ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аккумуляторы из "Справочник по электрохимии" Классифицируются ТЭ чаще всего по температурному режиму их работы. Так, различают низкотемпературные (до 100 °С), среднетемпературные (до 300 °С) и высокотемпературные ТЭ (выше 500 °С). Кроме того, имеется группа регенеративных ТЭ, которые могут быть и низкотемпературными и высокотемпературными. [c.417] Наиболее разработаны водородно-кислородные низкотемпературные топливные элементы (НТТЭ) они бывают со щелочным, кислотным и ионообменным электролитами. [c.417] Основная задача при разработке этих и других типов ТЭ с газообразными актив-ными веществами состоит в создании устойчивой границы соприкосновения трех фаз (газовой, жидкой и твердой), на которой соверщается основной токообразующий процесс. Такая граница создается конструированием электродов с заданной пористостью. Положение границы раздела регулируют либо внешним давлением газа (в элементе Бэкона), либо капиллярным давлением электролита (в элементе Юсти). [c.417] Водородный электрод получают спеканием карбонильного никелевого порошка в качестве катализатора используют добавку высокоактивного (рэнеев-ского) никеля. Для этого к карбонильному никелю добавляют мелкораздробленный сплав никеля с алюминием, прессуют и спекают в водородной атмосфере. Затем алюминий, выщелачивают, обрабатывая растворами щелочи. Положительный (кислородный) электрод делают тоже из никеля, но катализатором служит дисперсное (скелетное) серебро. Электроды применяют двухслойные, причем слой, прилегающий к газовой фазе, должен быть крупнопористым, а слой, соприкасающийся с электролитом, — мелкопористым. Давление газа в электроде выбирают с таким расчетом, чтобы электролит был вытеснен из крупнопористого слоя, тогда, как мелкопористый слой, благодаря капиллярным си лам, оставался бы пропитанным электролитом. Этот слой (его называют запорным) не позволяет газу переходить, в виде пузырьков в электролит. [c.417] Рассматриваемые элементы допускают плотности тока 100- 200 мА/см , работают на протяжении сотен и тысяч часов и имеют удельную мощность порядка 50 Вт на 1 кг массы батареи. Электролитом в указанных ТЭ служит 30% раствор КОН. [c.417] Теоретически значение удельной энергии кислородно-водородной НТТЭ при 25°С составляет 3650 Вт-ч/кг активных веществ. Практически больше 1000— 1500 Вт-ч/кг получить не удается. Это обусловлено тем, что масса баллонов для хранения водорода в 50—100 раз больше массы газа. [c.417] При хранении водорода а сжиженном состоянии с применением слоистой вакуумной тепловой изоляции масса тары только в несколько раз превышает массу газа. [c.417] Образующийся при этом водород испатьзуется как топливо для ТЭ. В США построены и эксплуатируются опытные образцы таких батарей. Преимущество этих батарей заключается в удобстве хранения и транспортирования гидразина, не требующего применения высоких давлений или низких температур, недостаток — высокая токсичность гидразина и его паров. [c.417] Среднетемпературные топливные элементы (СТТЭ) представляют собой водородно-кислородные ТЭ, работающие при 250—300 °С и при давлении газов до 6 МПа. Электролитом служит 85% раствор щелочи, находящийся при рабочей температуре в жидком состоянии. Электроды никелевые, без катализаторов. Элемент имеет пологие вольт-амперные характеристики с увеличением плотности тока от 100 до 200 мА/см напряжение элемента падает от 1,05 до 0,9 В. [c.418] В высокотемпературных топливных элементах (ВТТЭ) активным материалом для положительного электрода служат чистый кислород или воздух, а в качестве отрицательного — оксид углерода, углеводороды и другие виды дешевого топлива. [c.418] Возможно, ВТТЭ найдут более эффективное применение в космических объектах, где скажутся их преимущества легкость отвода выделяющегося тепла посредством радиации, возможность непосредственного применения некоторых высокоэффективных видов топлива (аммиак, спирты), отсутствие необходимости разделять жидкую и газообразную фазы благодаря работе в условиях невесомости. [c.418] аккумулятора при заряде возрастает в связи с увеличением концентрации электролита. Ход изменения э. д. с., напряжения и потенциалов электродов при заряде показан на рис. 12.1. Значения потенциалов представлены по отношению к кадмиевому вспомогательному электроду потенциал этого электрода по водородной шкале равен 0,4 В. Разрядные кривые аккумулятора приведены на рис. 12.2. Разряд заканчивается в момент когда потенциалы электродов претерпевают резкие изменения. [c.420] Емкость, отдаваемая аккумулятором, определяется запасом активных масс и концентрацией электролита, а также зависит от конструкции аккумулятора. При данной конструкции аккумулятора емкость весьма существенно зависит от режима разряда — от плотности тока и температуры. Емкость уменьшается с увеличением плотности (рис. 12.3) и с понижением температуры (рис. 12.4). Емкость аккумулятора существенно зависит от толщины и пористости пластин и от типа сепараторов. При малых значениях разрядного тока толщина пластин особого значения не имеет, но когда аккумулятор разряжается большими токами, его пластины должны иметь по возможности малую толщину. [c.420] Снижение концентрации кислоты в порах пластин, так как диффузия при больших нагрузках не успевает выравнивать концентрацию в порах и в сосуде. При низких температурах разряда емкость ограничивается пассивацией (—) электрода. [c.422] Активные массы электродных материалов записаны в состоянии заряда. Окисно-иикелевый электрод обычных щелочных аккумуляторов изготовляют из гидроксида никеля(П) Ы1(0Н)2 в смеси с графитом, который добавляют для улучшения проводимости электрода. [c.422] Окисно-никелевый электрод весьма чувствителен к действию примесей. Вредное действие оказывают на него железо, магний, кремний и алюминий, снижающие емкость электрода. Желательно, чтобы содержание каждого из этих элементов не превыщало 0,035% (по отнощению к никелю). [c.422] Большое значение для нормальной работы окисно-иикелевого электрода Имеет чистота графита снижение зольности графита до 0,14% увеличивает емкость электрода на 25—30%- Принято считать, что зольность графита должна быть 1 %. [c.422] К числу добавок, улучшающих работу положительного электрода, относятся соли лития, бария, кобальта и марганца. При наличии в аккумуляторе ионов лития последние, адсорбируясь на зернах активной массы, препятствуют их укрупнению и сращиванию, т.е. сохраняют массу в высокодисперсном состоянии, делая ее более работоспособной как при обычных, так и при повышенных тем-. пературах. Введение в активную массу солей бария и кобальта повышает коэффициент использования никеля и увеличивает срок службы электродов. Активирующее действие ионов бария проявляется в диспергировании активной массы, облегчении процесса накопления активного кислорода при заряде и более полном использовании его при разряде. Оптимальное содержание бария в электроде составляет 2% (по отношению к никелю). [c.422] Вернуться к основной статье