Vybrané kapitoly z materiálového inženýrství v oblasti palivových článků

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F49777513%3A23640%2F20%3A43959559" target="_blank" >RIV/49777513:23640/20:43959559 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://hdl.handle.net/11025/36850" target="_blank" >http://hdl.handle.net/11025/36850</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Vybrané kapitoly z materiálového inženýrství v oblasti palivových článků

Popis výsledku v původním jazyce

Kniha je zaměřena na materiálový výzkum v oblasti palivových článků s polymerní membránou. Hlavním cílem publikace je poskytnutí teoretického a experimentálního základu pro zájemce o problematiku. Kromě fundamentálních témat týkajících se palivových článků kniha obsahuje i kapitoly z fyziky pevných látek, elektrochemie, kvantové mechaniky a dalších oborů. Celkově se pak kniha snaží poskytnout komplexní pohled na oblast aktuálně velmi intenzivního výzkumu. Teoretická část knihy je založena na mechanice kontinua a nerovnovážné termodynamice. Jsou vyloženy základní pojmy a principy tohoto teoretického přístupu, který je následně aplikován na vodíkový palivový článek s polymerní membránou (endoreverzibilní termodynamika). Navržený model je validován experimentálními daty. Kniha obsahuje i rešeršní kapitoly zaměřené na jednotlivé komponenty palivového článku. Tyto kapitoly reflektují aktuální výzkum a podávají stručný přehled dosud vykonané výzkumné činnosti v oblasti. Kniha je dále rozšířena o tři přílohy, které se zabývají základními vlastnostmi nevodivých materiálů a magnetickými vlastnostmi materiálů. Jedna z příloh představuje grafický dodatek ke kapitole zaměřené na krystalickou mřížku pevných látek.

Název v anglickém jazyce

Selected topics in the field of the fuel cell material research

Popis výsledku anglicky

The book deals with solid state physics and physical chemistry related to the research and development of the fuel cells. The theoretical (Part 1) and experimental (Part 2) fundamentals are explained and the perspectives of hydrogen fuel cell technology are indicated. The book can be used as a basic information source for young researchers working in the field of renewable and sustainable energy or material and chemical engineering. The chapters 1 and 2 provide an overview of an advanced thermodynamics and continuum mechanics used in material research. The chapter 3 is dedicated to overview of basic quantum mechanics. In chapter 4, the density functional theory is described. Then, the microstructure of materials is discussed and the main techniques and methods of material analysis, such as FTIR, Raman, XPS and microscopy, are outlined. The following chapters are focused on the statistical mechanics (chapter 5), the criteria of thermodynamical stability (chapter 6), the phonons and heat capacity (chapter 7) and the Fermi electron gas (chapter 8). The symmetries in solid state bodies are described in chapter 9. Moreover, the main goal of the chapter 10 is the scattering of the test particles in materials. The last chapter of the theoretical part (chapter 11) aims to describe the chemical bonds in materials. The hydrogen fuel cells with polymer membrane are described in chapter 12 and this chapter is followed by a theoretical approach based on non-equilibrium thermodynamics (endoreversible thermodynamics). The novel theoretical model of fuel cell is explained in chapter 13. The general description of polymers is provided in chapter 14. In chapter 15, the polymer membranes are discussed. Several membranes are compared with respect to the performance generated in the fuel cell. Furthermore, the fabrication of membranes is described including the most common material – Nafion® membrane (DuPont). Other components of the fuel cell are addressed in chapters 16 and 17. The materials used for catalysts and diffusion layers are investigated and the chemical and structural modification is suggested. The description of degradation processes is outlined and the mitigation strategies are proposed in chapter 18. The chapter 19 aims to diagnostics and testing of fuel cells. An instrumental equipment is described and the basic methodology is explained. Furthermore, the conditioning and test preparation are depicted. Then, the protocol of accelerated stress test is discussed and the results of single cell performance measurement are shown. In appendix, the crystal lattices are depicted and the basics of electrical and magnetic properties of solids are presented. The book provides a connection between theoretical investigation and experimental research. The novel theoretical approach is introduced. Original results of the fuel cell testing are evaluated and interpreted.

Druh

B - Odborná kniha

CEP obor

—

OECD FORD obor

20303 - Thermodynamics

Projekt

Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

ISBN

978-80-261-0941-9

Počet stran knihy

341

Název nakladatele

ZČU, NTC

Místo vydání

Plzeň

Kód UT WoS knihy

—