Grupa za primijenjenu termodinamiku - inženjerstvo energetskih pretvorbi

Voditelj grupe

izv. prof. dr. sc. Ivan Tolj

Suradnici

prof. emer. dr. sc. Frano Barbir
doc. dr. sc. Ivan Pivac

Ostali istraživači

dr. sc. Jakov Šimunović

Opis grupe

Istraživačka grupa usmjerena je na razvoj i primjenu vodikovih tehnologija za održive energetske sustave. Istraživanja obuhvaćaju proizvodnju, skladištenje, kompresiju i korištenje vodika, s posebnim naglaskom na elektrolizatore, gorivne članke i metal-hidridne spremnike. Aktivnosti uključuju dijagnostiku i analizu degradacije elektrokemijskih komponenti, razvoj algoritama za upravljanje vodikovim sustavima te optimizaciju njihove učinkovitosti i trajnosti. Grupa se također bavi integracijom gorivnih članaka u mobilne i industrijske primjene te razvojem inovativnih rješenja za integraciju vodika u sustave obnovljivih izvora energije i energetsku tranziciju.

Stručna ekspertiza i know-how

  • Vodik u sustavima obnovljivih izvora energije
  • Integracija gorivnih članaka u industrijska vozila (viličare)
  • Dijagnostika i degradacija elektrokemijskih kompresora za vodik
  • Proizvodnja vodika elektrolizom vode: utjecaj radnih parametara na rad i trajnost elektrolizatora
  • Optimizacija i dizajn metal-hidridnih spremnika za skladištenje vodika u smislu intenziviranja dovođenja/odvođenja topline
  • Karakterizacija spremnika metalnih hidrida pri apsorpciji/desorpciji vodika
  • Rad, dizajn i primjena gorivnih članaka
  • Razvoj algoritama za upravljanje sustavima gorivnih članaka i elektrolizatora
  • Ispitivanje elektrokemijskog kompresora

Istraživačka infrastruktura

Laboratoriji:

  • Laboratorij za nove termo-energetske tehnologije (C516)

Oprema:

  • Testna stanica za ispitivanje pojedinačnih gorivnih članaka različitih veličina (Teledyne Medusa) s ugrađenom elektronikom za analizator frekvencijskog odgovora
  • Testna stanica za ispitivanje pojedinačnih gorivnih članaka i manjih sklopova različitih veličina (Scribner Associates)
  • Testna stanica za ispitivanje pojedinačnih elektrolizatora različitih veličina (Sustainable Innovations Test Station for PEM Electrolyzers)
  • Potencijostat/galvanostat (BioLogic SP-150) s vanjskim pojačivačem struje do 10 A (napon: +-10 V, struja: +-400 mA; pojačivač: napon: +-10 V, struja: +-10 A) za elektro kemijska ispitivanja
  • S++ skener struje i temperature – ispitna ploča za mjerenje lokalne struje na 121 ispitnih točaka i temperature na 49 ispitnih točaka (0-2V, 0-100 °C) u gorivnom članu (50 cm²)
  • Samostalni sustav za vodikovu energiju (solarnih panela (snaga 1600 W), vjetroturbine (električna snaga 1400 W), elektrolizatora: električna snaga 2,8 kW , maksimalni tlak: 30 bar, volumen spremnika vodika: 600 L, kapacitet H2: 1,5 kg; gorivni članak: električna snaga: 1,2 kW , baterije: napon: 24 V, kapacitet: 1000 Ah; DC/AC inverter: snaga: 3,5 kW ;programabilno električno opterećenje: maksimalna snaga 1500W)

Ključni projekti i reference

  • Razvoj visokoučinkovitog metal-hidridnog kompresora s integriranom jedinicom za pohranu topline za napredne vodikove punionice, Akronim: HyRefuelStat, Voditelj projekta: izv. prof. dr. sc. Ivan Tolj, 31.12.2025. – 30.12.2028., Hrvatska zaklada za znanost (HRZZ)
  • Napredna dijagnostika i prognostika za učinkovitu proizvodnju i korištenje zelenog vodika, Akronim: HYTECH, Voditelj projekta: doc. dr. sc. Ivan Pivac, 19.02.2026. – 18.02.3031., Hrvatska zaklada za znanost (HRZZ)
  • Laboratorijski model i prototip sustava upravljanja i monitoringa za mikromreže s obnovljivim izvorima energije i vodikovim tehnologijama – LUMINIH2, Ciljana znanstvena istraživanja, NPOO.C3.2.R3-I1.04
  • Međunarodni centri za inženjersku kompetenciju za poticanje održivog razvoja mobilnosti u Albaniji i Crnoj Gori, ERASMUS-LS, 15.04.2023. – 14.04.2026.
  • Povećanje učinkovitosti, smanjenje štetnih emisija i hibridizacija brodskog energetskog sustava, 01.02.2021. – 31.01.2025., Hrvatska zaklada za znanost (HRZZ)

Područja i mogućnosti suradnje

Istraživačka grupa otvorena je za suradnju sa sveučilištima, istraživačkim institutima, industrijskim partnerima i javnim tijelima u području vodikovih tehnologija i održivih energetskih sustava. Poseban interes postoji za zajednički razvoj i primjenu tehnologija za proizvodnju, skladištenje, kompresiju i korištenje vodika, uključujući elektrolizatore, gorivne članke i metal-hidridne sustave. Mogući oblici suradnje uključuju zajedničke nacionalne i međunarodne istraživačke projekte, razvoj inovativnih proizvoda i prototipova, industrijska testiranja, prijenos tehnologije te izradu stručnih studija i analiza. Grupa raspolaže suvremenom istraživačkom infrastrukturom za eksperimentalna ispitivanja gorivnih članaka, elektrolizatora, elektrokemijskih kompresora i sustava za pohranu vodika, što omogućuje provedbu naprednih istraživanja i validaciju novih rješenja. Posebno su dobrodošle suradnje usmjerene na integraciju vodikovih tehnologija u promet, industriju, mikromreže i sustave obnovljivih izvora energije, kao i aktivnosti povezane s energetskom tranzicijom i dekarbonizacijom. Grupa također nudi mogućnosti zajedničkog mentoriranja studenata i doktoranada, organizacije radionica, stručnih edukacija te razmjene istraživača i znanja.