Uvedba naprednih karakterizacijskih tehnik v merilno progo za testiranje PEM gorivnih celic

Rudolf Vahtar, Maj (avtor), Mori, Mitja (mentor), Sekavčnik, Mihael (komentor)

V današnjem času smo priča pospešenemu razvoju vodikovih tehnologij, ki omogočajo shranjevanje viškov energije iz obnovljivih virov v vodik. Razvoj je intenzivno usmerjen v tehnologijo gorivnih celic, ki temelji na protonsko prepustni membrani (PEM). Ta tehnologija je trenutno najpogosteje uporabljena za raznovrstne aplikacije. V sklopu magistrskega dela smo eksperimentalno raziskali vplive različnih parametrov na delovanje PEM gorivne celice. V obstoječo merilno progo smo vpeljali nove, napredne karakterizacijske tehnike. Preizkuševališče smo tako nadgradili z integracijo novih metod, kar bo omogočalo podrobnejše raziskave vpliva veličin na delovanje gorivne celice. Izdelali smo načrt in shemo postavitve preizkuševališča ter definirali nove merilne metode za testiranje in karakterizacijo gorivnih celic. V obstoječi merilni sistem smo vpeljali tehniko merilne sonde za zaznavanje površinske porazdelitve gostote električnega toka na gorivni celici ter tehniko elektrokemične impedančne spektroskopije. Izvedene so bile ''in-situ'' metode s sočasno uporabo različnih karakterizacijskih tehnik. Na podlagi pridobljenih rezultatov smo analizirali delovanje gorivne celice ter ugotavljali, katera metoda je na posameznem segmentu preučevanja najbolj ustrezna in katera bi nam glede na predmet preučevanja dala najbolj ustrezne rezultate.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: vodikove tehnologije, PEM gorivne celice, karakterizacija, polarizacijska krivulja, elektrokemična impedančna spektroskopija, površinsko merjenje gostote toka in temperature
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
• Organizacija: FS - Fakulteta za strojništvo
• Leto izida: 2024
• Št. strani: XX, 84 str.
• PID: 20.500.12556/RUL-164436
• UDK: 502.171:531.62(043.2)
• COBISS.SI-ID: 218833155
• Datum objave v RUL: 25.10.2024

RUDOLF VAHTAR, Maj, 2024, Uvedba naprednih karakterizacijskih tehnik v merilno progo za testiranje PEM gorivnih celic [na spletu]. Magistrsko delo. [Dostopano 26 april 2025]. Pridobljeno s: https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?lang=slv&id=164436

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Implementation of advanced characterization techniques into a PEM fuel cell test bench

Izvleček

In recent times, we have witnessed accelerated development of hydrogen technologies that enable the storage of excess renewable energy in hydrogen. The development is intensely focused on proton exchange membrane (PEM) fuel cell technology. This technology is currently the most used for various applications. As part of the master’s thesis, we experimentally investigated the effects on the performance of PEM fuel cells. We introduced new, advanced characterization techniques into the existing system. We upgraded the testing facility by integrating new methods, which will allow for more detailed research on the impact of variables on fuel cell performance. We designed and schematically laid out the testing facility and defined new measurement methods for testing and characterizing fuel cells. We introduced a probe technique for detecting the surface distribution of current density on the fuel cell and the technique of electrochemical impedance spectroscopy into the existing measurement system. “In-situ” methods were performed with the simultaneous use of various characterization techniques. Based on the obtained results, we will analyse the performance of the fuel cell and determine which method is most suitable for each segment of the study and which would provide the most appropriate results based on the subject of the study.

• Ključne besede: hydrogen technologies, PEM fuel cells, characterization, polarization curve, electrochemical impedance spectroscopy, surface current and temperature measurement