Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Utformning av Bränslecellsystem för Autonom Undervattensfarkost
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2016 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Design of a Fuel Cell System for an Autonomous Underwater Vehicle (English)
Abstract [sv]

Avdelningen Marina System på Kungliga Tekniska Högskolan har designat och konstruerat en autonom undervattensfarkost (AUV). I dagsläget drivs farkosten drivs av ett litiumpolymerbatteri. Ett bränslecellssystem bestående utav PEM-bränslecellsstackar (Polymerelektrolytbränslecell), metallhydrid och trycksatt syrgas har designats för att byta ut det befintliga litiumpolymerbatteriet. För att få ett säkert system är det utrustat med vätgassensor, trycksensor, voltmätare samt temperatursensor. Eftersom både syrgas och vätgas måste medföras i farkosten, jämfört med landgående fordon som kan utnyttja syret från omgivande atmosfär, har olika bränslelagringsmetoder undersökts. För att lagra syrgas har trycksatt gas valts, denna lagras i en tank gjord av kolfiber och ett har ett tryck på 300 bar. Vätgasen väljs att lagras i en FeTi-metallhydrid på grund av dess volymmässiga fördel. Metallhydrid är en volymeffektiv men viktineffektiv lagringsmetod, vilket gör att den är perfekt till en undervattensfarkost. Metallhydriden förvaras i en tank gjord av aluminium. Eftersom bränslecellerna producerar vatten har olika sätt att fånga upp detta undersökts. Regenerad cellulosa (disktrasa) har hög absorptionsförmåga och har därför valts för systemet.

De bränslecellesstackar som införskaffades har testats med hjälp av programvaran Labview. De presterade något under vad tillverkaren hävdade, något som antas bero på effektbehov hos kontroller och fläktar. Olika driftbetingelser har undersökts för att kunna använda bränslecellsstackarnas fulla potential.

Det slutgiltiga systemet får ej plats i farkosten. En teoretisk studie för när bränsleceller blir mer volymeffektiva än batterier visar att för ett helt optimerat system går gränsen vid 3 liter, vilket motsvarar att 822 normalliter vätgas måste tas med.

I framtiden skulle en kemisk lagringsmetod av syrgas vara att föredra, exempelvis väteperoxid. Metallhydrid är ett bra sätt att lagra vätgas men tankmaterialet skulle kunna vara exempelvis rostfritt stål istället för aluminium så att tanken blir mer volymeffektiv på grund av den högre brottgränsen hos stålet. Ett syrgasflöde till bränslecellen istället för ut i farkostens atmosfär skulle kunna öka verkningsgraden och därmed räckvidden.

Place, publisher, year, edition, pages
2016.
Keyword [sv]
AUV, bränslecell, autonom undervattensfarkost, PEM, metallhydrid, Arduino, syrgas, vätgas, lagring, litiumpolymer batteri, Labview
National Category
Chemical Process Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-208753OAI: oai:DiVA.org:kth-208753DiVA: diva2:1108111
Available from: 2017-06-12 Created: 2017-06-12 Last updated: 2017-06-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(883 kB)19 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 883 kBChecksum SHA-512
ce4f9ab14d21d9ab376d5423cfdd86f67cd00f3a95007e5f493ea16cc7f4abe21baf870eb6a11307ee621364c15aa6679c3cc6ba2c8496c02c5601cbdf23671e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Chemical Process Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 19 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 52 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf