Среднетемпературные элементы и ЭХГ

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]

Среднетемпературные элементы работают при 100— 250°С. Для предотвращения кипения раствора электролита применяют либо высококонцентрированные растворы кислот или щелочей, либо высокие давления реагентов. В среднетемпературных элементах можно окислить водород и восстановить кислород на электродах, не содержащих дорогих и дефицитных катализаторов. На платиновых катализаторах можно окислить метанол, аммиак, окись углерода и пропан. Однако эти элементы менее стабильны из-за коррозии электродов и изменения состава электролита. [c.80]

В низкотемпературном элементе вода, образующаяся на водородном электроде, выводится с электролитом, или стекает в сборник, или отсасывается. В среднетемпературном элементе вода испаряется с поверхности электрода в поток проходящего водорода и затем регенерируется переводом в жидкую фазу. Система удаления воды обычно связана с системой удаления избыточной теплоты, осуществляющей термостатирование элемента. В некоторых типах ТЭ эти операции совмещены (одноконтурная система) например, циркулирующий электролит нли водород выполняет обе функции одновременно. Имеются ТЭ, в которых удаление воды и теплоты происходит раздельно (двухконтурная система). [c.158]

Среднетемпературные топливные элементы [c.55]

ТЭ классифицируются чаще всего по температурному режиму их работы низкотемпературные (до 100 °С), среднетемпературные (до 300 °С) и высокотемпературные топливные элементы (выше 500 °С). [c.284]

К среднетемпературным ТЭ относятся воздушно-кислородные топливные элементы, работающие при 250 °С и при давлении газов до 6 МПа. Электроды такого ТЭ выполнены из никеля без катализаторов электролит — 85%-ный раствор щелочи. При рабочей плотности тока 1 кА/м напряжение элемента составляет [c.286]

Среднетемпературные печи им еют верхнюю температурную границу 1200—1250° С, определяемую возможностью применения для нагревательных элементов специальных сплавов сопротивления. Технологические применения этих печей весьма обширны процессы закалки, нормализации, отжига, термохимическая обработка черных металлов, нагрев под обработку давлением черных и цветных металлов и т. п. [c.38]

Топливные элементы можно классифицировать в соответствии с температурным интервалом, в котором они работают низкотемпературные (25—100°С), среднетемпературные (100—500°С), высокотемпературные (500—1000° С) и сверхвысокотемпературные (выше 1000°С). Использование высоких температур имеет то преимущество. [c.202]

Значительный интерес вызывают в настоящее время низкотемпературные топливные элементы, работающие при температурах до 100° С. Такие элементы проще по конструкции и значительно более удобны в эксплуатации, чем высоко- и среднетемпературные. Для обеспечения больших скоростей электродных процессов в низкотемпературных элементах применяют катализаторы с максимальной активностью. Однако в связи с высокой чувствительностью таких катализаторов к загрязнениям в низкотемпературных элементах можно использовать в качестве топлива и окислителя лишь достаточно чистые вещества. [c.493]

Исполнение нагревателей конструктивно отличается от тех видов, которые приняты в низкотемпературных и среднетемпературных печах. Чаще всего нагреватели выполняются в виде стержней различной формы или труб. Все тугоплавкие вещества, применяемые для нагревательных элементов высокотемпературных электропечей, имеют большой температурный коэффициент электрического сопротивления и, кроме того, подвергаются значительному старению . Поэтому питание нагревателей осуществляется от понижающих трансформаторов с широким диапазоном регулирования напряжения или от автотрансформаторов. [c.69]

В зависимости от рабочей температуры топливные элементы подразделяются на низкотемпературные, среднетемпературные и высокотемпературные. Наибольший интерес представляют низкотемпературные топливные элементы, среди которых наиболее простым и разработанным является водородно-кислородный топливный элемент со щелочным электролитом. [c.285]

Существует ряд признаков, по которым классифицируют топливные элементы по рабочей температуре электролита — на низкотемпературные (ниже 100°С), среднетемпературные (100—500 °С) и высокотемпературные (выше 500 °С) по химическим свойствам электролита — на щелочные и кислотные по физическому состоянию электролита — на элементы с жидким, твердым и матричным электролитом по физическому состоянию активных веществ — на элементы с газообразными, жидкими и твердыми реагентами. Кроме того, топливные элементы различают по виду активного вещест- [c.41]

Недостаток среднетемпературных батарей — невысокий ресурс работы, который до недавнего времени не превышал 25(Ю ч. Ресурс выше 5000 ч имеют низкотемпературные ЭХГ, в которых скорость необратимых процессов деградации материалов не так высока. Топливные батареи такого типа созданы рядом зарубежных фирм. Элементы со свободным электролитом разработаны на основе угольных электродов различной конструкции толщиной 0,5—2,0 мм. Водородный электрод (гидрофобизированный или гидрофильный) активируется платиной, кислородный — платиной, серебром или алюминиево-кобальтовым шпинельным катализатором. Положительные электроды могут работать при использовании чистого и атмосферного кислорода. [c.160]

Проблема использования топливных элементов для получения электроэнергии на крупных электростанциях приобретает существенное значение, так как создание среднетемпературных газовых топливных элементов находится на стадии завершения. [c.248]

Наиболее высокую электрическую проводимость имеют растворы щелочей и кислот, поэтому в низко- и среднетемпературных элементах применяют в качестве электролита растворы либо КОН, либо Н2504, либо Н3РО4 (гл. 1). [c.81]

Генераторы фирмы Пратт и Уитни [60, 29]. Американская фирма Пратт и Уитни на основе работ Бэкона разработала среднетемпературный элемент с металлокерамическими никелевыми электродами и высококонцентрированным электролитом (85%-ный раствор КОН), работающий при 200—230°С и давлении газов до 0,5 МПа. Элемент имеет пологую вольт-амперную кривую. Так, при увеличении плотности тока от 0,025 до 0,2 А/см напряжение элемента изменяется от 1,1 до 0,9 В. Недостатками элементов фирмы Пратт и Уитни являются затвердевание электролита при снижении температуры и необходимость специальных устройств для заполнения электролита. Фирма Пратт и Уитни разработала ЭХГ, используемые на космическом корабле Аполлон , Система энергопитания корабля состоит из трех ЭХГ, каждый с номинальной мощностью 0,56—1,4 кВт при напряжении 27—31 В и максимальной мощностью 2,3 кВт при напряжении 21 В. Для получения требуемого напряжения [c.86]

Среднетемпературные ТЭ. Английский ученый Бэкон [70] предложил ТЭ, работающий при температуре 200-300°С и давлении 2,0-4,5 МПа, со свободным раствором электролита с массовой долей КОН 37-50%. В ТЭ использовались двухслойные металлвкерамические пористые электроды толщиной 1,8 мм и площадью поверхности 0,037 м . Материалом анода был карбонильный никель, катода - окисленный никель с добавками оксида лития. Элементы характеризуются пологой вольт-амперной кривой (кривая 1 на рис. 2.3). Ресурс элемента составлял несколько сотен часов. Фирма Пратт Энд Уитни (США) [84] применила в ТЭ электроды Бэкона, но в качестве электролита использовала раствор с массовой долей КОН 75-85%. Бла-1 одаря этому удалось снизить давление до 0,2 МПа. Элементы работали при температурах 200-2б0°С. Вольт-амперные характеристики были близки к характеристикам Бэкона, но ресурс элемента увеличился до 2500 ч (2,5МА. ч/м ). Ухудшение его рактеристик, в основном, вызывалось коррозией кислородных [c.71]

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 зависимости от области рабочих температур различают низкотемпературные (до 150°С), среднетемпературные (170-350°С) и высокотемпературные (500-1100°С) топливные элементы. Давление, при котором находятся рабочие вещества, может быть в пределах 1-100 бар. В качестве электролитов используют кислотные и щелочные растворы или ионообменные мембраны (в низкотемпературных элементах), жидкости, расплавы или пасты (в области средних температур и давлений), ще-лочно-карбонатные расплавы или твердые ионопроводящие материалы (при высоких рабочих температурах). Важное значение имеет также материал электродов. Скорость реакции при использовании обычных металлических электродов очень мала, а поскольку она пропорциональна поверхности электрода, то часто используют пористые электроды из угля или металлокерамики. Для еще больщего повыщения скорости реакции на пористые электроды наносят каталитически активные благородные металлы, в частности платину или палладий. Несмотря на это проблема электродов удовлетворительно решена сегодня только для водородкислородных топливных элементов. Другие представляющие технический интерес вещества (например, газообразные [c.169]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология