химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

ьзуются либо растворы КОН, либо растворы Н3Р04. Испарение растворов предотвращается увеличением рабочего давления или увеличением концентрации электролита (до 98% в массовых долях). Ионными проводниками в высокотемпературных ТЭ служат либо смесь расплавленных карбонатов (Li2C03, NaCO 3 , ^г^Оз), либо твердые электролиты, например Zr0 85Y0 isOj^^.

2.1.2. Устройство ТЭ. Как следует из рис. 1.1, ТЭ состоит из анода, катода, ионного проводника, анодных и катодных камер, которые обычно являются частью соответствующих электродов. К настоящему времени предложено большое число конструктивных разновидностей ТЭ. Конструкция ТЭ зависит от назначения ТЭ, типа реагента и ионного проводника. Элементы со свободно циркулирующим электролитом и газовыми электродами обычно не имеют дополнительных устройств для отвода тепла. В таких элементах используются двух- или многослойные электроды. ТЭ имеют вводы и выводы для раствора электролита, вводы для реагентов и выводы для продуктов реакции. В ТЭ с матричными электролитами могут использоваться однослойные электроды.

Такие ТЭ имеют устройства для отвода продуктов реакции, например фитили или специальные пористые пластины, а иногда и устройства для отвода тепла, например каналы для

55

теплоносителя или тепловые трубки. В ТЭ с твердыми электролитами электроды могут быть нанесены непосредственно на электролит.

Размеры электродов ТЭ определяются назначением, напря. жением и мощностью ТЭ и технологическими возможностями для их изготовления. Геометрическая площадь поверхности электродов в используемых ТЭ лежит чаще всего в пределах 0,1-1 м2, толщина элементов - 0,5-5 мм.

2.1.3. Характеристики ТЭ. К основным характеристикам ТЭ относятся напряжение, мощность, ресурс и КПД.

Напряжение ТЭ отличается от ЭДС, рассчитываемой по уравнениям (1.19)—(1.30), на значения поляризации Д ?э и омических потерь Д (70м - см. (1.44).

(2.1)

Омическое падение напряжения Д U0M в основном определяется сопротивлением ионного проводника гом = /эп/(о Sr):

?JTL„/a,

где J3JI - толщина ионного проводника. Как следует из (2.1), (1.92) и (1.95), Д U0M можно снизить, уменьшая плотность тока Jr и расстояние между электродами /эл, а также увеличивая удельную электрическую проводимость 0, т.е. повышая температуру, применяя ионные проводники с высокой подвижностью ионов и с их оптимальной концентрацией. Поляризация элемента равна сумме анодной Д ?д и катодной Д?к поляризаций, которые в свою очередь складываются из химической Д?х, электрохимической Д ?зх и диффузионной Д ?д поляризаций: ной структуры и до некоторой степени - увеличением их тол-шины [см. (1.88)].

(23)

Омическое падение напряжения и поляризация возрастают, а напряжение ТЭ падает с увеличением тока. Графическое изображение зависимости напряжения ТЭ от тока или плотности тока получило название вольт-амперной характеристики, (рис. 2.1). Кривую можно условно разбить на три участка. На участке АБ наблюдается относительно резкое изменение напряжения ТЭ, обусловленное электрохимической поляризацией электродов. На участке БВ напряжение изменяется по закону, близкому к линейному. Снижение напряжения ТЭ на этом участке обусловлено Как омическими, так и поляризационными потерями. На участке ВГ наблюдается резкое уменьшение напряжения, плотность тока приближается к предельному значению. Падение напряжения на этом участке обусловлено: диффузионной или химической поляризацией одного или обоих электродов. Аналитическая зависимость между напряжением и плотностью тока или током имеет очень сложный нелинейный характер, особенно при использовании пористых электродов. Лишь при высоких омических потерях напряжения эта зависимость приближается к линейной. Можно линеаризовать вольт-амперные характеристики, если учесть, что в области рабочих плотностей тока (участок ББ на рис. 2.1) кривая близка к линейной и эффективное сопротивление на этом участке гп равно

гп = Д(/л/Д/л,

(2.2)

U-E,-JTl„/o - Д?к-ДЕА=?-7г/эл/о-(Д?х + + Д Езх +Д ?д)к -(Д Ех + Д Е» + Д ? )А.

Из гл. 1 следует, что электрохимическую и химическую поляризации можно уменьшить применением электрокатализаторов, развитием поверхности электродов, повышением температуры и увеличением концентрации (давления) реагентов. Диффузионную поляризацию можно снизить путем принудительной конвекции реагентов и электролита, увеличением концентрации (давления) реагентов и до некоторой степени -повышением температуры.

Поляризацию электродов также можно снизить, а напряже-ние ТЭ повысить применением пористых электродов оптималь5?

где Д и„иД1„- изменения напряжения и тока на линейном участке вольт-амперной характеристики.

Тогда вольт-амперную

характеристику можно опи- U\

сать уравнением Е^

(2-4)

^^2Д. Вольт-амперная характер ис

где Uq „ - экстраполированное на ось ординат значение напряжения.

Мощность ТЭ равна

N=UI=UJrSr. (2-5)

Все факторы, повышающие напряжение, увеличивают и мощ-ность ТЭ. Так как напряжение уменьшается с увеличением тока, то в соответствии с (2.5) зависимост

страница 19
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Скачать книгу "Электрохимическая энергетика" (2.11Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
профессиональная звукоизоляция помещения
купить футбольные щитки детские
Rondell RDA-276
wizardfrost.ru

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.03.2017)