химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

p>Из гл. 1 и § 4.1 следует, что КПД аккумулятора растет с Умень. шением плотности тока заряда и разряда, с увеличением темпе, ратура (до определенных пределов), зависит от побочных реац. ций, структуры электродов, состава и толщины электролита ц других факторов.

4.1.4. Ресурс и срок службы ЭА. В процессе циклирования

кость ЭА обычно снижается вследствие потери реагентов, изме.

нения химического состава, структуры и площади поверхности

электродов, изменения электролита.

Количество циклов, в течение которых ЭА сохраняет свои характеристики в заданных пределах, называется техническим ресурсом. Если ресурс определен при испытаниях и эксплуата-ции в определенных условиях, то он называется наработкой. Ресурс зависит от вида аккумулятора, условий заряда и разряда. Однако суммарная энергия, полученная ЭА за все циклы, как правило, не зависит от глубины разряда.

Аккумуляторы также характеризуются сроком службы тс, т.е. календарной продолжительностью эксплуатации ЭА после заливки электролита (годы). Между ресурсом и сроком службы имеется непосредственная связь.

4.1.5. Экономические показатели ЭА. К экономическим показателям ЭА относятся капитальные затраты на ЭА, удельные

капитальные затраты, приведенные затраты и удельные приведенные затраты на единицу энергии.

Капитальные затраты на ЭА К3 ЭА состоят из затрат на постоянную часть ЭА К3 п, пропорциональных мощности, и затрат на реагенты, пропорциональных энергозапасу К,Р:

^3,3 А = Кэ,п + KJJ) = ^Э.П^Р + ("V4OK +

При постоянной мощности Л?р

«з,ЭА = *Э,ГЛ + (ЧКЦЖ + 7"Bi1B)JVP,M/43A = *Р(^,П + VP,ma*). (4.206)

где -Кр - стоимость реагентов, приходящаяся на единицу энергозапаса,

Щ, = (™окЦ>к + ^ЦВУЛЭАУдельные капитальные затраты на единицу мощности

K,,3AJV " ^,3A/IVP = +

(m.

(4.21a)

к^ок + я^Чв) Т WP.TPI

NP J ? 43Ai

При Постоянной мощности Np

K,3AN " ^з,П + VP,mox- (4.216)

Удельные капитальные затраты на единицу энергозапаса

= _ «Э.ГАР

зк + \ Г NPFYI

Wp / J 43Ai

A3,3AW Z +

р.пгах •

токЧок

(4.21в)

p,max

+ тВИВ)

(Npidx/r\3Ai),

(4.20a) I При постоянной мощности Np

(4.21Г)

ГДЕ ЛЭА; - КПД ЭА И NPL- - МОЩНОСТЬ ПРИ ПЛОТНОСТИ ТОКА /Р; /Пв - МАССА ОКИСЛИТЕЛЯ И ВОССТАНОВИТЕЛЯ НА ЕДИНИЦУ ЭНЕРГИИ ПРИ ЧЭА = 1.0; ЦОК и Ив - ЦЕНА ОКИСЛИТЕЛЯ И ВОССТАНОВИТСЯ*! TPMAX ~ МАКСИМАЛЬНОЕ ВРЕМЯ РАЗРЯДА; NP - НОМИНАЛЬНАЯ МОШ' НОСТЬ РАЗРЯДА; Кзп - УДЕЛЬНЫЕ ПОСТОЯННЫЕ ЗАТРАТЫ НА ЕДИНИИУ МОЩНОСТИ, НЕ ЗАВИСЯЩИЕ ОТ ВРЕМЕНИ РАЗРЯДА. 1%

(4.22а)

Удельные приведенные затраты на энергию, получаемую при *зряде ЭА, можно определить по уравнению

, КЗ,ЭАМРЭК + НО)

ЗП - — +

! tr - продолжительность работы ЭА в году (часы); Д> - норма

197

отчисления; рок - доля отчисления от капитальных затрат щ эксплуатационные затраты; з,л - тарифы на электрическую энергию.

В величину Рэк входят амортизационные отчисления, равные 1/тс, где тс - срок службы (годы).

Удельные приведенные затраты на энергию можно также определить по уравнению

ЗП = К,,ЭА!у(Рэк + Н0) + 3,N/TL3A- (4-22б)

Как видно из уравнений (4.20) - (4.22), экономические показатели зависят от многих факторов: типа ЭА (соотношения К3 п и Кр), годового срока эксплуатации, режима разряда и заряда, КПД, стоимости реагентов, электролита, конструкционных и вспомогательных материалов, от удельной энергии и мощности.

Удельные затраты снижаются при увеличении удельной энергии и мощности ЭА. Например, увеличение удельной энергии при пятичасовом разряде'свинцовосо аккумулятора с 10 до 40 Вт • ч/кг приводит к уменьшению удельных затрат со 140 до 50 руб/(кВт • ч) и с 700 до 300 руб/кВт.

4.2. АККУМУЛЯТОРЫ, ВЫПУСКАЕМЫЕ СЕРИЙНО

В настоящее время в массовом масштабе выпускаются свинцовые, никель-кадмиевые и никель-железные ЭА, серийно-серебряно-цинковые ЭА, небольшими сериями - серебряно-кадмиевые, никель-цинковые и никель-водородные ЭА. Удельная стоимость серебряно-цинковых, серебряно-кадмиевых ЭА весьма высока, поэтому в настоящей книге они не рассматриваются.

4.2Л. Свинцовые аккумуляторы. Электрохимическая система свинцовых аккумуляторов состоит из диоксида свинца, свинца и раствора H2SO4:

Pb02|H2S04|Pb.

(4.23)

Токообразующая реакция в ЭА записывается уравнением

РАЗРЯД

PbG2 + Pb + 2H2S04 2PbS04 + 2Н20.

(4.

Соответственно ЭДС аккумулятора равна ?, - ?° + (ЛТ/Л1п(аН2504/аН20), где?* - 2,041 В, а -активности соответствующих веществ.

198

Стандартная энтропия реакции (4.23) AS2!|8 =258,6 Дж/(моль-К). Отсюда(3?°/ЭТ)?298 = 1,31 мВ/К по расчету и 1,36 мВ/К по эксперименту.

Значение напряжения разомкнутой цепи I/ мало отличается от ?э.

Как видно из (4.24), ЭДС аккумулятора растет с увеличением концентрации H2SC>4. Однако с увеличением концентрации fj2S04 возрастает скорость коррозии электродов, а при высоких концентрациях кислоты - и омическое сопротивление раствора злектролита. Поэтому рабочая концентрация H2S04 в заряжен-ном аккумуляторе лежит в пределах 3,4-5,5 моль/л (р = 1,25-И,31 г/см3), в разряженном - 1,3-2,9 моль/л (р = 1,08-5-1

страница 62
< 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
изготовление световых коробов в москве
Orient FD0K001W
декорирование предметов
билеты на зимний вальс

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
(04.12.2016)