химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

ОМУ И РЕДАКТОРУ ДОКТОРУ ТЕХН. НАУК АГ. КИЧЕЕВУ ЗА ПОЛЕЗНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ И СОВЕТЫ.

ВСЕ ПОЖЕЛАНИЯ И КРИТИЧЕСКИЕ ЗАМЕЧАНИЯ ПО СОДЕРЖАНИЮ КНИГИ ПРОСЬБА ПРИСЫЛАТЬ ПО АДРЕСУ: 113114, МОСКВА, ШЛЮЗОВАЯ НАБ., Д. 10, ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ.

АВТОР

Глава первая ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УСТАНОВКИ, МИКРО- И МАКРОКИНЕТИКА ЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И УСТАНОВОК

1.1.1. Электрохимические элементы и ячейки. Электрохимическая энергетика охватывает процессы и устройства генерации и аккумулирования электрической энергии с помощью электрохимических методов. Генерация электрической энергии

происходит путем преобразования химической энергии в электрическую. Электрохимическим методом можно также обратно преобразовать электрическую энергию в химическую и таким

образом накапливать, аккумулировать электрическую энергию

в химической форме. Процессы собственного преобразования, химической энергии в электрическую и электрической энергии) в химическую осуществляются в электрохимических элементах; или ячейках.

Простейшая электрохимическая ячейка состоит из двух электродов, разделенных проводником второго рода (ионным проводником или электролитом). Электродом называют проводник первого рода, находящийся в контакте с ионным проводником. На границе между этими проводниками возникает; скачок потенциала, называемый электродным потенциалом. На электродах протекают реакции окисления восстановителя (на анодах) и восстановления окислителя (на катодах).

Проводником второго рода служит жидкое или твердое вещество, обладающее ионной проводимостью, которое обычно называют электролитом.

Совокупность окислителя, восстановителя и ионного проводника называется электрохимической системой ячейки или элемента, которая записывается следующим образом:

окислитель | ионный проводник | восстановитель.

Вертикальная черта в этой схеме обозначает границу раздела двух фаз. Если в элементе имеется граница раздела между ионными проводниками, то она обозначается вертикальной пунктирной чертой:

окислитель | ионный проводник I ! ионный проводник III восстановитель.

Электрохимические ячейки подразделяются на гальванические, или первичные, элементы, топливные элементы, электролизные, комбинированные и сепараторные ячейки и аккумуляторы.

Гальванические (первичные) элементы. В гальванических элементах (ГЭ) происходит преобразование химической энергии в электрическую. Окислитель и восстановитель входят в состав электродов, которые расходуются в процессе работы элемента. В качестве примера можно привести следующую электрохимическую систему элементов:

(+)HgO |КОН| Zn(-).

При замыкании внешней цепи в элементе генерируется постоянный ток в результате протекания следующих процессов: электрохимического окисления цинка (восстановителя):

Zn +2 0Н- - ZnO+H20 + 2e-, (1.1)

электрохимического восстановления оксида ртути (окислителя):

HgO+ Н20 + 2 е" --Hg + 2 ОН", (1.2)

движения гидроксид-ионов (ОН-) в растворе и движения электронов во внешней цепи от зоны протекания реакции (1.1) в зону протекания реакции (1.2).

Суммируя реакции (1.1) и (1.2), получаем

HgO + Zn = ZnO + Hg. (1.3)

Таким образом, в результате протекания в элементе реакции (1.3) во внешней цепи генерируется постоянный электрический ток, т.е. химическая энергия реакции (1.3) превращается в электрическую энергию. Реакция, химическая энергия которой в элементе превращается в электрическую, получила название тохообразующей реакции. В данном случае токообра-эующей является реакция (1.3).

После расхода окислителя и восстановителя элемент выходит из строя, поскольку он является элементом одноразового действия. Гальванический элемент одноразового действия (непрерывного или прерывистого) получил название первичного элемента (ПЭ). Схема ПЭ приведена на рис. 1.1,а

Ок

ПЗ ТЭ ЭЯ ЗА зк кн

Ок

Old ТВ

а.)

б)

н2оТТсо JB3

«) 8) е)

Рис. 1.1. Схемы электрохимически)! элементов и ячеек:

а— первичный элемент; б — топливный элемент; в — электролизная ячейка; г -электрохимический аккумулятор; в - электрохимический конвертор; е - кисла родный насос; КН — кислородный насос; Ок - окислитель; В - восстановит* Э — электролит; Р — реагент; Пр — продукт реакции; Вэ — воздух

Топливные элементы. Если вместо расходуемых элек-родов в элементе применяют нерасходуемые, а реагенты хранят вне элемента и подают в него в процессе работы, то такое! устройство называют топливным элементом (ТЭ). В ТЭ электроды служат проводниками первого рода и катализаторами электрохимических реакций. В качестве примера рассмотрим работу кислородно-водородного ТЭ с щелочным электролитом (водным раствором КОН).

Токообразующей в ТЭ будет реакция образования воды из водорода и кислорода:

Н2 + 1/2 02 = Н2а (1.4;

Схему ТЭ можно записать в виде (+)02, Me, |КОН|Ме2,Н2 (-),

где Me, и Ме2 - нерастворимые электроды, катализирующие реакции.

(1.5

При замыкании внешней цепи на аноде происходит электро химическое окисление водорода (топлива):

Н24-2 0Н-2е"-2Н20.

На к

страница 2
< 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
аквапарк в евпатории цены 2017
купить медный таз для варки варенья
down 5
сетка цпвс фото

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
(26.06.2017)