Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail předmětu
FEKT-BPC-H2HAk. rok: 2025/2026
Náplň předmětu zahrnuje vybrané kapitoly uzavřeného cyklu výroby/ukládání/spotřeby energie z pohledu udržitelné energetiky. Studenti se seznámí s nejprogresivnějšími způsoby přeměny elektrické energie do chemických vazeb vodíkových molekul – krátkodobé i dlouhodobé vodíkové úložiště energie s následnou možností využití vodíku ať už zpětnou přeměnou na elektrickou energii v palivovém článku nebo následnou metanizací s možností využití v celoevropské rozvodné síti zemního plynu. Kurs je koncipován z pohledu soustavného budování zelených dovedností a znalostí u studenta a jeho výchovy k zodpovědnému globálnímu postoji v oblasti udržitelnosti, změny klimatu, ochrany životního prostředí a biologické rozmanitosti s náležitým zohledněním environmentálních, sociálních a ekonomických aspektů.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Předmět je navržen jako úvod do problematiky hospodářství energie a nevyžaduje tedy jiné prerekvizity, než informace kurikula středoškolského studia.
Znalosti základních principů chování se a práce v laboratoři a při laboratorních cvičeních.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost,“ kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana "Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy."
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Semestrální test: maximálně 10 bodů.
Vypracované laboratorní úlohy: maximálně 30 bodů. Minimální rozsah vypracovaných laboratorních úloh a další podmínky potřebné pro úspěšné absolvování předmětu jsou každoročně uvedeny před zahájením výuky ve vyhlášce školitele předmětu.
Závěrečná zkouška písemnou formou: maximálně 60 bodů.
Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Účast na laboratorních cvičeních a odevzdání laboratorních protokolů je povinná.
Učební cíle
Cílem předmětu je seznámit studenty s ekonomickou a společenskou nutností náhrady fosilních paliv obnovitelnými zdroji. Na tomto pozadí bude představeno využití vodíku jako možné platformy k dosažení cíle dekarbonizace palivového cyklu. V průběhu kurzu se student seznámí jednak s aspekty společenskými a ekonomickými, jednak s technickými detaily využití vodíku. Zde se seznámí s metodami výroby vodíku, jeho uskladnění a dopravy. Využití vodíku bude představeno jako klasické palivo, ale také zejména jako zdroj energie v palivových článcích. Zdůrazněny budou i potřebné bezpečnostní aspekty a nové nároky na infrastrukturu.
Student v předmětu získá potřebné základní pochopení vodíkové ekonomiky a jejího hodnotového řetězce. Po absolvování kursu pochopí možnost vodíkové ekonomie jakožto možný základní kámen dekarbonizace průmyslových a komunitních aktivit.
Základní literatura
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod do problematiky vodíkové hospodářství. Výroba vodíku, úložiště, přeprava a koncové využití. Dopad na prostředí.
2. Metody výroby vodíku - z fosilních zdrojů, elektrolýzou vody, termálním chemickým cyklem.
3. Metody ukládání vodíků. Možné metody dopravy vodíku.
4. Palivové články. Stechiometrie, účinnost využití paliva a kyslíku, druhy palivových článků.
5. Palivové články a zelená ekonomie - použití palivových článků pro potřeby domácnosti, generace elektřiny v elektrárnách, automobily, letadla, železnice.
6. Analýza ekonomického využití a dopadu na životní prostředí, legislativa a trendy do budoucnosti.
7. Bezpečnost vodíku, detekce, opatření proti požáru či výbuchu.
8. Deriváty vodíku - amoniak jako nositel vodíkových vazeb.
9. Analýza životního cyklu využití vodíku jakožto řešení zdroje a úložiště energie.
10. Energetické trhy a globální energetické zdroje
11. Energetická politika, zelená transformace a geopolitika
12. Vodíková ekonomie a její řetězec hodnot, který je jedním ze základních kamenů dekarbonizace průmyslových aktivit a činnosti komunit.
Laboratorní cvičení
1. CVIČENÍ: Termodynamika chemických vazeb, spalné teplo vodíku, slučovací teplo vody, metanu a amoniaku. Nernstova rovnice.
2. CVIČENÍ: Elektrolýza a Faradayovy zákony
3. CVIČENÍ: Kinetika elektrochemických dějů. Butlerova-Volmerova rovnice
4. CVIČENÍ: Praktická účinnost elektrochemických dějů. Účinnost palivového článku
5. CVIČENÍ: Energetické nároky elektromobility v kontextu státu, kontinentu a celého světa.
6. CVIČENÍ: Generace a rozvod elektrické energie v kontextu státu, kontinentu a celého světa.
7. LABORATOŘ: Vodík - jeho vlastnosti a možné laboratorní metody přípravy, chemické i elektrochemické.
8. LABORATOŘ: Elektrochemická příprava vodíku - přepětí vodíku a katalýza
9. LABORATOŘ: Metody detekce vodíku.
10. LABORATOŘ: Palivový článek - Měřeni V-A charakteristik elektrolyzéru a palivového článku
11. LABORATOŘ: Teplotně závislé charakteristiky palivového článku
12. LABORATOŘ: Tepelná charakterizace adsorpčního úložiště vodíku