w ilości
bezpiecznej, i jest innowacyjnym rozwiązaniem wspomagającym układ zasilania współczesnych jednostek napędowych, oraz obniżającym zużycie paliw kopalnych oraz emisje CO2 do atmosfery.
Hydrogeniczne ogniwo paliwowe posiada kompaktową, modułową budowę, złożoną z obudowy 4, która ma przegrody i składa się z modułów 15. Obudowa wykonana jest z kompozytu o wysokiej wytrzymałości chemicznej i mechanicznej. Posiada trzy komory reakcyjne 1, 1a, 1b, przy czym każda z komór składa się z dwóch cel 5, 5a, 5b. Główny
zbiornik cieczy 2, kanały transmisyjne 12, usytuowane są w ścianach obudowy 4, o kierunku przepływu gazu 3, oraz
komory przeciwpluskowej 8. Ogniwo posiada filtr mokry 6, filtr suchy 7, tuleję dystansową 9, która reguluje odległości
VERTE
Projekt Współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
Hydrogeniczne ogniwo paliwowe
KONTYNUACJA ZE STRONY 1.
pomiędzy płytami elektrod celi. Komora 2 połączona jest
z komorami cel 1, 1a, 1b, poprzez kanały 12, usytuowane
w ścianach konstrukcyjnych obudowy 4. Podczas pracy
urządzenia urobek przemieszczany jest kolejno kanałami
12, o kierunku przepływu na wysokości kanału 12a. Komora 8, zapobiega niekontrolowanemu przedostawaniu się
cieczy wraz z urobkiem gazu do części filtrów mokrego 6
i suchego 7. Urobek z komory 8, poprzez filtr mokry 6, oraz
tulejkę 14, przemieszczany jest do filtra suchego 7, gdzie
poprzez otwór kanału 12 powraca elektrolit, a gaz zgodnie
z oznaczeniem przepływu 3, kierowany jest kanałem 12 do
filtra suchego 7, w którym następuje końcowe oczyszczenia urobku. Filtr 7 ma postać objętościowego kanału, który ma w części górnej mechaniczny filtr suchy 7a, w postaci płytek z otworem i przekładkami z otwór wlotowy
do uzupełniana wody i KOH /wodorotlenek potasu/, zaś
odprowadzenie urobku na zewnątrz reaktora następuje
kanałem 12, poprzez króciec wyjściowy 11.
Rozwiązanie przedstawione zostało
na załączonym rysunku.
Zastosowanie w praktyce
Przedstawione urządzenie przeznaczone jest do zasilania pośredniego silnika poprzez dodatkowy dopływ tlenu
i wodoru (wtrysk podciśnieniowy) do kolektora dolotowego silników spalinowych i ogniw paliwowych. Ma zastosowanie również w ciepłownictwie
ul. Ks. A. Kordeckiego 20, 85-789 Bydgoszcz | wspolpraca.utp.edu.pl
Bezpłatny materiał informacyjny