search query: @supervisor Kontturi, Kyösti / total: 62
reference: 26 / 62
| Author: | Santasalo, Annukka |
| Title: | Nestemäiset polttoaineet polttokennossa |
| Use of liquid fuels in a polymer electrolyte fuel cell | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2007 |
| Pages: | ix + 91 s. + liitt. 10 Language: fin |
| Department/School: | Kemian tekniikan osasto |
| Main subject: | Fysikaalinen kemia (Kem-31) |
| Supervisor: | Kontturi, Kyösti |
| Instructor: | Kallio, Tanja |
| Digitized copy: | https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/94363 |
| OEVS: | Digitized archive copy is available in Aaltodoc
|
| Location: | P1 Ark TKK 3963 | Archive |
| Abstract (fin): | Suoranestesyöttöpolttokennosta (DLFC) kaavaillaan tulevaisuudessa kannettavien laitteiden energianlähdettä, koska se kykenee tarjoamaan niiden vaatiman suuren tehotiheyden. Polttoaineeksi DLFC:n on tutkittu lähinnä metanolia, mutta myös muita myrkyttömämpiä ja korkeamman kiehumispisteen omaavia orgaanisia yhdisteitä. Teoriaosassa esitellään ensin erilaisia polttokennotyyppejä ja niiden historiaa. Tämän jälkeen tarkastellaan tarkemmin polymeerielektrolyyttipolttokennon (PEFC) rakennetta ja sovelluksia. Erityistä huomiota kiinnitetään PEFC:hen sopivien nestemäisten polttoaineiden termodynamiikkaan ja niiden reaktiomekanismeihin katalyyttipinnoilla. Tutkimusosassa selvitettiin metanolin, formaldehydin, muurahaishapon, etanolin, eteeniglykolin, 1- ja 2-propanolien sekä glyserolin käyttäytymistä DLFC:ssä. Tämän lisäksi tutkittiin metanolin seoksia etanolin, 2-propanolin sekä muurahaishapon kanssa neljässä eri seossuhteessa. Kaikille yksittäisille sekä seospolttoaineille mitattiin polarisaatiokäyrät 30, 40 ja 50 °C lämpötilassa. Tämän lisäksi kerättiin kustakin mittauksista anodi- ja katodituotteet vakiopotentiaalissa. Nämä tuotteet analysoitiin sekä kaasu- että nestekromatografilla tuotejakauman selvittämiseksi. Diffuusiokennolla selvitettiin yksittäisten polttoaineiden kulkeutumista Nafion 115-membraanin läpi huoneenlämpötilassa. Tulosten perusteella voidaan todeta, että platina-ruteniumkatalysoituun polttokennoon paras polttoaine on metanoli. Mikäli muita polttoaineita halutaan käyttää, on ensin selvitettävä niille sopivat katalyytit ja membraanit. Metanolin huomattiin läpäisevän kaikkein eniten Nafion-membraania vastakohtanaan muurahaishappo, joka ei kulkeudu lainkaan membraanin läpi. Lämpötilan nosto vaikutti kaikilla polttoaineilla suorituskykyä kasvattavasti. Sekapolttoaineista ainoastaan metanoli-2-propanoliseoksissa havaittiin haluttua OCP:n ja tietyllä potentiaalialueella suorituskyvyn kasvua. Tuoteanalyyseistä selvisi, että polttokennossa kului ainoastaan muutama prosentti syötetystä polttoaineesta ja että yksittäisten polttoaineiden tuotteet olivat lähinnä happoja. Polttoaineseoksilla syntyi polttokennossa suuri tuotejoukko, josta löytyi myös tuotteita, joita ei tavattu yksittäisillä polttoaineilla. Kaikilla polttoaineilla ja niiden seoksilla katodi- ja anodituotteet erosivat toisistaan, joten elektrodeilla tapahtuvat reaktiomekanismit eroavat toisistaan. |
| ED: | 2007-03-09 |
INSSI record number: 33204
+ add basket
INSSI