химический каталог




ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, устройства, вырабатывающие электрич. энергию за счет энергии окислит.-восстановит. реакций жидких или газообразных реагентов, непрерывно поступающих к электродам извне. Являются химическими источниками тока непрерывного действия.

ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫэ. протекают токообразующие электрохимический реакции: на отрицательном-с участием восстановителя (топлива), на положительном-с участием окислителя (чаще всего О2 или воздуха). Скорость поступления реагентов к электродам регулируется пропорционально токовой нагрузке, продукты токообразующей реакции непрерывно выводятся из ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ э. ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ обр., ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ э. способен работать практически неограниченное время, пока в него поступают реагенты и происходит отвод продуктов. Для обеспечения подачи реагентов и его регулирования, отвода продуктов и тепла требуются различные вспо-могат. устройства; совокупность этих устройств и батареи ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫэ. называют электрохимический генератором.

В нач. 20 в. предполагалось создать ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ э. для прямого превращения энергии природные видов топлива-природные газа, нефтепродуктов или оксида углерода, получаемого газификацией углей (отсюда назв.),-в электрическую как альтернативу тепловым машинам, кпд которых ограничен вторым началом термодинамики. Задача оказалась трудной из-за инертности этих топлив к электрохимический реакциям. В 60-х гг. 20 в. были разработаны водородно-кислородные ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ э. с использованием щелочного раствора электролита (обычно 30-40 %-ный водный раствор КОН) и в качестве топлива-водорода высокой степени чистоты. Эти ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ э. (рабочая температура от 20 до 100°С, в отдельных вариантах до 160°С) предназначены для космич. кораблей, автономных устройств связи и т.д. В них используются так называемой газодиффузионные электроды-пористые никелевые или угольные электроды с нанесенными катализаторами (дисперсные Pt, Ni, Ag и т.д.), которые, с одной стороны, контактируют с электролитом, с другой-с реагирующим газом. На отрицат. электроде водород электрохимически окисляется (Н2 + 2OH- :2О + 2е-), на положительном-восстанавливается кислород (1/2О2 + + Н2О + 2е- : 2ОН-). Образующаяся вода поступает в электролит (что требует рециркуляции электролита и удаления воды с помощью внешний устройств) либо испаряется с поверхности электродов (при рабочих температурах выше 60 °С). Эдс кислородно-водородной цепи при давлении газов 0,1 МПа (1 атм) и 25 °С равна 1,229 В, а при 100 °С равна 1,162 В; напряжение разомкнутой цепи около 1,1 В; номинальная плотность тока 500-2000 А/м2 (катализатор-скелетный Ni), 4-8 кА/м2 (Pt). Срок службы водородно-кислородных элементов до 10 тысяч часов.

В дальнейшем началась разработка среднетемпературных (180-230°С) ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫэ. с фосфорнокислым электролитом и высокотемпературных ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ э. с электролитом в виде расплава различные карбонатов (рабочая температура 600-700 °С) или с твердым оксидным электролитом (900-1000 °С). В отличие от ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫэ. со щелочным электролитом, в последних вариантах может быть использован техн. Н2, получаемый паровой конверсией природного углеводородного топлива. На базе среднетемпературных ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫэ. в США и Японии созданы опытные электростанции мощностью около 10 МВт.

Литература: Багоцкий B.C., Скувдин А. М., Химические источники тока, М., 1981. B.C. Багоцкий.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
итальянские тумбы под тв
гольфы в липецк купить
Фирма Ренессанс г образные лестницы деревянные - всегда надежно, оперативно и качественно!
курсы мойофис таблица

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
(27.04.2017)