![]() |
|
|
Электрохимическая энергетикаь мощности от тока проходит через максимум. Для линейной зависимости (2.4) максимальная мощность ТЭ равна (2.6) (2.7) Для сравнения различных ТЭ пользуются параметром плотности мощности Ns = N/Sr = UJT тает с уменьшением потерь реагента из-за неполного окисления, побочных реакций и других причин. С увеличением тока эффективный КПД ТЭ, как правило, уменьшается. И лишь для случая, когда фарадеевский КПД возрастает с увеличением плотности тока, кривая зависимости пЭф от тока проходит через максимум. Ресурсом называется время работы ТЭ в заданных пределах характеристик (обычно - напряжения при определенных плотностях тока). Ресурс определяется темпом изменения характеристик, обычно Д U/A t. Ухудшение характеристик ТЭ обусловлено снижением активности катализатора (§ 1.4), изменением структуры электродов, ухудшением проводимости электролита из-за изменения его состава и других причин. Учитывая, что ресурс ТЭ уменьшается с увеличением плотности тока, целесообразно ввести понятие удельного ресурса ту, А ? ч/м2, (2.8) Эффективный КПД ТЭ определяется отношением работы, полученной в ТЭ, к количеству подведенной к нему энергии. Соответственно термический КПД ТЭ равен r\^T=nFUl\FB/-AH, где Д Н - энтальпия токообразующей реакции ТЭ; r\Fв - фараде-евский КПД восстановителя, равный отношению количества электричества Уравнение (2.9) справедливо для случая, если окислителем служит кислород воздуха. При использовании других окислителей необходимо учитывать nF окислителя. Уменьшение фа-радеевского КПД ниже единицы может быть обусловлено побочными химическими реакциями и потерями реагентов из-за неполного их окисления, продувки ТЭ и т.д. (2.Ю) Эксергетический КПД ТЭ равен 43ie=nFt/tiF/(eOK +ев). Из (2.8) и (2.10) следует, что все факторы, повышающие нап ряжение, увеличивают КПД ТЭ. Эффективный КПД ТЭ возрас58 (2.П) где т-ресурс, ч. igt-ig To-b;igjr> igt =igT'0 + b';/r, На ресурс оказывают влияние природа электрода и реакции, чистота реагентов и электролита, температура и плотность тока и другие факторы. Обработка собственных и опубликованных экспериментальных данных [11; 12; 27, с. 210-217; 66, с. 203; 67; 68; 86, с. 1221-1228] показывает, чтр_ для многих ТЭ зависимость между ресурсом электродов и ТЭ и плотностью тока JT и температурой Т можно выразить уравнениями: (2.12а) (2.126) где т'о = т при Jr = 1 А/ма; b\ - константа, для многих электродов Равная 0,7-1,5, для некоторых элементов 1-2; Ьх - константа. 2.1.4. Реагенты для ТЭ. К восстановителям и окислителям ТЭ предъявляются многие требования: наличие электрохимиче-кой активности, возможности их подвода в ТЭ и вывода продуктов реакции из ТЭ, невысокой цены и др. Количественной мерой окислительно-восстановительной способности вещества является его электродный потенциал. В соответствии с уравнением (1.41) ЭДС ТЭ растет с увеличением 59 восстановительной способности восстановителя (т.е. при сдвиге потенциалов в направлении отрицательных значений) и окислительной способности окислителя (т.е. при возрастании электродного потенциала). Как видно из табл. 2.1, потенциалы восстановителей для ТЭ относительно мало отличаются друг от друга. В то же время теоретические удельные расходы в ТЭ с кислородными электродами изменяются в широких пределах (примерно на порядок). Приведенные в табл. 2.1 восстановители и продукты их окисления находятся либо в газообразном, либо в жидком состоянии, поэтому легко могут быть подведены к ТЭ, а продукты реакции - выведены из ТЭ (ТЭ с кислородными электродами). Исключение составляют уголь и другие твердые виды природного топлива, подвод которых в ТЭ, и особенно распределение по многим ТЭ, представляют собой очень сложные технические задачи. Природные виды твердого топлива содержат большое количество примесей и по этой причине также не могут подаваться непосредственно в ТЭ. Кроме того, электрохимическое окисление углерода при обычной температуре практически не происходит. Все эти обстоятельства не позволяют использовать уголь и другие твердые виды природного топлива непосредственно в ТЭ. Их применение в ЭЭУ возможно лишь после предварительной переработки в реагенты, удобные для использования в ТЭ. По электрохимической активности восстановители, приведенные в табл. 2.1, можно разделить на три группы I II Ш N2H4,H2 > СН3ОН > С3Н8, СН4, СО. Гидразин и водород окисляются с технически приемлемой скоростью в низкотемпературных ТЭ, причем электроды ТЭ с щелочными растворами могут и не содержать платиновых металлов [7, 30]. Для окисления водорода в среднетемператур-ных ТЭ с фосфорнокислым электролитом применяются электроды, содержащие очень малые количества платины, примерно 2,5 г/м2 или 1,6-1,8 г/кВт. Метанол также окисляется в низкотемпературных ТЭ, но на электродах, содержащих относительно большие количества платины, т.е. 10-50 г/м2 (40-100 г/кВт) в щелочных растворах и 50-100 г/м2 |
< 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] |
|
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.
|
|