hrvatski

PROIZVODNJA VODIKA ELEKTROLIZOM VODE POMOĆU SUNČEVE ENERGIJE I FOTONAPONSKOG MODULA

Proizvodnja električne energije direktnom pretvorbom Sunčeve energije bez popratne emisije ugljikovog (IV) oksida (CO2) bitna je s motrišta sigurnosti opskrbe, ali i s motrišta zaštite okoliša. Osnovne tehnološke komponente u sustavu kojim se danas može riješiti takav zadatak su fotonaponski (FN) članak, elektrolizator, spremnik vodika i vodikov gorivni članak te voda kao osnovni radni medij. Zbog svega toga u fokusu ove doktorske disertacije nalazi se konstrukcija eksperimentalnog elektrolitičkog članka s otopinom kalijevog hidroksida (KOH) u vodi (alkalna otopina, lužina) kao elektrolitom. U okviru testiranja elektrolizatora snimljena je njegova radna (UI) karakteristika i izračunata iskoristivost koja je u okvirima poznatima iz literature. Uočeno je da se na intenzitet proizvodnje vodika može utjecati promjenom brzine kruženja elektrolita kroz porozne elektrode članka. Osim originalnog dijela ove disertacije dat je i pregled povijesnog razvoja alkalnih elektrolizatora i opisi poznatih tehničkih koncepata njihove izvedbe. U sustavu za proizvodnju vodika elektrolizom vode pomoću Sunčeve energije i fotonaponskog članka (FNH2) istraživanja se odnose na eksperimentalno mjerenje i modeliranje FN članka i elektrolizatora pojedinačno i povezanih u zajednički sustav s ciljem poboljšanja iskoristivosti i pojednostavljenja sustava. Istraživanja na FN članku provode se u svrhu definiranja utjecaja različitih parametara na njegovu UI karakteristiku i putanju točke maksimalne snage (MPP). MPP putanja je putanja točke maksimalne snage u realnim uvjetima promjenljivog globalnog Sunčevog ozračenja. S istim ciljem istražuje se i alkalni elektrolizator također eksperimentalno i numeričkim simulacijama. Iz razmatranih matematičkih modela sustava dobiven je uvid u osnovne parametre potrebne za konstrukciju cijelog sustava, a prvenstveno elektrolizatora. U širem smislu, rezultat istraživanja je i doprinos razvoju metode usklađivanja ova dva podsustava u jedan sustav koji bi bio jednostavniji, pouzdaniji, jeftiniji i učinkovitiji od sličnih postojećih sustava za proizvodnju vodika bez popratne emisije CO2.

Vodik; Elektroliza; Elektrolizator; Metalna pjena; Sunčeva energija; Fotonaponski modul; Iskoristivost

nije evidentirano