|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Топливный элемент | Топливный элемент (далее Т) важнейшая составная часть электрохимического генератора, обеспечивающая прямое преобразование энергии (реагентов — топлива и окислителя) в электрическую. Основу Т составляют два электрода, разделенные твердым или жидким электролитом (см. рис.). Топливо и окислитель подаются в полости, граничащие с электродами; на поверхности раздела электролит — электрод в присутствии катализатора происходят реакции окисления и восстановления (см. Окисление-восстановление). В результате этих реакций образуются ионы А— и В+ (рекомбинирующие затем до конечного продукта реакции AB) и выделяется (или поглощается) тепло Q. Освободившиеся при реакции окисления топлива электроны создают на соответствующем электроде (аноде) избыточный отрицательный заряд; на катоде в результате реакции восстановления окислителя создается избыточный положительный заряд. При замыкании внешней цепи в ней появляется электрический ток, совершающий полезную работу Епол. Суммарная реакция: А + В = AB + Q+ Епол. Электролит в Т не только содержит вещества, участвующие в электрохимических реакциях, но и обеспечивает пространственное разделение процессов окисления и восстановления. Для эффективной работы Т необходимы развитая поверхность электродов (до сотен м2 на г вещества), рациональная организация процессов адсорбции и ионизации молекул реагирующих веществ и отвода электронов и продуктов реакции, высокая чистота реагентов.
Идея создания Т была высказана в начале 19 в. английским физиком У. Р. Гровом, однако ее практическая реализация осуществлена (почти одновременно в СССР, США, и Великобритании) лишь в 60-х гг. 20 в. В середине 70-х гг. известно много Т разных типов, различающихся рабочими температурами (от комнатной до 1200 К), а также видом используемого топлива ( вещества, металлы и т.д.), окислителя ( вещества, и т.д.), катализатора ( и т.д.) и электролита (щелочи или кислоты, твердые окислы металлов, расплавы солей, ионообменные полимеры и т.д.). Практическое применение получили главным образом Т, в которых в качестве топлива, окислителя и электролита используют соответственно и щелочь (или ионообменный полимер). Такие Т работают при невысоких температурах (до 100 °С), что обеспечивает им длительный (до нескольких тыс.ч) ресурс работы; их рабочее напряжение ~1 в. Однако топливом в Т принципиально может служить любое вещество, реагирующее при рабочей температуре с или галогенами. Перспективны Т с прямым окислением углеводородов (пропана, бензина), спиртов, аммиака и т.д. Одна из основных проблем, стоящих на пути их создания, — разработка теории катализа и практических методов получения катализаторов, обладающих достаточной активностью и коррозионной стойкостью и не подверженных отравляющему действию продуктов реакции. См. также Грове элемент.
Лит.: Феттер К., Электрохимическая кинетика, пер. с нем., М., 1967; Фильштих В., Топливные элементы, пер. с нем., М., 1968; Лидоренко Н. С., Мучник Г. Ф., Перспективы и научные проблемы применения методов непосредственного получения электроэнергии из топлив, "Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт", 1973, № 2.
()
Н. С. Лидоренко, Г. Ф. Мучник.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
