химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

лита и католита, емкости для анолита и емкости-кристаллизатора для католита.

Удельная энергия установки оценивается в 10 Вт • ч/кг и 16-36 кВт • ч/м3. Удельные капитальные затраты на установку оцениваются в 80-200 долл/кВт и примерно 30 долл/(кВт ? ч)_ Как показали наши расчеты, удельные капитальные затраты составляют примерно 220 руб/кВт при 6-часовом режиме разряда, причем основную часть затрат составляют затраты на раствор ферри- и ферроцианида. Значения КзпиКр равны соответственно 70-80 руб/кВт и 20-25 руб/(кВт ? ч)!

4.3.5. Металлавоэдушные ЭА. На положительном электроде данных аккумуляторов протекает обратимая реакция, суммарное уравнение которой в щелочном растворе можно записать в виде

Разряд

02 + 2Н20+4е-3ЦЯд 40Н-. (4.33)

При разряде ЭА расходуется кислород воздуха, при заряде -выделяется кислород в окружающую среду. Осуществление этой реакции связано с определенными трудностями. Для ускорения реакции разряда необходимы активные катализаторы. При заряде ЭА наряду с выделением кислорода происходит окисление катализатора, которое приводит к ухудшению его активности. Поэтому разработать обратимый и стабильный катализатор пока не удается. Для увеличения срока службы ЭА используют либо схему с дополнительным электродом (рис. 4.8, с), либо с бифункциональным положительным электродом (рис. 4.8, б) [9; 11]. Ионизация кислорода воздуха при разряде ЭА происходит на воздушном электроде, имеющем гидрофобный слой, к которому подается воздух, и активный слой с катализатором ионизации кислорода. В схеме с дополнительным электродом между воздушным и металлическим (отрицательным) электродом вводится металлическая сетка или высокопористая пластина 4, которые не препятствуют прохождению ионов от отрицательного к положительному электроду и устойчивы в растворе щелочи. При заряде ЭА сетка включается в цепь и «а

216

ней выделяется кислород, а воздушный угольный электрод с активным катализатором не работает, поэтому его характеристики не ухудшаются. К недостаткам этой схемы относится необходимость переключения каждого элемента батареи ЭА при переходе от разряда к заряду и обратно.

Бифункциональный электрод кроме гидрофобного и активного слоев имеет гидрофильный, обычно никелевый, слой (слой 4 на рис. 4.8, б), обращенный к раствору щелочи и каталитически активный в реакции выделения кислорода. В гидрофильном слое выделяется кислород при заряде ЭА. Активный слой воздушного электрода при этом не работает. Однако ресурс бифункционального электрода ниже ресурса электрода в схеме с дополнительным электродом.

К особенностям ЭА следует отнести необходимость очистки воздуха, поступающего на электроды, от диоксида углерода с помощью раствора щелочи.

(4.34)

Воздушно-цинковые ЭА. Токообразующая реакция в наиболее простом виде может быть представлена уравнением

Разряд

2Zn + 02 + 40Н" « 2Zn02 + 2Н20.

. Заряд 2 2

Рабочее напряжение ЭА при разряде 1,6 В и выше. Созданы образцы ЭА и батареи ЭА как с дополнительными, так и'бифункциональными электродами.

Энергоустановка на основе этих ЭА состоит из батареи аккумуляторов, контура циркуляции электролита с цинкат-иона-ми, емкости для хранения раствора электролита и цинкат-ио--Чов.

217

Удельная энергия установки при Jq, = 0,1+0,2 составляет 80-130 Вт • ч/кг. КПД установки относительно невелик, примерно 40%, что является серьезным недостатком этих ЭА.

Одной из основных проблем при разработке этих ЭА является увеличение ресурса, который не превышает 200 циклов. Ухуд. шение характеристик ЭА вызвано образованием дендр'итов цинка, перемещением'цинка по поверхности электродов, разру. шением сепаратора, отравлением воздушного электрода. Изу-чаются пути увеличения ресурса: разработка более устойчивых сепараторов, вибрация цинкового электрода, применение устойчивых воздушных электродов.

Предложены установки на основе этих ЭА с циркулирующими суспензированными цинковыми электродами [11; 42], однако ресурс этих ЭА также невелик.

Поэтому разрабатываются механически регенерируемые ЭА. После разряда ЭА отработанные электроды и раствор электролита заменяют новыми. Отработанный раствор регенерируют в специальной установке. Однако этот вид аккумулирующих установок очень сложен для эксплуатации, удельная энергия их относительно невелика.

Воздушно-железный ЭА. 8 связи с трудностями обеспечения длительной обратимой работы цинкового электрода в воздушно-металлическом ЭА было предложено использовать в качестве отрицательного железный электрод.

Токообразующая реакция Э А записывается уравнением

Разряд

2Fe + 02 + 2Н20 3^ 2Fe(OH)2, Щ - 1,28 В. (4.35)

В ЭА используется усовершенствованный железный электрод, подобный электроду новых никель-железных ЭА (см. § 4.3). Предложены также двухслойные электроды, состоящие из метал-локерамического железного слоя с широкими порами (транспортного слоя) и слоя с узкими порами, содержащего активное железо, сажу и органическое связующее [9]. Положительным электродом служит описанный ранее бифункциональный воздушный электрод

страница 68
< 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
сайдинг белово
Stuhrling 734G.04
магазин посуды интернет магазин
курсы парихмахера

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
(03.12.2016)