Přečtěte si:  Pozvánka na konferenci Elektrické autobusy pro město X






Pozvánky na akce


Stalo se










„Zelené“ taháky pro středoškoláky (i dospělé) 2

Víte, jak funguje palivový článek?

20.12.2012 Palivové články slouží k přímé přeměně chemické energie na stejnosměrný elektrický proud.

Základem jsou elektrochemické procesy. Při chemické reakci vstupních látek – paliva a okysličovadla - se chemická energie přeměňuje na elektrickou energii.

Nejčastějším palivem je vodík vázaný v některé složitější chemické sloučenině, například v metanolu (metylalkoholu) či metanu, získávaném ze zemního plynu. Vodík se nejprve chemickou reakcí uvolní a poté vstupuje do palivového článku. Jako okysličovadlo se obvykle používá čistý kyslík.

Vlastní chemická reakce probíhá na elektrodách ponořených do elektrolytu – tedy vodivém roztoku iontů ve vodě. Při ní dochází k rozkladu atomů paliva na kladně nabité částice – kationty a záporně nabité částice – volné elektrony. Spojíme-li vodivě obě elektrody, vytvoříme elektrický obvod, kterým budou volné elektrony protékat, a vznikne elektrický proud. Volné elektrony pak v elektrolytu reagují s okysličovadlem a kationty z paliva a dochází k jejich okysličování – spalování, za vzniku vody – tedy vlastně „popela“.

Elektrolyt přitom plní dvojí úlohu: jednak umožňuje průchod elektricky nabitých částic, jednak odděluje oba plyny, aby nepřišly do přímého styku (což by vedlo k výbušné chemické reakci).

Princip fungování ukazuje obrázek na zjednodušeném příkladu, kdy palivem je vodík a okysličovadlem kyslík.

Existují rozmanité druhy palivových článků, využívající různé druhy paliva a elektrolytu, ale fungující v podstatě na témž principu. U některých typů je elektrolyt nahrazován polymerovou membránou nebo tuhými keramickými sloučeninami, které umožní průchod pouze některým iontům (polymery jsou organické sloučeny, známé v každodenním životě především jako umělé hmoty). Palivové články pracují při různých provozních teplotách, od 80 °C až po 1000 °C. Články s provozními teplotami kolem 100 °C (80 až 120 °C) se nazývají nízkoteplotní, články s vyššími provozními teplotami jsou vysokoteplotní. Jejich vlastnosti jsou různé podle typu. Obecně lze ale říci, že nízkoteplotní články jsou v porovnání s vysokoteplotními méně náročné na odolnost zařízení, ale náročnější na kvalitu paliva.

Palivové články se dnes prakticky uplatňují zejména jako zdroj energie při kosmických letech (kosmická loď Apollo byla např. vybavena sérií palivových článků o celkovém výkonu 75 kW), u vojenské techniky nebo pro podmořská zařízení. Čím dál více se objevuje i jejich další využití v praxi, např. v automobilech, kolejových vozidlech nebo v manipulační technice – viz Palivové články ve vysokozdvižných vozících

Hlavní výhodou palivového článku je čistota provozu a vysoká energetická účinnost. Hlavní nevýhodou jsou vysoké investiční náklady.

redakce Proelektrotechniky.cz

Bonus: Vtip o palivovém článku

Přečtěte si také:

Palivočlánkový autobus také v Irsku: Dublin testuje Caetano na „zelený“ vodík

14.12.2020 Jednou z dalších zemí EU, která se seznamuje s provozem palivočlánkových autobusů, je Irsko. Průmyslové sdružení Hydrogen Mobility Ireland slavnostně přivítalo v první polovině listopadu 2020 v jeho hlavním městě Dublinu první palivočlánkový autobus, který zde poté vyrazil do ulic na testovací provoz. 


Palivové články s tavenými uhlíkatými sloučeninami pomohou efektivní výrobě vodíku

22.10.2020 V současné situaci, kdy je většina vodíku pro palivočlánkové aplikace vyráběna pomocí tzv. parního reformingu, se hledají stále nové způsoby jeho ekologičtější výroby. Vedle elektrolýzy z obnovitelných zdrojů nebo využití malých jaderných reaktorů je další z možných cest využívání vysokoteplotních palivočlánkových jednotek, které mají na vstupu zemní plyn nebo bioplyn. Americký výrobce FuelCell Energy bude takovouto výrobu vodíku testovat ve známém výzkumném středisku Idaho National Laboratories (INL). Odbornou veřejnost o tom informoval na začátku října 2020. 


Palivočlánkové vlaky Alstom Coradia iLint zkušebně také do hor

18.9.2020 Celkem 31 palivočlánkových vlaků Alstom Coradia iLint se v současné době připravuje pro provoz v německých spolkových zemích Dolní Sasko a Hessensko v převážně rovinatém nebo mírně zvlněném terénu. O tyto vlaky projevil zájem také rakouský národní železniční dopravce ÖBB. Od první dekády v září 2020 do konce listopadu téhož roku bude na zkoušku provozován na hornatých regionálních tratích na jihu Rakouska.


FCwaveTM: Ballard představil první komerční palivový článek pro pohon lodí

11.9.2020 V situaci, kdy plavidla poháněná spalovacími motory představují významný zdroj znečištění vodních ploch a kdy zároveň baterie nejsou až na výjimky dostatečným zdrojem energie pro jejich elektrický pohon, představují palivové články slibnou příležitost pro významné zekologičtění tohoto druhu dopravy. Po ojedinělých aplikacích v říční plavbě nebo na trajektech představil kanadský dodavatel palivočlánkových jednotek Ballard začátkem září 2020 vůbec první komerční palivočlánkovou jednotku pro pohon lodí pod produktovým označením FCwaveTM


Dopravce v Kolíně nad Rýnem představil veřejnosti největší evropský park palivočlánkových autobusů – 37 vozidel

31.8.2020 Region německé metropole Kolín nad Rýnem rozvíjí už od roku 2011 palivočlánkové autobusy, které provozuje tamní regionální dopravce Regionalverkehr Köln GmbH (RVK). Park palivočlánkových autobusů tohoto dopravce je dnes největší v Evropě – činí celkem 37 vozidel. Široká veřejnost s ním byla seznámena v srpnu 2020, těsně před jeho uvedením do provozu v plném rozsahu, v areálu RVK v Meckenheimu nedaleko Kolína nad Rýnem.


Knowledge Brief: příručka UITP shrnuje nejnovější evropské poznatky z projektů palivočlánkových autobusů

21.8.2020 Mezinárodní unie veřejné dopravy UITP ve spolupráci s projekty JIVE a JIVE 2 vydala v červenci 2020 stručné shrnutí nejnovějších zkušeností „Fuel cell buses: Best practices and commercialisation approaches“, česky „Palivočlánkové autobusy: osvědčené praxe a přístupy ke komercializaci“. Pro naše čtenáře z ní v tomto článku vybíráme některé zajímavé poznatky.


Do Evropy bylo dodáno prvních deset palivočlánkových těžkotonážních tahačů

13.7.2020 Začátek července 2020 se stal významným milníkem v evropské historii palivočlánkové elektromobility: Do Švýcarska bylo dodáno prvních deset nákladních tahačů typu of XCIENT Fuel Cell od společnosti Hyundai. Jde o vůbec první aplikaci palivočlánkové elektromobility v evropské těžké nákladní dopravě. 


Vídeň testuje palivočlánkový autobus Solaris

11.6.2020 Vídeňské elektrické autobusy jsou pro české příznivce elektromobility spojovány především s jednorázovým projektem elektrických midibusů průběžně dobíjených pantografem z troleje. Vídeňský městský dopravce Wiener Linien nicméně pro svůj rozvoj elektrických autobusů uvažuje i s dalšími alternativami, palivočlánkové autobusy nevyjímaje. Důkazem je testovací provoz palivočlánkového autobusu od polského výrobce Solaris, který proběhne v prvních červnových týdnech 2020.


CaetanoBus: další evropský výrobce palivočlánkových autobusů bude mít premiéru v Německu

25.5.2020 Na evropský trh již brzy vstoupí zcela nový dodavatel palivočlánkových autobusů, portugalská společnost CaetanoBus. Jak byla odborná veřejnost informována v květnu 2020, během tohoto roku začne v německém městě Niebüll na linkách dopravce Autokraft GmbH (dceřiné společnosti Německých drah – DB) provoz dvou palivočlánkových autobusů od tohoto výrobce. Oficiálně byl představen na veletrhu Busworld 2019.


10 miliónů megawatthodin ze stacionárních palivočlánkových zdrojů od FuelCell Energy

21.5.2020 Stacionární palivočlánkové jednotky řady SureSource od amerického výrobce FuelCell Energy, jehož projekty na našich stránkách průběžně sledujeme, zaznamenaly v květnu 2020 důležitý milník: Od začátku svého fungování na různých místech tří světových kontinentů (Amerika, Evropa a Asie) vyrobily v součtu 10 mil. MWh energie. 


Palivočlánková elektrárna v Danbury zahájila komerční provoz

11.5.2020 Již dříve avizovaná 4MW palivočlánková elektrárna ve více než 80tisícovém městě Danbury v americkém státě Connecticut zahájila koncem dubna 2020 komerční provoz. Účinnost této elektrárny s palivovými články od společnosti FuelCell Energy je srovnatelná a plynovými turbínami, přitom neprodukuje prakticky žádné škodlivé emise.


Vysokoteplotní elektrolyzér MULTIPLHY v Rotterdamu: ČEZ je při tom

14.4.2020 Vysokoteplotní elektrolýza vody je jedním z perspektivních směrů, jak získávat „čistý“ vodík pro pohon palivočlánkových vozidel i pro mnohé další účely. Je proto předmětem rozmanitých rozvojových projektů (pro její využití se uvažuje například s malými reaktory). Významným projektem v této oblasti je nyní připravovaný vysokoteplotní elektrolyzér s pracovním názvem MULTIPLHY s výkonem 2,6 MW v nizozemském Rotterdamu. Jedním z jeho realizátorů je i společnost Sunfire, v níž skupina ČEZ vlastní minoritní podíl přes fond Inven Capital. Odborná veřejnost o tom byla informována zkraje dubna 2020. 


Výkony palivočlánkove kogenerace v Inčchonu (Jižní Korea) nade všechna očekávání

6.4.2020 Jihokorejské město Inčchon (anglicky Incheon) – téměř třímiliónová metropole, ležící nedaleko hlavního města Soulu, má od roku 2018 smlouvu s americkou společností FuelCell Energy na provoz 20MW palivočlánkového kogeneračního parku pro dálkové vytápění v tomto městě po dobu 20 let. Partnerem je energetická společnost Korea Southern Power Co. Ltd. (KOSPO). Ukazuje se, že od svého zprovoznění na konci června 2018 přesahuje reálný provoz této palivočlánkové jednotky předpokládané provozní parametry.


Na linky MHD v Rize vyjely trolejbusy s palivočlánkovým prodlužovačem dojezdu

31.3.2020 V březnu 2020 zaznamenala elektrická městská doprava pozoruhodný milník: Na linky městské dopravy v 700tisícové Rize, hlavním městě Lotyšska, vyjelo na linku č. 4 tamního dopravce Rīgas satiksme již dříve avizovaných deset trolejbusů Solaris s palivočlánkovým prodlužovačem dojezdu.


Kolín nad Rýnem dostane 15 palivočlánkových autobusů Solaris ve sdružené veřejné zakázce s městem Wuppertal

24.3.2020 V rámci evropského projektu JIVE bude od roku 2021 jezdit v německém Kolíně nad Rýnem celkem 15 palivočlánkových autobusů od polského výrobce Solaris. Odborná veřejnost o tom byla informována v březnu 2020. Jde o součást sdružené zakázky na dodávku palivočlánových autobusů měst Kolín nad Rýnem a Wuppertal. 


FuelCell Energy: životnost palivových článků pro stacionární aplikace prodloužena z 5 na 7 let

19.2.2020 Palivové články s tavnými uhlíkatými sloučeninami od amerického výrobce FuelCell Energy, určené pro stacionární aplikace, jsou využívány na mnoha místech USA i jinde ve světě jako ekologický zdroj energie. V roce 2018 byla jejich životnost technicky prodloužena z 5 na 7 let, což začátkem ledna 2019 oficiálně potvrdil i jejich výrobce. Toto prodloužení má významné provozní a především ekonomické aspekty. 


Palivočlánkové vlaky Alstom Coradia iLint dostanou trakční baterie Akasol 

12.2.2020 Palivočlánkové elektrické jednotky se ukazují být funkční bezemisní alternativou pro dieselové osobní vlaky na neelektrifikovaných regionálních tratích. Jejich průkopníkem v sériové výrobě je typ Coradia iLint od společnosti Alstom, jichž objednaly německé regiony pro svoji veřejnou dopravu již celkem více než čtyřicet. V lednu 2020 byl k jejich dodávce učiněn důležitý technický krok: Výrobce vlaků Alstom podepsal smlouvu na dodávku trakčních baterií pro tyto vlaky s německým dodavatelem bateriových systémů Akasol.


Mikrosítě s palivovými články úspěšně fungují na různých místech USA

30.1.2020 Mikrosítí (anglicky microgrid) rozumíme rozvodnou elektroenergetickou síť omezenou na určitý počet zdrojů energie a míst její spotřeby. Mikrosíť tak vlastně představuje jakousi zmenšenou verzi veřejné energetické soustavy, zpravidla využívající obnovitelné zdroje energie nebo kogeneraci a vytvářenou na principu smart grid. Jejich častým a nanejvýš potřebným využitím je propojení kritické infrastruktury města (bezpečnostní a záchranné složky, zdravotnická zařízení apod.) v mikrosíti s nezávislým a zaručeně spolehlivým zdrojem energie pro případ výpadku veřejné energetické sítě.


Univerzita v Bridgeportu má vlastní palivočlánkovou kogeneraci

9.5.2014 Město Bridgeport v americkém státě Connecticut bude mít již druhý palivočlánkový energetický zdroj. Po Brigeportském palivočlánkovém parku bude v areálu University of Bridgeport instalována 1,4MW palivočlánková kogenerační jednotka. Na začátku května 2014 to oznámil její dodavatel, společnost FuelCell Energy 



Naše tipy























Copyright © 2012 – 2021 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services