Топливные элементы с щелочным электролитом

Основными типами ЭХГ, созданными в мире, являются водородно-кислородные (воздушные) системы с пористыми электродами (щелочной электролит) или с ионообменными мембранами (кислы электролит). Рассмотрим процесс в единичном топливном элементе (ТЭ), входящем в состав ЭХГ. [c.8]

В водородно-кислородном топливном элементе может применяться как кислый, так и щелочной электролит. Электродные реакции можно записать так [c.204]

В прототипах батарей топливного элемента мощностью до 1000 вт исследуются в качестве топлива метанол и другие спирты при использовании в качестве окислителя воздуха или кислорода в кислых и щелочных электролитах. Основная трудность при работе со спиртами в щелочных электролитах—это образование продуктов окисления, которые нейтрализуют электролиты. Накопление продуктов окисления сопровождается постепенным уменьшением мощности. Однако за последние несколько лет были достигнуты значительные успехи в преодолении этой трудности. Например, силовая установка может работать около 8 час без смены электролита, после чего электролит можно обновить или восстановить его начальные свойства. Опыт показал, что после обновления электролита установка вновь достигает максимальной мощности. При напряжении 0,3 в легко получить плотности тока [c.443]

Известны элементы, работающие при умеренно повышенных температурах (порядка 180— 250° С) с водными электролитами под давлением от 5 до 50 атм, так называемые среднетемпературные топливные элементы. К ним относится, прежде всего, водороднокислородный элемент Бэкона, в котором используется щелочной электролит и никелевые пористые электроды. Среднетемпературные элементы с концентрированной фосфорной кислотой в качестве электролита, по-видимому, могут оказаться пригодными для электрохимического сжигания газообразных углеводородных топлив. [c.493]

В первых образцах высокотемпературных элементов электролитами служили расплавленные карбонаты щелочных металлов [Л. 25]. Такой электролит обладает хорошей ионной проводимостью, не окисляется кислородом и не восстанавливается водородом (или другим топливом). Расплавы других солей, например хлоридов или с фатов, для этой цели непригодны, так как при высокой температуре под влиянием образующейся при реакции воды они частично гидролизуются, например КС1+Н2О КОН+НС [Л. 14]. Если в качестве топлива применяются углеродистые соединения, окисляющиеся до СО2, щелочь постепенно карбонизируется. Только карбонатные расплавы в условиях топливных элементов устойчивы и химически не изменяются. [c.237]

Значительную работу в области топливных элементов со свободными электролитом проводили в связи с использованием в них метанола и гидразина. Эти виды топлива особенно подходят для систем со свободным электролитом, поскольку они могуг быть растворены в электролите. Электролит рециркулирует около электрода или через него, что обеспечивает контакт топлива с материалом электролита. В щелочно-метанольном элементе электролит в результате абсорбции продукта реакции СО2, образовавшегося при сгорании метанола, быстро превращается в карбонат. [c.240]

В ФРГ построен топливный элемент по системе метанол — воздух, который применяется для речных сигнальных фонарей. В этом элементе используют щелочной электролит, но даже с учетом каустика он дешевле в эксплуатации, чем существующие пропановые светильники аналогичного назначения. [c.254]

Так называемый топливно-электрический элемент фирмы Аллис-Чалмерс использует спирт или гидразин, раствор гидроокиси аммония и т. д. в качестве топлива, а перекись водорода или другие жидкости в качестве окислителя в щелочном или кислом электролите. В этом элементе электроды представляют собой твердый металл, одна сторона которого покрыта катализатором окисления топлива, а другая—катализатором восстановления окислителя. Электроды избирательны [c.445]

Важное значение в топливном элементе имеет электролит. При низких температурах (100—240°) электролитом обычно служат растворы кислот и щелочей для высо котемнературных генераторов предполагается применять расплавы солей, например расплавленные карбонаты щелочных металлов, впитанные в окись магния, пригодны при 550—800°. Для температуры выше 1000° используются твердые электролиты, причем ток в таких электролитах должен переноситься только отрицательно заряженными ионами кислорода. Этому требованию удовлетворяет, например, двуокись циркония и некоторые другие сложные системы. Электроды высокотемпературных элементов менее чувствительны к отравлению это позволяет расширить ассортимент материалов для электродов и снижает требования к очистке топлива. Но зато резко увеличивается коррозия электродов и конструктивных узлов топливного элемента. В результате часто наблюдаются изменения структуры электрода и его растрескивание. По этим причинам срок службы высокотемпературных элементов исчисляется лишь месяцами, тогда как низкотемпературные элементы работают годы. [c.102]

В топливном элементе происходит окисление гидразина молекулярным кислородом. Электродная реакция окисления гидразина в щелочном электролите имеет вид N2H4 + 40Н = N2 + + 4Н2О + Найдите стандартную ЭДС гидразин-кислород-ного топливного элемента, считая, что Ду С°(Ы2Н4, раствор) = [c.97]

Опыты Брурса [24] показали, что при питании высокотемпературных элементов водородом разница между э. д. с. и напряжением элемента в основном происходит за счет омического падения напряжения в электролите. При использовании в качестве топлива метана отрицательный электрод сильно поляризуется. В элементах, работающих при высоком давлении и более умеренных температурах, применяют в качестве электролита водные растворы щелочей. Применение щелочных растворов выгоднее, так как они не вызывают такой коррозии электродов, как кислые растворы, но они быстро карбонизуются при образовании СОг в процессе работы. Как пример топливных элементов, работающих при повышенных температурах и давлении, можно привести элементы Бэкона, который в 1959 г. осуществил в Кембридже установку батареи из кислородо-водородных элементов Гидрокс мощностью 5 кет (рис. 248). Элемент представляет собой две газовые камеры / и 2 внутренние, обращенные друг к другу, стенки которых сделаны из микропористых никелевых дисков диаметром 127 мм и толщиной [c.567]

Никелевые ДСК-электроды также обнаруживают особенно высокую каталитическую активность при дегидрировании поэтому, согласно Юсти и Винзелю [6], они могут быть использованы в топливном элементе, работающем на растворенном в щелочном электролите жидком топлпае (например, метаноле или этиленгликоле), дегидрируя его и функционируя (даже при отсутствии границы трех фаз) в качестве высокоактивных водородных электродов. [c.88]

Такие экономичные электроды необходимы и при создании элементов, работающих на растворенном в щелочном электролите жидком топливе, например муравьиной кислоте, метаноле или этиленгликоле. На никеле Ренея такое топливо дегидрируется следовательно, экономичный электрод будет работать как водородный анод. Преимущества такого предложенного Юсти и Винзелем [5] в 1955 г. и, пожалуй, охотно принятого в большинстве исследовательских групп типа топливного элемента заключаются не только в его простоте (см. фиг. 10а), но и в свойственных ему высоких плотностях тока и коэффициенту использования топлива. Об этом подробнее указано в разд. 1.8 и 7.2 для разработок, выполненных авторами в разд. 9.21—для разработок во Франции и в разд. 9.56 — для разработок компании Аллис — Чалмерс . [c.96]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология