Horizon FCJJ-16 User guide [cs]

NÁVOD K OBSLUZE

Vodíkový palivový článek s membránou PEM

Obj. č.: 19 80 61

Úvod

Postavte si svou vlastní malou vodíkovou elektrárnu! Tato stavebnice Vás jistě překvapí a stane se učební pomůckou i pro Vše děti. Tato souprava vyrábí vodík elektrolýzou destilované vody sluneční energií a tento vodík dále používá k výrobě elektrické energie ve speciálním palivovém článku s membránou, která je založena na principu výměny protonů. Jedná se o takzvaný fotoelektromagnetický jev (PEM). V tomto palivovém článku dochází k opětovné reakci vodíku s kyslíkem.

Pomocí této soupravy můžete vysvětlit svým dětem různými pokusy základy chemie a fyziky (rozkládání vody na její základní prvky vodík a kyslík).

Kromě toho Vám toto zařízení včetně solárního článku umožní poznat fascinující potenciál obnovitelné neboli regenerativní energie, kterou lze stále využívat, aniž by docházelo k dalšímu poškozování již značně narušeného životního prostředí

Důležité upozornění: Tato souprava je určena pro děti starší 12 let, které s ní mohou provádět své pokusy pouze pod dozorem dospělých osob, které si tento návod k obsluze přečetly a které zajistí dodržování všech bezpečnostních předpisů v tomto návodu k obsluze uvedených.

	Obsah
		Strana
Úvod ....................................................................................................................................................		1
1.	Bezpečnostní předpisy ..................................................................................................................	2
2.	Úvod do problematiky vodíkových palivových článků...............................................................	3
	a) Proč právě vodík?.........................................................................................................................	3
	b) Co jeto vodíkový palivový článek a jakým způsobem funguje? ....................................................	4
3.	Několik poznámek k této stavebnici se solárním napájecím panelem ......................................	4
	Technické údaje solárního panelu (kolektoru) ..................................................................................	5
4.	Seznam součástí soupravy (stavebnice) .....................................................................................	5
5.	Použití reversibilního vodíkového palivového článku 0,3 W......................................................	6
6.	Sestavení soupravy........................................................................................................................	6
	a) Příprava palivového článku k provádění elektrolýzy vody ............................................................	6
	b) Připojení palivového článku k solárnímu panelu (kolektoru) a elektrolýza vody ...........................	8
7.	Použití vodíkového palivového článku k napájení spotřebičů...................................................	8
8.	Co jeto elektrolýza vody a jakým způsobem se provádí? ..........................................................	9
9.	Několik užitečných rad a informací k používání této soupravy..................................................	9
10. Případné problémy (závady) a jejich odstranění .....................................................................		10

1. Bezpečnostní předpisy

1.Dříve než začnete tuto soupravu používat, přečtěte si pozorně celý tento návod k obsluze a k provádění pokusů a pokuste se porozumět všem pokynům, které jsou v něm uvedeny.

2.Tato souprava (stavebnice) je určena pro dospělé osoby a pro děti starší 12 let, které ji mohou používat ke svým experimentům pouze pod dozorem dospělých osob.

3.Pokud budete k sestavení této soupravy používat speciální nástroje, dejte pozor na to, abyste se neporanili nebo nezpůsobili zranění jiným osobám.

4.Některé součásti této soupravy jsou velmi malé a hrozí nebezpečí jejich rozbití. Zacházejte proto s těmito součástmi velice opatrně.

5.Nepokoušejte se používat součásti této soupravy k jiným účelům, než pro které jsou určeny. Jednotlivé součásti této soupravy v žádném případě nerozebírejte.

6.Po ukončení provádění pokusů vylijte (odstraňte) z každé součásti soupravy vodu.

2

2. Úvod do problematiky vodíkových palivových článků

a) Proč právě vodík?

Lidé na tomto světě spotřebovávají fosilní paliva, která obsahují uhlík, 100.000 krát rychleji, než je opravdu potřebují, čímž se dostávají do popředí otázky o jejich dostatečných zásobách, zda tyto zásoby dokážou pokrýt vzrůstající spotřebu energie na celém světě. Geopolitická nestabilita zemí, které těží ropu, a dále neustálé tlaky na zpracovatelský průmysl způsobují v této oblasti světového hospodářství značnou nejistotu.

Ropa je rozhodující surovinou a zdrojem energie pro všechny národy. Z tohoto důvodu mají velký a strategický význam nové technologie výroby energie, které mohou snížit závislost na dovážené ropě. Národní zájmy se snaží přimět vědce na celém světě k tomu, aby vyvinuli nové technologie na získávání energie, jako jsou například vodíkové palivové články.

Používání ropy přispívá velkou měrou k znečišťování životního prostředí. Fosilní paliva obsahují uhlík a spalování benzínu v našich automobilech znečišťuje vzduch jedovatými látkami v našich městech a dále způsobuje zvyšování podílu kysličníku (oxidu) uhličitého v atmosféře okolo naší planety. Znečišťování atmosféry kysličníkem uhličitým je příčinou takzvaného skleníkového efektu a globálního oteplování Země. Za více než jedno století spálili lidé nesčíslná množství paliv, která obsahují uhlík, což vedlo k tomu, že se atmosféra okolo naší planety nadměrně ohřála.

Toto globální oteplení lidé již neblaze pociťují, neboť je příčinou vrůstajícího počtu tajfunů, tvořením nových pouští, roztáváním horských, antarktických a arktických ledovců, čímž vznikají měnící se mořské proudy, a dále dochází ke zvyšování mořské hladiny.

Naše společnost potřebuje a hledá nová a obnovitelná paliva. Vodík, jak se zdá, představuje dlouhodobě to nejlepší řešení, neboť jeho spálením vzniká pouze obyčejná voda.

Ve skutečnosti je vodík prvek, kterého je na naší planetě dostatek. Toto palivo, které neobsahuje žádný uhlík, lze vyrábět buď tradičním způsobem nebo například pomocí sluneční či větrné energie. Vodík lze poté využít jako zdroj energie v mnoha aplikacích, například k pohonu automobilů. To znamená, že budeme moci toto regenerativní palivo vyrábět v neomezeném množství.

Pokud použijeme vodík k výrobě elektřiny v palivových článcích, vznikne jako vedlejší produkt pouze obyčejná voda. Tuto vodu můžeme dále použít k další výrobě vodíku a kyslíku, přičemž tento cyklus bude probíhat nepřetržitě a především bez uvolňování toxických emisí do ovzduší.

Existuje mnoho způsobů, jak toto reálně uskutečnit, avšak člověku již mnoho času nezbývá, neboť se musí chopit této výjimečné příležitosti a využít své lidské geniality!

Na celém světě bylo již uvedeno do provozu mnoho projektů a na dálnicích, které jsou označovány jako „hydrogenové dálnice“, bylo postaveno více než 200 čerpacích stanic s vodíkem, který napájí vodíkové palivové články v takto upravených automobilech.

* (Poznámka překladatele: hydrogen = vodík)

b) Co jeto vodíkový palivový článek a jakým způsobem funguje?

Vodíkový palivový článek je zařízení, které přeměňuje energii vodíku na použitelnou elektrickou energii. Tento článek je vybaven vrstvami, ve kterých se spolu opět slučují vodík a kyslík, čímž dochází k výrobě elektrické energie a k opětovnému vzniku vody, aniž by docházelo k jakémukoliv spalování.

Vážný zájem o vodíkové palivové články existoval již v šedesátých letech minulého století, když byly použity jako zdroje energie k vyslání amerických kosmonautů na Měsíc. I když tyto články ještě v dnešní době poskytují elektrickou energii a vodu pro vesmírné výpravy, začal poté poněkud upadat zájem o tyto velkolepé obnovitelné zdroje energie.

Teprve v dnešní době se výzkum zaměřil na globální hledání nových technologií obnovitelných (regenerativních) energetických zdrojů. Automobily, které používají ke svému pohonu vodíkové palivové články, jsou označovány jako vozidla s nulovými emisemi. Pokud by v budoucnu používaly automobily a jiné stroje ke svému pohonu vodík, který by byl vyráběn například sluneční nebo větrnou energií, pak by se tyto zásoby paliva na naší planetě staly téměř nevyčerpatelnými a nedocházelo by k dalšímu nadměrnému znečišťování ovzduší a životního prostředí, které je již značně narušeno, jelikož při používání těchto technologií nevznikají žádné škodlivé odpady.

3. Několik poznámek k této stavebnici se solárním napájecím panelem

Tato souprava je založena na poznatcích chemie a fyziky s pokusy rozkládání vody na její základní dva prvky vodík a kyslík pomocí solárního panelu (kolektoru). Pozorujte prosím při provádění elektrolýzy vody jímání uvolněného vodíku a kyslíku v jejich zásobnících a dále reakce v reversibilním palivovém článku, který vyrábí následně elektrickou energii. Tato souprava Vám dovolí, abyste se seznámili s vodíkem jako se zdrojem obnovitelné energie, který lze použít k mnoha různým aplikacím.

Tato souprava Vás jednoduchým způsobem seznámí s vyhlídkami, kam se začne ubírat další výzkum při hledání obnovitelných energetických zdrojů. Při svých experimentech poznáte, jak jsou obnovitelné energetické zdroje prospěšné, jak je lze kumulovat a používat při různých aplikacích pohonů a napájení elektrickým proudem, jak je vodík užitečným spojovacím článkem mezi přírodními zdroji energie a přístroji, které používají ke svému pohonu technologii vodíkových palivových článků.

Přejeme Vám k Vašim pokusům příjemnou zábavu. Začněte tedy vytvářet svůj svět poháněný vodíkem!

3

4