Doktorant Wydziału Mechaniczno-Elektrycznego AMW pracuje nad optymalizacją podsystemu zasilania katody ogniwa paliwowego w obiektach podwodnych. Jego badania zostały wyróżnione w VI edycji programu stypendialnego „Innodoktorant”.

Jak tłumaczy Adam Polak, ogniwo paliwowe może być źródłem energii elektrycznej dla pojazdów i obiektów podwodnych. Aby mogło ono działać, potrzebne jest dostarczenie wodoru oraz utleniacza. Ogniwa, które działają w atmosferze, mogą pobierać tlen bezpośrednio z powietrza. Natomiast w środowisku wodnym lub w miejscach ubogich w tlen stosuje się system ogniwa paliwowego niezależny od powietrza. Taka konstrukcja może być potrzebna w miejscach, gdzie atmosfera jest na tyle zanieczyszczona, że pobieranie tlenu mogłoby być szkodliwe dla ogniwa. Najczęściej jednak jest przeznaczona do działań pod wodą.

Efektywność działania ogniwa zasilającego to bardzo istotny parametr. Wpływa ona na koszt funkcjonowania urządzenia, czas jego pracy i sprawne wykonywanie zadań. System ogniwa paliwowego PEM złożony jest ze stosu ogniw oraz urządzeń zapewniających im właściwe warunki pracy. Urządzenia te zużywają część cennej energii. Adam Polak chce wyeliminować jeden z elementów systemu, a dzięki temu podnieść sprawność całego układu.

„Ogniwo paliwowe samo w sobie jedynie przetwarza energię chemiczną w energię elektryczną. Wymaga do tego zainstalowania urządzeń pomocniczych: pomp, nawilżaczy, skraplaczy. Jednym z takich dodatkowych urządzeń jest pompa recyrkulacji tlenu w systemach niezależnych od powietrza. Jest to pompa, która wywołuje ciągły obieg tlenu w ogniwie paliwowym. To właśnie tę recyrkulację zamierzam wyeliminować i w ten sposób uzyskać oszczędność energii. Pompy, której nie będzie, nie trzeba zasilać” – tłumaczy rozmówca PAP.

Obok upraszczania systemu ogniwa paliwowego Adam Polak opracowuje algorytm sterujący przepływem tlenu w otwartym podsystemie katody. W swojej pracy doktorskiej zarówno rozwija teorię, jak i prowadzi badania praktyczne. Najpierw testy będą prowadzone na modelu, a następnie nowe rozwiązanie zostanie przebadane na obiekcie rzeczywistym, czyli na systemie ogniwa paliwowego działającego w laboratorium. Po zakończeniu badań i ich opublikowaniu, wyniki będą gotowe do wdrożenia. W ocenie badacza powinny być nimi zainteresowane przedsiębiorstwa z sektora obronnego oraz firmy związane z szeroko rozumianą robotyką podwodną w zakresie źródeł zasilania obiektów podwodnych. Potencjalna współpraca może polegać na wdrażaniu opracowanych rozwiązań, kontynuowaniu badań nad systemami ogniw paliwowych oraz pozyskiwaniu środków na ich finansowanie.