Высокотемпературные ТЭ с расплавленными электролитами

Для металлов, растворяющихся в электролите, представляюш.ем собой расплав соли или жидкий раствор расплавленных солей, стандарт для измерения потенциала берут другой — высокотемпературный электрод (натриевый или оловянно-натриевый). Интересно, что активности металлов при растворении их в растворе и в расплаве хлоридов изменяются почти одинаково. [c.273]

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]

Б зависимости от рабочей температуры топливные элементы подразделяются на низкотемпературные (до 150—200° С) и высокотемпературные (до 1100° С). Первые используют свободный или связанный водный электролит, вторые — расплавы солей (500—800° С) или твердый электролит (900—1100° С). Высокотемпературные элементы, которые предназначены для потребления дешевых видов топлива и широкомасштабного производства электроэнергии, еще далеки от практического использования. В настоящее время наибольший интерес представляют низкотемпературные топливные элементы, которые относительно просты для технической реализации, а также имеют ряд других преимуществ возлюжность создания установок с высокой удельной мощностью и к.п.д., отсутствие вибрации, шума и вредных выделений. Некоторые типы низкотемпературных топливных элементов уже используются для ряда специальных целей. Однако потенциальные возможности их применения в сфере энергетики весьма велики и во много раз превышают масштабы их настоящего использования. Среди наиболее перспективных областей применения этих элементов можно указать следующие автотранспорт и электротяговые устройства, подводные лодки, электростанции небольшой мощности, применение для военных и космических целей и т. д. [c.6]

Известную информацию о строении расплава при температурах, лежащих выще линии ликвидуса, дают исследования электродвижущих сил [47], в частности, высокотемпературных гальванических элементов [48 49], а также других характеристик (поверхностного натяжения, молярных объемов, теплот смешения и т. п.) системы. Так, например, измерялись электродвижущие силы элемента, составленного из двух жидких железоуглеродистых сплавов (электроды) с различной концентрацией углерода (от 0,2 до 4,7%) и из расплавленного шлака (электролит), содержавшего 49% АЬОз, 43% СаО и около 8% карбидов этих металлов [c.365]

Определение растворимости водорода.хлора и ки< лорода в расплавах. Электродные процессы в распла вах с участием водорода, хлора и кислорода привл кают внимание исследователей в связи с развитие электрохимии топливных элементов. В этом отнонк НИИ значительный интерес представляет изучение зг кономерностей электродных процессов в расплава карбонатов, поскольку этот электролит применяете в высокотемпературных топливных элементах [382 Растворимость газообразных веществ в расплава находят по уравнению Сэнда. Величина произведени однозначно связана с величиной растворимост водорода, хлора или кислорода в расплаве, если меж ду газами и компонентами расплава отсутствует ка кое-либо химическое взаймодействие [383, 384]. [c.174]

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]

Близкие результаты были получены в Англии Чемберсом [Л. 28]. Им были созданы макеты высокотемпературных топливных элементов двух вариантов. 1В первом варианте использовался электролит такого же типа, как и в работах Брурса. Электродами служили тонкие слои из посеребренных частиц окиси цинка. Во втором варианте применялся расплавленный карбонат в качестве электролита и двухслойные никелевые электроды, аналогичные электродам Бэкона. Размер пор грубопористого и тонкопористого слоя подбирался, исходя из величины поверхностного натяжения карбонатного расплава (диаметр пор соответственно 0,16—0,27 мм и 0,07— 0,14 мм). Оба варианта топливных элементов показали близкие характеристики, что объясняется тем, что тонкопористый слой никелевого электрода во втором варианте действует почти так же, как пористая керамическая основа электролита в первом варианте. Макеты элементов Чемберса, питаемые водородом, окисью углерода или парами метилового спирта, дали удовлетворительные электрохимические результаты. Как и в опытах Брурса, снижение напряжения при плотностях тока до 160 ма см было обусловлено в основном сопротивлением электролита, а не поляризацией электродов. Значительно более низкие характеристики наблюдались при использовании метана. Лучшие результаты, чем с метаном, были получены с пропаном, однако в этом случае происходило постепенное ухудшение характеристик из-за частичного разложения пропана и отложения сажи в порах электрода. [c.240]

Второй способ заключается в том, что путем подбора оптимальных концентраций ионов металлов в расплавленном электролите достигают такого сближения электродных потенциалов, при котором происходит совместный разряд ионов различных металлов. В ионных расплавах такое сближение электродных потенциалов достигается значительно легче, чем в водных растворах, так как шкала электродных потенциалов в первых значительно уже. Энергия сплавообразования также способствует совместному осаждению металлов. Высокая температура обеспечивает быструю гомогенизацию таких катодных сплавов. Преимуществами высокотемпературного электролитического получения металлических сплавов являются однородность сплавов исключение специальных флюсов экономичность технологического процесса. [c.132]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология