ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регенеративные топливные элементы из "Топливные элементы" Схема окислительно-восстановительного ( редокс ) топливного элемента. [c.52] Окружающий анод анолит (слева) и окружающий катод католит (справа) регенерируются путем восстановления топливом и соответственно окисления воздухом. [c.52] Благодаря этому и другим подобным предложениям Нернст является изобретателем не только редокс -элемента, но и элемента с термической регенерацией, так как в баланс энергии его 2п — Оз-элемента благодаря высокой температуре регенерации цинка окисью углерода или углем входит, помимо химической, также и тепловая энергия. В чистом виде принцип термической регенерации был осуществлен в 190 г. Джонсом [47], получившим патент на щелочной окисно-ртутный элемент HgO — НаОН—(РЬ, 5п). Восстанавливающаяся при электрохимической реакции ртуть вновь окисляется при нагревании на воздухе, а образующийся стан-нат выделяется с помощью Ва(ОН)г и затем восстанавливается углем. [c.53] Промежуточным звеном между аккумулятором и элементом с термической регенерацией является предложенный тоже Нернстом [51] в 1894 г. аккумулятор с большим отрицательным температурным коэффициентом э. д. с. При высокой температуре такой аккумулятор мог бы заряжаться под небольшим напряжением, а при комнатной температуре — разряжаться, давая более высокое напряжение. [c.54] Третий принципиальный вариант — фотохимическая регенерация под действием световых и рентгеновских лучей — представляет интерес потому, что этим методом можно, например, после добавления соответствующих, поглощающих свет солей разложить на Нг и Ог образующуюся в Нг—Ог-элементе воду. Опыты Хайдта [52] показали, что, к сожалению, даже коротковолновый диапазон солнечного излучения имеет для этого недостаточно энергии. [c.54] Напротив, уже давно предложенный в патентах Брауна [53] и Гроссли [54] четвертый вариант — уменьшение поляризации путем ионизации радиоактивными (рентгеновскими) лучами— стал в настоящее время весьма актуальным (ср. разд. 1.9). [c.54] Топливный элемент (в середине слева) содержит полутвердый электролит из галогенидов и, в котором и Уг Нг соединяются в ЫН, вырабатывая электроэнергию. Продукты реакции диссоциируют в регенераторе (внизу справа) при подводе тепла и при температуре 850 С на Ы и На, которые вновь подаются в элемент. [c.55] К сожалению, известные пока элементы с термической регенерацией характеризуются небольшими изменениями свободной энергии АС и соответствующими этому низкими э.д. с. Е. Тем важнее кажутся работы, проведенные недавно в лаборатории Дженерал моторе . Элемент Дженерал моторе имеет два электрода из различных расплавленных металлов с подходящим расплавленным электролитом между ними. Такое устройство элемента позволило значительно повысить его удельную мощность. [c.56] В разработанных элементах расплавленные металлы являются электродами, а расплавленные соли — электролитом. Агрусс приводит различные преимущества нового типа элементов по сравнению с прежними элементами, работающими с газовыми нли жидкостными диффузионными электродами и водным раствором электролита. Плотность тока обмена у металлических электродов в расплавленном электролите может быть очень большой — порядка 200 а/слг , что позволяет получить высокие плотности тока при минимальной, почти не поддающейся измерениям активационной поляризации. Далее, число переноса катионов в электролите равно 1, поэтому в нем не может возникнуть концентрационная поляризация. Единственно заметные потери в таких элементах могут возникнуть из-за омического падения напряжения IR, но они тоже будут гораздо меньше, так как проводимость расплавленных солей в 5 раз выше, чем проводимость обычных водных электролитов. [c.56] Таким образом, можно сказать, что практическое осуществление редокс -системы является мало перспективным, если не относить к ней элемент Брурса и Кетелаара [14], в котором идеальное электрохимическое топливо — Нг получается за счет предварительной реакции СН4 с Н2О (см. разд. 9,31). [c.59] В СВЯЗИ С развитием ракетной техники эти системы привлекают все больший интерес так, нами [68] было предложено электрохимически сжигать гремучий газ, возникающий в обычных гомогенных реакторах. Если уменьшить рекомбинацию гремучего газа в атомном реакторе путем добавления ингибиторов, то при его электрохимическом использовании можно получить такие мощности, которые будут сравнимы с мощностями атомного реактора, используемыми с помощью теплосиловой установки. Этот метод не был нами подробно разработан, так как мы не могли использовать в топливном элементе смесь Нг—Ог без ее предварительного разделения. Разделение же взрывоопасной радиоактивной газовой смеси казалось слишком опасным и дорогим. Между тем в настоящее время нам не только удалось решить задачу питания элемента газовой смесью, но и отпали в связи с развитием космической техники соображения экономического порядка. [c.60] В Юнион карбайд разработана другая замкнутая система, в которой топливом является водород, а окислителем Ре2+. Ионы регенерируются под действием радиоактивного а-излучения на свободный от кислорода подкисленный раствор сульфата железа [71]. [c.60] Вертикальный стальной анод элемента (в середине) омывается амальгамой натрия, которая при подводе воды соединяется с кислородом расположенного напротив катода в NaOH. туть прн помощи насоса (внизу слева) подается в амальгаматор, где путем добавления точных доз натрия получается амальгама. [c.61] Вернуться к основной статье