Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με απευθείας τροφοδοσία αιθανόλης σε κυψελίδες καυσίμου στερεών οξειδίων με ηλεκτρόδια Pt

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία, εστιάζεται στις κυψελίδες καυσίμου στερεού οξειδίου και στον τρόπο που θα μπορούσαν αυτές να λειτουργήσουν χρησιμοποιώντας ως καύσιμο αιθανόλη. Πιο συγκεκριμένα, στο 1 "κεφάλαιο αναλύεται η διαμορφούμενη πραγματικότητα γύρω από ζητήματα που σχετίζονται με το τρίπτυχο ενέργεια-οικονομία- περιβάλλον και οι λόγοι για τους οποίους καθίσταται αναγκαία η απεξάρτηση από τις συμβατικές μορφές ενέργειας. Γίνεται επίσης μία αναφορά στα ανανεώσιμα καύσιμα. Στη συνέχεια, στο 2° κεφαλαίου παρατίθεται το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο, για την κατανόηση της λειτουργίας των κυψελίδων καυσίμου. Παρουσιάζονται πληροφορίες σχετικές με την ανατομία και την αρχή λειτουργίας τους, ενώ παράλληλα δίνεται έμφαση στις εφαρμογές τους ως συστήματα παραγωγής ενέργειας. Το 3° κεφάλαιο επικεντρώνεται στις κυψελίδες καυσίμου τύπου SOFC, οι οποίες αποτελούν και το αντικείμενο μελέτης στην παρούσα διπλωματική εργασία. Αρχικά, δίνονται κάποιες γενικές πληροφορίες για τις κυψελίδες καυσίμου στερεών οξειδίων, την ταξινόμησή τους σύμφωνα με την γεωμετρία τους και τα υλικά των συστατικών τους στοιχείων. Στο τέλος του κεφαλαίου αναφέρονται τα επικρατέστερα καύσιμα για την τροφοδοσία των κυψελίδων στερεών οξειδίων και αιτιολογείται η επιλογή της αιθανόλης. Ακολουθεί το 4° κεφάλαιο, στο οποίο περιγράφεται η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε. Στο 5° κεφάλαιο παρουσιάζονται και σχολιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα από την καταλυτική αναμόρφωση της αιθανόλης με υδρατμό. Εκεί δίνονται κάποια απαραίτητα στοιχεία γύρω από την κατάλυση και τις καταλυτικές διεργασίες, προκειμένου να αποκτήσει ο αναγνώστης το αναγκαίο θεωρητικό υπόβαθρο και στη συνέχεια παρατίθενται τα πειραματικά αποτελέσματα. Τέλος, στο 6° κεφάλαιο παρουσιάζονται και σχολιάζονται οι ηλεκτροχημικές μετρήσεις σε συνθήκες λειτουργίας κελιού καυσίμου (Galvani) όπως και σε συνθήκες λειτουργίας ηλεκτρολυτικής κυψέλης (Volta).