prikaz prve stranice dokumenta Analiza gorivnog članka neravnotežnom termodinamikom
Pristup korisnicima matične ustanove
diplomski rad
Analiza gorivnog članka neravnotežnom termodinamikom
2018. urn:nbn:hr:166:834171
Tomić, Andrej Zvonimir
Sveučilište u Splitu
Prirodoslovno-matematički fakultet
Odjel za fiziku

Citirajte ovaj rad

Tomić, A. Z. (2018). Analiza gorivnog članka neravnotežnom termodinamikom (Diplomski rad). Split: Sveučilište u Splitu, Prirodoslovno-matematički fakultet. Preuzeto s https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:166:834171

Tomić, Andrej Zvonimir. "Analiza gorivnog članka neravnotežnom termodinamikom." Diplomski rad, Sveučilište u Splitu, Prirodoslovno-matematički fakultet, 2018. https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:166:834171

Tomić, Andrej Zvonimir. "Analiza gorivnog članka neravnotežnom termodinamikom." Diplomski rad, Sveučilište u Splitu, Prirodoslovno-matematički fakultet, 2018. https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:166:834171

Tomić, A. Z. (2018). 'Analiza gorivnog članka neravnotežnom termodinamikom', Diplomski rad, Sveučilište u Splitu, Prirodoslovno-matematički fakultet, citirano: 02.04.2025., https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:166:834171

Tomić AZ. Analiza gorivnog članka neravnotežnom termodinamikom [Diplomski rad]. Split: Sveučilište u Splitu, Prirodoslovno-matematički fakultet; 2018 [pristupljeno 02.04.2025.] Dostupno na: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:166:834171

A. Z. Tomić, "Analiza gorivnog članka neravnotežnom termodinamikom", Diplomski rad, Sveučilište u Splitu, Prirodoslovno-matematički fakultet, Split, 2018. Dostupno na: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:166:834171

Za citiranje koristite ovu mrežnu adresu: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:166:834171
Prijavite se u repozitorij kako biste mogli spremiti objekt u svoju listu.
Podaci o radu
NaslovAnaliza gorivnog članka neravnotežnom termodinamikom
Naslov (engleski)Analysis of fuel cells with non-equilibrium thermodynamics
AutorAndrej Zvonimir Tomić
MentorPaško Županović (mentor)
Član povjerenstvaPaško Županović (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstvaIvica Aviani (član povjerenstva)
Član povjerenstvaFrano Barbir (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila
akademski / stručni stupanj		Sveučilište u Splitu
Prirodoslovno-matematički fakultet
(Odjel za fiziku)
Split
Datum i država obrane2018-07-13, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko
područje, polje i grana		PRIRODNE ZNANOSTI
Fizika
Sažetak
Gorivni članak je elektrokemijski uređaj koji pretvara kemijsku energiju vodika u električnu energiju. Pri radu gorivog članka potrebno je konstantano dovoditi vodik i kisik ili zrak da bi se kontinuirano odvijala kemijska reakcija te nam uređaj davao konstantan istosmjerni napon. U članak ulazi plin vodika i kisik, dok na izlazu imamo električnu energiju i kao nusprodukt reakcije dobivamo tekuću vodu te otpadnu toplinu, jer je reakcija egzotermna. Velika prednost gorivog članka je što direktno... Više pretvara kemijsku energiju u električnu u jednom koraku, zbog čega ima visoku efikasnost. Članak je vrlo jednostavne konstrukcije i nema nijedan pomičan element. Središnji dio PEM (Proton Exchange Membrane) gorivog članka je elektrolit, membrana koja propušta protone. Ona se nalazi između anodne i katodne elektrode iza kojih su električni vodljivi porozni slojevi kojima putuju plinovi i elektroni. Sve to skupa se nalazi u grafitnom ili metalnom kalupu koji provodi elektrone i toplinu. Plinoviti vodik koji dođe do anode kroz anodni porozni sloj rastavlja se na 2 protona i 2 elektrona. Elektroni preko grafita putuju u vanjski krug i vrše koristan rad, odnosno stvaraju razliku električnog potencijala na izlazu iz članka. Sa druge strane protoni koji su nastali na anodi prolaze membranom prema katodi gdje se spajaju sa kisikom koji je došao iz katodnog poroznog sloja i elektronom koji je došao vanjskim krugom te tako nastaje jedna molekula vode. Neravnotežna termodinamika grana je termodinamike koja opisuje sisteme koji se ne nalaze u globalnoj ravnoteži. Opisuje transportne procese i izmjenu energije u vremenu, za razliku od ravnotežne termodinamike koja opisuje ravnotežna stanja sustava zamrznutog u vremenu. U neravnotežnoj termodinamici pretpostavljamo postojanje lokalne ravnoteže, što znači da se veličine stanja mjenjaju kontinuirano i za ove uvijete vrijede zakoni termodinamike. Osnovna veličina neravnotežne termodinamike je brzina nastajanja entropije, nju uz pomoć zakona očuvanja izraženih u lokalnoj formi možemo iskoristiti da bi opisali sve procese u sustavu. U ovom radu primjenjena je linearna neravnotežna termodinamika da bi teorijski opisali gorivni članak pri stacionarnom radu te dobili kako se mijenja temperatura, električni potencijal, kemijski potencijal te molarni udio za nekoliko slučajeva izlazne gustoće struje. Krenuvši od izvoda zakona očuvanja u lokalnoj formi zatim definiranja pojma brzine nastajanja entropije preko konjugiranih jednadžbi tokova i sila. U idućem koraku postavljen je jednodimenzionalni matematički model PEM gorivog članaka te su u svakoj podjedinici dobivene potrebne veličine. Na kraju se izračunala ukupna brzina nastajanja entropije sumiranjem pojedihih doprinosa te dobili grafove promjene svih veličina. Sakrij dio sažetka
Sažetak (engleski)
The fuel cell is an electrochemical device that converts the chemical energy of hydrogen into electric energy. When the fuel cell is in stationary operation hydrogen and oxygen or air must be constantly supplied to cell in order to keep the chemical reaction going on continuously, then cell gives DC voltage. The fuel cell is powered by hydrogen and oxygen gas, while it produces electricity and as a byproduct of the reaction we get water and waste heat, because the reaction is exothermic . The... Više great advantage of a fuel cell is that it directly converts chemical energy into electrical in only one step, which is one of reason why it has high efficiency. The fuel cell is a very simple construction and there is no moving element. The central part of the PEM (Proton Exchange Membrane) fuel cell is an electrolyte, a proton conducting membrane. Membrane is located between the anode and cathode electrodes, behind the electrodes are electrically conductive porous layers which are used for transport of gases and electrons. All of this is confined in a graphite mold that carries electrons and heat. Hydrogen in form of gas goes to anode through the anodic porous layer and then is dissociated into 2 proton and 2 electrons. Electrons travel trought the graphite layer and goes to catode electrode while it perform useful work, we get the difference in electrical potential at the output of the cell. On the other side, the protons that are formed on the anodes pass through the membrane to the cathode where they are connected with the oxygen coming from the cathode porous layer and the electrons that came in the outer circuit and thus formed a water molecule. Non-equilibrium thermodynamics is the branch of a thermodynamics that describes systems that are not in global equilibrium. It describes transport processes and energy conversions in time, unlike equilibrium thermodynamics that describes only the equilibrium states frozen in time. In non-equilibrium thermodynamics we assume the existence of a local equilibrium, which means that thermodynamic quantities change continuously and we have well defined laws of thermodynamic on that scale. The basic quantitie of the non-equilibrium thermodynamics is the entropy production, with the help of the conservation laws expressed in the local form we can use it to describe all the processes in the system. In this paper linear non-equilibrium thermodynamics has been applied to theoretically describe the fuel cell in stationary work to get profiles of temperature, electrical potential and chemical potential, and the molar fraction for several instances of output current density . We start with derivation of conservation laws expressed in the local form, then expresing the entropy production in form of conjugated flows and forces. In the next step a one-dimensional mathematical model of PEM fuel cell has been set up, and finally the total entropy production is calculated by summing up the individual contributions in fuel cell. Finally, the total entropy production was calculated by summing up the individual contributions and the graphs of changes of all values. Sakrij dio sažetka
Ključne riječi
Ključne riječi (engleski)
Jezikhrvatski
URN:NBNurn:nbn:hr:166:834171
Studijski programNaziv: Inženjerska fizika; smjerovi: Termodinamički uređaji, Mehanički sustavi
Smjer: Termodinamički uređaji
Vrsta studija: sveučilišni
Stupanj studija: diplomski
Akademski / stručni naziv: magistar/magistra fizike (mag. phys.)
Vrsta resursaTekst
Način izrade datotekeIzvorno digitalna
Prava pristupaPristup korisnicima matične ustanove
Uvjeti korištenjaIkona licence Zaštićeno autorskim pravom.
Datum i vrijeme pohrane2018-12-07 16:31:19
accessibility

closePristupačnostrefresh

Ako želite spremiti trajne postavke, kliknite Spremi, ako ne - vaše će se postavke poništiti kad zatvorite preglednik.