Коэффициент полезного действия химических элементов

Для этих целей в инфракрасной технике, электронике, спектральных приборах, фотоэлементах, солнечных батареях и ряде миниатюрных и микроминиатюрных устройств и других приборах наиболее широко используют кремний. Кремний —типичный полупроводник, достаточно термостабильный и химически устойчивый его проводимость и прозрачность зависят от наличия в нем примесей. МонокристаЛлический кремний прозрачен для инфракрасной радиации = 1,2—16,0 мкм) и в более длинноволновой области спектра (Х>30,0 мкм). Он имеет высокий показатель преломления (п = 3,4), вследствие чего, как уже указывалось (см., рис. 1), обладает и очень высокой отражательной способностью. От одной полированной поверхности кремния отражается 33% падающего на нее излучения. Таким образом, из-за потерь при отражении от двух поверхностей пластинка кремния толщиной 3—5 мм пропускает не более 54—55% радиации той области спектра, в которой он практически не имеет поглощения. Для того чтобы достигнуть больших светопропускания и фоточувствительности, а также повысить коэффициент полезного действия различных приборов, основным элементом которых является кремний, необходимо уменьшить отражательную способность кремния. Это достигается созданием на рабочих поверхностях изделий из кремния тонких пленок, прозрачных для инфракрасного излучения. [c.29]

В последнее время большое внимание уделяется созданию так называемых топливных элементов. В топливных элементах энергия химических реакций, выделяющаяся в процессе окисления топлива, непосредственно преобразуется в электричество. Коэффициент полезного действия таких топливных элементов вдвое превышает коэффициент полезного действия паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания и достигает 80%. [c.83]

К сожалению, устройства, превращающие химическую энергию в теплоту, а затем в механическую энергию, обычно имеют коэффициент полезного действия менее 50%. Солнечные батареи (осуществляющие прямое превращение солнечного света в электричество) или топливные элементы (непосредственно превращающие в электричество химическую энергию) выглядят очень многообещающей альтернативой нефти и могут способствовать более эффективному ее использованию. Но, к сожалению, в обозримом будущем мы будем продолжать сжигать нефть для удовлетворения наших потребностей в энергии. [c.202]

Основные показатели эффективности функционирования элементов ХТС выражают в виде коэффициентов полезного действия (к. п. д.) элементов или величин, характеризующих фактический выход химического продукта из элемента ХТС, которые для технологических процессов собственно химического превращения представляют собой степени превращения химических компонентов, а для технологических процессов межфаз-ной массопередачи — степени межфазного перехода (степени разделения) или коэффициенты извлечения. К. п. д. элементов показывают степень приближения технологического процесса к равновесию. Расчеты к. п. д. требуют знания равновесных соотношений, хотя эти величины определяются в основном кинетикой процесса фактическое число компонентов, вступивших в химическую реакцию, или количество поглощаемого компонента зависит соответственно от скорости химического превращения или от скорости массопередачи. [c.15]

Основные показатели эффективности функционирования элементов ХТС выражают в виде коэффициентов полезного действия (к.п.д.) элементов или величин, характеризующих фактический выход химического продукта из элемента ХТС. К.п.д. элементов характеризуют степень приближения технологического процесса к равновесию. [c.182]

ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ - устройства с высоким коэффициентом полезного действия, в которых энергия химической реакции непосредственно превраш,ается в электрическую. С Т. э. связывают в будущем революцию в транспорте — замену двигателей внутреннего сгорания на электрические. Т. э. применяются в космических аппаратах, в военном деле и др. [c.252]

Отметим одно важное обстоятельство, связанное с преобразованием энергии химической реакции в электрическую. Величина —ДОр.т- определяет верхний предел превращения энергии химической реакции в полезную работу. Этот предел может быть реализован при проведении реакции равновесным способом в гальваническом элементе. Коэффициент полезного действия [c.228]

Таким образом, хотя основная задача при разработке топливных элементов состояла в том, чтобы отыскать способ использования химической энергии топлива с наиболее высоким коэффициентом полезного действия, реальное решение ее пошло по более широкому и несколько иному пути. Когда начали серьезно заниматься [c.494]

Топливные элементы. В заключение следует упомянуть о проблеме топливных элементов. Коэффициент полезного действия при получении электрической энергии из энергии химических процессов в гальванических элементах очень близок к 100% и поэтому уже давно высказывалась мысль о необходимости использования энергии горения топлива путем превращения химической энергии в электрическую в гальванических элементах. Были построены элементы, где главным процессом являлось окисление угля, окиси углерода, водорода, генераторного и водяного газов на положительном полюсе. Однако пока все эти попытки не привели к удовлетворительным результатам, так как для работы таких элементов требуется высокая температура (300—400°). Даже и при этих условиях, весьма неудобных для практического использования топливных элементов, они пока еще не дают достаточно устойчивого потенциала, по причине слишком значительной поляризации. [c.244]

В настоящее время интенсивно разрабатывают и другие топливные элементы на основе более дешевых и калорийных видов топлива, таких, как оксид углерода, спирты и различные нефтепродукты. В качестве окислителя кроме кислорода используют фтор и хлор. Применение топливных элементов в народном хозяйстве открывает большие возможности на пути прямого превращения химической энергии топлива в электрическую с высоким коэффициентом полезного действия. [c.160]

К- п. д. различных процессов или установок, где происходит превращение энергии, сильно отличаются друг от друга. Как правило, с наибольшим к. п. д. происходит превращение в тепло. Механическая, электрическая, химическая и другие виды энергии практически могут быть на 100% превращены в тепло. Коэффициент полезного действия при превращении механической энергии в электрическую на гидроэлектростанциях достаточно высок 90—95% (табл. 1). Хороший к. п. д. мы имеем также при непосредственном (минуя стадию тепла) превращении химической энергии в электрическую в гальванических элементах. Однако в настоящее время в связи с техническими трудностями гальванические элементы не могут использоваться для получения электроэнергии в больших количествах (об этом мы будем подробно говорить в главе III). [c.26]

Таким образом, первой и основной особенностью топливных элементов является возможность непосредственного преобразования химической энергии в электрическую с высоким коэффициентом полезного действия. Следует указать, что эта особенность, так же как и все изложенные выше термодинамические закономерности, относится не только к топливным элементам, но и к химическим источникам тока обычного типа —гальваническим элементам и аккумуляторам. В них, как это уже отмечалось ранее, также осуществляется прямое преобразование химической энергии активных веществ в электрическую энергию. Топливные элементы отличаются от обычных гальванических элементов и аккумуляторов тем, что в них компоненты реакции (топливо и окислитель) не заложены заранее в состав электродов, а непрерывно подаются к электродам в процессе работы. Поэтому они могут работать непрерывно и сколь угодно длительно, пока осуществляется подвод реагентов и отвод [c.490]

Первой и основной особенностью топливных элементов является возможность непосредственного преобразования химической энергий в электрическую с высоким коэффициентом полезного действия. Следует указать, что эта особенность, так же как и все изложенные выше термодинамические закономерности, относится не только к топливным элементам, но и к химическим источникам тока обычного типа — гальваническим элементам и аккумуляторам. В них, как это уже отмечалось ранее, также осуществляется прямое преобразование химической энергии активных веществ в электрическую [c.547]

Если известны радиоактивные элементы, входящие в состав сточной воды, то применяя метод Фурмана, можно осуществить химическую обработку с достаточно высоким коэффициентом полезного действия. По этому методу упомянутые элементы в результате нерадиоактивных добавок подвергаются искусственному обогащению и затем осаждаются обычным способом. Фактор дезактивации устанавливается из соотношения осажденных элементов к элементам, оставшимся в растворе. В данном примере это соотношение составляет 1000 1, отсюда фактор дезактивации равен 10 . [c.256]

В результате работы водородно-кислородного элемента происходит сгорание водорода. В данном случае энергетический эффект химической реакции превращается в полезную работу с высоким коэффициентом полезного действия. [c.369]

Однако развитие новых теоретических представлений само но себе не вызвало бы такого повышенного интереса к проблемам электрохимии, если бы не тесная связь между теорией и решением важных прикладных задач. Видное место среди них занимает проблема топливного элемента — источника тока, в котором химическая энергия горючего непосредственно превращается в электрическую. Коэффициент полезного действия, таких элементов намного превышает к.п.д. любых теплдвых машин, и здесь электрохимия активно помогает более полно использовать энергетические ресурсы человечества. [c.3]

Химическая энергия выделяется обычно в виде тепла при проведении разнообразных экзотермических реакций. Использование этой энергии имеет большое практическое значение, особенно в производстве многотоннажных химических продуктов. Тепло, выделяющееся при протекании химического процесса, может быть использовано для получения водяного пара или превращено в электроэнергию. Химическая энергия преобразуется в энергию электрическую также в гальванических элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии представляют большой интерес, так как они обладают высоким коэффициентом полезного действия. [c.201]

Но, с другой стороны, само по себе развитие теоретической электрохимии не вызвало бы такого внимания, если бы теоретические работы не были тесно связаны с решением новых прикладных задач. Назовем проблему топливного элемента, т. е. источника тока, в котором химическая энергия горючего непосредственно превращается в электрическую (с коэффициентом полезного действия значительно более высоким, чем при использовании химической энергии горючего в тепловых машинах), разработку способов получения электролизом металлов новой техники, таких, как титан и тантал, с удивительным сочетанием химической устойчивости и прочности, развитие новых методов защиты металлов от разрушения их коррозией новые методы электрохимической обработки металлов (электрополировка и электрохимическая размерная обработка) применение электрохимических преобразователей, превращающих механические сигналы в электрические и заменяющие полупроводники в области низких частот. Предпосылкой решения новых прикладных задач является углубленное проникновение в механизм электрохимического процесса. [c.150]

Химическая энергия используется в гальванических элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии, при дальнейшем усовершенствовании методов их производства, могут представить значительный интерес, так как по теоретическим соображениям можно рассчитывать на высокий коэффициент их полезного действия (к.п.д.), особенно в случаях обратимых реакций. Например, если бы удалось реализовать в гальванических элементах обратимое окисление угля, то к.п.д. по электроэнергии такого процесса мог бы достигнуть 65—70%. Для сравнения укажем, что к.п.д. парового двигателя с высоким перегревом пара не превышает 28—30%, а двигателя внутреннего сгорания — 35%. [c.116]

Описанная схема отрабатывалась в опытном цехе Ефремовского завода СК, некоторые элементы ее практически те же, что и на схемах действующих советских заводов. Характеристика видоизмененных или вновь вводимых узлов приведена ниже. Применительно к данному варианту синтеза ДМД несколько меняются функции узла парциальной конденсации. С масляным слоем реакционной жидкости из системы удаляется заметное количество воды как в растворенном виде, так и в виде различных химических соединений (ТМК, диолы, триолЫ и т. д.). Простой расчет показывает, что для поддержания баланса циркулирующего потока по воде концентрация формальдегида в газовом потоке должна быть 90—92%. Снижение требований к чистоте ВГФА значительно упрощает я удешевляет процесс его получения. Так, газ указанной концентрации легко может быть получен при использовании не двух, а одной ступени парциальной конденсации. Это, в свою очередь, приводит к увеличению коэффициента полезного действия установки (отношение количества формальдегида в потоке ВГФА к его количеству в исходном формалине), удешевляя операцию по выделению формальдегида из потока конденсата из газоотделителя. [c.89]

Коэффициент полезного действия. Эффективность работы топливного элемента характеризуется степенью превращения химической энергии горючего вещества в электрическую энергию. Максимальный к. п. д. г/тах достигается тогда, когда вся энергия химической реакции переходит в электрическую. Тогда, пользуясь уравнением ГиббсаГельмгольца, можно вывести уравнение [c.50]

Химические источники электрического тока. Различные виды энергии, необходимые человеку, часто получают из химической энергии, освобождающейся в результате реакций. Превращение химической энергии в теплоту происходит наиболее просто. Оно может быть осуществлено простым сжиганием различных вешестч на воздухе. Значительно сложнее химическую энергию превращать в электрическую . На тепловых электростанциях химическая энергия, содержащаяся в угле или нефти, путем сжигания последних превращается в тепловую, которая при помощи тепловых двигателей превращается в электрическую. Принципиально в гальванически,ч элементах химическая энергия может превращаться в электрическую с коэффициентом полезного действия (сокращенно к, п. д.), равным 100%. На практике к. п. д., конечно, ниже, но все же достигает 90%. На тепловых электростанциях значения к. п, д. составляют око.ю 35%. [c.245]

После того как в конце XIX в. были созданы топливные элементы, появилась возможность эффективно осуществлять превращение химической энергии в электрическую. Дело в том, что на эти элементы не распространяются ограничения, налагаемые-циклом Карно. Дальнейшее их усовершенствование шло тем не менее медленно оказалось, что обеспечить эффективный элект-рокаталитический перенос электронов от используемого топлива на анод элемента сложно. В результате удалось создать лишь водородный элемент, дающий достаточную плотность тока. Он успешно работает при низких температурах и пригоден для крупномасштабного производства энергии. Схема, объясняющая принципы работы обычного топливного элемента, приведена на рис. 2.7 Был предложен ряд элементов, использующих другие вид топл ива (спирты, углеводороды), но они работают лишь при( высоких температурах и дают ток небольшой плотности при мал коэффициенте полезного действия. Это ограничивает их, применение для производства энергии, но некоторые типы топливных элементов используются для других целей. Так, один из них применяется в качестве датчика в детекторах, выявляющих наличие спирта в выдыхаемом воздухе. [c.83]

Действие фильтров, изготовленных из стали и шерсти и испытанных Лаудердалем (Lauderdale) и Эммонсом (Emmon ) [3], основано на химических и физико-химических процессах, в результате которых под влиянием цементации и флокуляции происходит обогащение шлама радиоактивными веществами. Такой фильтр при скорости 12 мЫас мокнет уменьшить радиоактивность, возникающую за счет р-облучения, на 85,26%. В результате проведенных опытов упомянутые авторы приводят коэффициенты полезного действия этих фильтров для различных элементов рутений — 95,96%, цирконий — 99,39%, стронций — 69,72%, редкие земли — 86,81%, церий — 97,13%, цезий — 59,74%, ниобий — 98,7%, теллур — 98,34%. [c.254]

Основные показатели эффективности функционирования ХТП или элементов ХТС выражают в виде коэффициентов полезного действия (к. п. д.) элементов или величин, характеризующих фактический выход химического продукта из элемента ХТС. Коэффициенты полезного действия элементов характеризуют степень приближения технологического процесса к равновесию. Значения к. п. д. можно использовать в качестве элементов матриц цреобразования [/ ], необходимых при разработке моделей ХТС. [c.379]

Для увеличения скорости электродных реакций в топливных элементах применяют каталитически активные материалы (М.1 и М2). Наиболее эффективными катализаторами для водородного электрода являются металлы платиновой группы и их сплавы. В качестве катализаторов кислородного электрода помимо металлов платиновой группы и их сплавов могут быть использованы серебро, а также некоторые органические комплексы металлов — металлофталоцианины, металлопорфирины и др. Существенным достоинством топливных элементов является то, что превращение химической энергии в электрическую осуществляется в них при высоком коэффициенте полезного действия (к. п. д.). [c.285]

Источником входной информации для биокомпьютера являются сверхчувствительные датчики-преобразователи на иммобилизованных ферментах. Работы по их созданию также миновали стадию эмпирического поиска благодаря успехам молекулярной биофизики. Можно конструировать датчики с нужными свойствами, избирательностью и высокой чувствительностью. Биологические устройства способны преобразовывать энергию самых различных видов — химическую, механическую, световую, электрическую, причем в ряде случаев возможно обратное ее преобразование, что позволяет использовать одни и те же биопреобразователи для измерения различных параметров коэффициент полезного действия их чрезвычайно высок и иногда близок к 100%. Биодатчики реагируют на самые разные вещества, улавливая отдельные молекулы как в воздухе, так и в растворах и обладают повышенной устойчивостью к физико-химическим воздействиям. Чувствительный элемент биопреобразователей получают путем иммобилизации белков, ферментов или колоний микроорганизмов к подложкам. На основе глобулярного белка, упругость которого различна в разных направлениях, конструируют хемомеханические датчики. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология