Polttokennot ja vetyteknologia, 5 op

Ydinsisältö

• Polttokennojen sähkökemia ja termodynamiikka: Polttokennojen yleinen teoria. Avoimen piirin jännite ja hyötysuhteen määrittäminen. Toimintaolosuhteiden vaikutus kennon suorituskykyyn.
• Polttokennon häviöt ja polarisaatiokäyrä: Aktivointi- vuotovirta-, konsentraatio- ja ohmiset häviöt.
• Polttokennotyypit: matalan ja korkean lämpötilan kennot. Kennotyyppien rakenne ja oheislaitteet. Polttoainevaihtoehdot ja vedyn reformointi.
• Vedyn infrastruktuuri: Vedyn valmistus- ja varastointiteknologiat. Tekninen ja taloudellinen vertailu.
• Polttokennojen sovellusalueet: stationääri-, mobiili- ja liikenne-sovellutukset. Edut, ongelmat ja tulevaisuuden haasteet.
• Case: Polttokennojärjestelmän mitoitusesimerkki: Systeemin mitoittaminen valittuun sovelluskohteeseen. Tulosten analysointi.

Täydentävä tietämys

• Termodynamiikan tilafunktiot ja niiden hyödyntäminen.
• Operointiolosuhteiden optimointi, lämpötila, paine ja konsentraatio.
• Kennojen kosteustasapaino, jäähdytys ja ilmastointi. Toimintapaine ja reaktantin koostumus.
• Turvallisuus ja viranomaismääräykset.
• Vetytalouden analysointi.

Erityistietämys

• Polttokennojen historia.
• Yhdistetyt järjestelmät, polttokennon hukkalämmön hyödyntäminen.
• Vedyn muut sovellusalueet.
• Polttokennojen markkinapenetraatio. Hanke-esittely.