химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

1 моль/л) и уменьшается при увеличении температуры и концентрации ZnCl2. Удельная энергия при 4-часовом режиме разряда (jc= 0,25) составляет 70-150 Вт • ч/кг и 80-180 кВт. ч/м3. КПД установки, однако, невелик (55-65%), но прогнозируется его увеличение до 70%. Ресурс ЭА составляет 500-1500 циклов. Капитальные затраты оцениваются в пределах 40-100 долл/кВт • ч (500-700 долл/кВт). Характеристики установки приведены в табл. 4.1 и рис. 4.3 (кривая 4).

Из новых аккумуляторов хлор-цинковые ЭА относятся к наиболее разработанным. В США испытаны установки с энергозапасом 50 кВт • ч, 500 кВт • ч (10 кВт и 125 кВт). Планируются испытания установки мощностью 2 МВт (6 МВт ? ч) и создание установок мощностью до 20 МВт. В Японии предложена также энергоустановка, в которой хлор абсорбируется органическим растворителем [45, с. 986]. Собрана и испытывается установка моШ-210 ностыо 10 кВт с КПД 72%. Готовится к испытанию установка мощностью 60 кВт.

К недостаткам ЭА относится высокий саморазряд (50% за 50 ч). Однако применение ионообменных мембран позволяет снизить скорость саморазряда доХ),1% за 1 час. Недостатком ЭА также следует считать наличие в системе большого количества токсичного реагента - хлора.

4.3.2. Бром-цинковые ЭА. Аналог хлора - бром при комнатной температуре находится в жидком состоянии, что облегчает его хранение и обращение с этим окислителем, поэтому ведется разработка бром-цинковых ЭА в нескольких лабораториях и фирмах [42; 45, с.992-998; 98, с.733-797; 131; 132, с.63-78; 135, с. 262,, 331; 136, с. 863-867, 1063-1068; 1091-1096, 1156-1163; 175, с. 33].

Токообразующая реакция может быть записана в виде

Разряд

(4.29)

Вг2 + Zn ** ZnBr2. Заряд

Напряжение разомкнутой цепи 1,85 В.

Аккумулятор состоит из цинкового электрода, катионообмен-ной или микропористой мембраны, положительного бромного электрода (пористого графита или титана). Рабочая температура - 25-35°С. Для снижения потерь брома и саморазряда предложено связывать бром в комплексные соединения путем введения в католитный раствор бромида цинка и НВг (рН составляет 2-3), лигандов (например, четвертичных соединений аммония). Для уменьшения дендритообразования в анолит вводят специальные ингибиторы.

Разрядное напряжение при Jp = 0,2-5-0,5 к А/м2 лежит в пределах 1,75-1,70 В.

Неполностью пока решены проблемы коррозии электродов и Других материалов.

Аккумуляторная установка состоит из батареи ЭА, контуров циркуляции анолита и католита, баков хранения электролита и реагентов, а также комплексообразователя, сепаратора (от Н2); систем терморегулирования и автоматики.

Удельная энергия установки при 8-часовом режиме разряда составляет 40-70 Вт ? ч/кг и 10-30 кВт • ч/м3, КПД лежит в пределах 58-80%. Ресурс ЭА составляет пока 300-500 циклов. Удельные капитальные вложения оцениваются в пределах 40-'00 долл/(кВт • ч). Характеристики ЭА приведены в табл. 4.1.

211

7

Созданы и испытаны батареи ЭА мощностью 10 кВт, испыты. вается батарея ЭА мощностью 100 кВт (500 кВт • ч), разрабаты. вается энергоустановка мощностью 5 МВт (25 МВт • ч).

Предстоит еще решить ряд проблем перед широкомасштаб. ным применением ЭА: увеличение ресурса, в частности снижение дендритообразования цинка, уменьшение скорости саморазря. да, коррозии и др.

4.3.3. Сеинцово-еоЗородные аккумуляторы. Экономия свинца в свинцовых ЭА может быть обеспечена при замене отрицатель-ного свинцового электрода на водородный [139]. Электрохимическая система ЭА имеет вид

Pb02|H2S04|H2,Me.

Токообразующая реакция может быть представлена уравне! нием

/ т\ Разряд

РЮ2Нт + H2S04 + [1 - —|Hj PbS04 + 2HjO. (4.30)

Таблица 4.3. СТАНДАРТНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ И ПЛОТНОСТИ токов ОБМЕНА НЕКОТОРЫХ РЕДОКС-РЕАКЦИЙ НА Pt

Раствор

Плотность тока обмена

1-30 10

0,1-30 60*

15-40** 1

6,6-100,4080,2560,04

+0,15

+0,36

+0,746 +0,77

1MHC1

6MHC] 3,5 M HC1

3MHCI (0,2+2) ? 10"3M Fe2+ и Fe3+ 1MHC1

J0, А/М»

В растворе 5-7M H2S04 ЭДС составляет 1,75-1,8 В. Работа свинцово-водородного ЭА аналогична работе никель-водородно- • го ЭА [см. (4.24)]. При заряде ЭА выделяется водород, который заполняет все свободное пространство ЭА, при этом возрастает давление в ЭА. На положительном электроде образуется про-тонированный диоксид свинца. При разряде ЭА реакции идут в обратном направлении. В качестве материала отрицательного электрода используется уголь с платиновым катализатором (примерно 1 г/м2). Предварительные оценки показывают, что удельная энергия ЭА (примерно 50 Вт • ч/кг) приближается к удельной энергии никель-водородного ЭА, но свинцово-водо-родный ЭА дешевле никель-водородного. Кроме того, саморазряд у свинцово-водородного ЭА ниже, чем у никель-водородно-го ЭА.

4.3.4.Редокс-аккумуляторы. Электрохимическая система ре-докс-аккумулягоров состоит из двух окислительно-восстановительных подсистем [42; 45, с. 1018-1021; 136, с. 863-867,841-849, 911-918; 122, с. 1647]. В табл. 4.3 приведены характеристики некоторых редокс-реакций.

Как видно из таблицы, разность по

страница 66
< 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
rockwheel
http://taxiru.ru/nakladka-bokovaya/okleika_taksi_zheltoi_plenkoi/
взять плазмы в аренду
купить рабицу для забора цена

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)