Электрохимические элементы топливные

Наиболее разработан в настоящее время водородно-кислородный топливный элемент. Этот элемент представляет собой герметически закрытую камеру с двумя пористыми (металлическими или графитовыми) электродами, погруженными в раствор щелочи (например, КОН). В камеру непосредственно к поверхностям электродов подаются газообразные водород и кислород. При этом на одном электроде — на аноде — происходит электрохимическое окисление водорода с одновременной отдачей электронов во внешнюю цепь [c.83]

В элементах третьей группы работа ХИТ осуществляется благодаря подаче компонентов электрохимической реакции к электродам. Такие элементы могут работать без перерыва длительное время, лимитируемое потерей каталитических свойств элект )одов. Обычно на один из электродов (отрицательный) подается топливо, на другой (положительный)—окислитель, и в элементе происходит холодное электрохимическое сжигание топлива в виде двух расчлененных реакций иа одном электроде окисляе ся топливо, на другом — восстанавливается окислитель. Такие электрохимические системы называются топливными элементами. [c.208]

При конструировании электрохимических генераторов — топливных элементов — применяются электроды с пористой структурой. Это привело к развитию теории пористых электродов. В топливном элементе электрохимическое горючее (восстановитель) и окислитель [c.222]

Следующей этап - характеристика отдельных электродов, строения двойного электрического слоя, особенностей протекании окислитель но- восстановитель ных реакций в источниках тока - гальванических элементах, аккумуляторах и топливных элементах.. Затем - переход к неравновесным системам и анализ условий проведения реак-. ций при электролизе, сравнительная характеристика кинетики электрохимических реакций в различных случаях. [c.52]

Одним из кардинальных решений проблемы защиты окружающей среды является использование водорода в качестве топлива, а также применение электрохимических топливных элементов. Быстрыми темпами совершенствуется атомная энергетика. [c.219]

Описанная теория адсорбции органических соединений справедлива для идеально поляризуемых электродов (Hg, Bi, Pb, d, Sn и др.). В последние годы в связи с проблемой использования органических веществ в качестве электрохимического горючего топливных элементов большое внимание было уделено вопросам адсорбции органических молекул на платиновых металлах. [c.134]

Рис. 16.11. Топливный электрохимический элемент иа водороде и кислороде.

Электрохимические ячейки подразделяются на гальванические, или первичные, элементы, топливные элементы, электролизные, комбинированные и сепараторные ячейки и аккумуляторы. [c.7]

При современном техническом уровне развития топливных элементов мы здесь ограничимся обсуждением собственно элементов. При этом вспомним, что к открытию элемента Вольта, послужившего прототипом топливных элементов, привело известное исследование действия тока электрического ската. Гальвани в 1791 г. постулировал тесную связь между электрическими явлениями у электрических скатов, с одной стороны, и обнаруженным им животным электричеством в мышцах и нервах — с другой. Вольта, напротив утверждал, будто Гальвани демонстрировал не животное , а металлическое электричество, которое, по его мнению, получалось при соприкосновении двух неодинаковых металлов. Он был, безусловно, прав в том, что лягушачья лапка в историческом опыте Гальвани играет роль чувствительного детектора, но в отрицании животного электричества Вольта ошибся, хотя это ошибочное заключение и повело к созданию электрохимического элемента, получившего название гальванический .. Сложив несколько элементов, Вольта получил те самые столбы Вольта, которые послужили основой наших современных батарей, как, например, батарей Бэкона (см. фиг. 152), фирмы Аллис—Чалмерс (см. фиг. 162—165) и компании Юнион карбайд (см. фиг. 4в и 1496). [c.462]

Ресурсы для получения водорода практически неограниченны, ими могут быть воды Мирового океана. С учетом возможностей водородной энергетики может быть значительно повышен КПД превращения первичной энергии во вторичную (механическую, электрическую), а также увеличен КПД потребления вторичной энергии. Речь идет о том, что в традиционных схемах химическая энергия органического топлива сначала превращается в теплоту, а затем в механическую энергию, а последняя — в электрическую. Между тем существует прямой путь превращения химической энергии в электрическую, основанный на использовании топливных (электрохимических) элементов с КПД преобразования, близким к 100%. Высокоэффективные топливные элементы могут быть созданы на основе преобразования энергии взаимодействия водорода с кислородом. [c.82]

Несмотря на большое внимание, уделенное этому вопросу в последние годы, особенно в связи с проблемой кислородного электрода для электрохимических генераторов (топливных элементов), и достигнутые успехи в этом направлении [см., например, обзор Багоцкий В. С., Некрасов Л. Н., Ш у м и л о в а Н. А., Усп. химии, 34, № 10, 1697 (1965)], такое категорическое заключение автора нуждается скорее в смягчении, чем в замене. Прим. перев.) [c.675]

Перспективно использование ферментов как катализаторов переноса электрона в электрохимических элементах, осуществляющих преобразование химической энергии в электрическую. Попытки создания такого рода систем известны. Например, в работах [82, 83], изучали свойства анода на основе иммобилизованной на платину глюкозооксидазы. Топливный элемент, использующий в качестве топлива глюкозу, а в качестве окислителя— кислород, растворенный в крови, предполагается применить для электростимуляции сердечной деятельности [84]. [c.91]

Проблема преобразования химической энергии непосредственно в электрическую — одна из актуальных задач науки и техники. В настоящее время ведутся широкие исследования по использованию окислительно-восстановительных реакций горения топлива. В этом случае электрохимические элементы принято называть топливными элементами. В качестве окисляющихся веществ можно применять обычное топливо — уголь, кокс, природные и искусственные горючие газы, в качестве окислителя — кислород или воздух. [c.206]

Электрохимические элементы, в которых химическая энергия определенных металлов непосредственно преобразуется в электрическую, нашли очень широкое применение. Это батарейки для карманных фонариков и аккумуляторы их к.п.д. близок к 100%. Если вместо металлов взять обычные топлива, т. е. горючие материалы, и превратить их потенциальную энергию в электрическую, то это и будут так называемые топливные элементы. Принцип их действия аналогичен принципу действия электрохимических элементов. Как и в любой электрохимической системе, в топливных элементах имеются электроды. Однако электроды топливных элементов не участвуют в процессе выработки энергии они служат катализаторами, не изменяясь в ходе работы элемента, и не ограничивают срок службы элемента. На аноде происходит окисление топлива, непрерывно подаваемого к электродам, а на-катоде-восстановление непрерывно поступающего окислителя (обычно газообразного кислорода). Благодаря этому создается разность потенциалов, и при замыкании цепи по ней начинает течь электрический ток. В лабораторных условиях экспериментальные топливные элементы имели К.П.Д. 80-90%. [c.168]

В монографии изложена теория капиллярного равновесия и гистерезиса в пористых средах. Подробно проанализированы капиллярные явления в модельных системах простой геометрии (мениск, капля и т. п.). Проведены экспериментальное и теоретическое исследования тонких пленок жидкости, стабилизированных градиентом поверхностного натяжения. Развита теория гидродинамического перемешивания в пористых катализаторах (гл. 2—6). Изложенные в этих главах результаты имеют общий интерес, а также используются в исследованиях электрохимических генераторов — топливных элементов. Фронт исследований, непосредственно связанных с проблемой создания топливного элемента, в течение последних лет неуклонно расширяется. Эта проблема, сложность которой становится все очевиднее, включает в себя три основных раздела. Первый — изучение электрохимической кинетики наиболее перспективных систем на гладких электродах. Второй — макрокинетическое исследование процессов в пористых средах, с учетом транспортных стадий и микрокинетики. И, наконец, третий — разработка технологии, инженерный расчет и конструирование батарей, вспомогательных устройств и систем автоматики. [c.3]

Направление научных исследований электрохимический анализ топливных элементов разработка материалов, устойчивых к действию высоких температур и различных химических сред разработка защитных покрытий. [c.66]

Топливными элементами называются электрохимические источники тока, в которых химическая энергия какого-либо топлива и окислителя, подаваемых к электродам, непосредственно превращается в электрическую энергию. Электрохимическую систему топливного элемента схематически можно записать в следующем виде [c.284]

Использование ферментов как катализаторов переноса электронов в электрохимических элементах, осуществляющих преобразование химической энергии в электрическую, достаточно перспективно. Попытки создания такого рода систем известны. Топливный элемент, в котором топливом служит глюкоза, а окислителем — кислород, растворенный в крови, предполагается применить для электростимуляции сердечной деятельности. [c.80]

Существуют четыре основных вида электрогенерирующего оборудования, отапливаемого газом парогазовая турбина, газовый двигатель, газовая турбина и топливные элементы. В первых трех осуществляются процессы окисления углеводородов воздухом и преобразования тепловой энергии продуктов сгорания в механическую энергию, которая затем преобразуется в электрическую энергию. Топливные элементы принципиально отличаются от остальных видов электрогенерирующего оборудования тем, что в них в процессе электрохимического окисления топлива осуществляется прямая генерация электроэнергии. Теоретически топливные элементы должны быть гораздо экономичнее тепловых преобразователей энергии. [c.329]

Топливные элементы. Для производства электроэнергии в практических условиях помимо сжигания топлива в смеси с воздухом или кислородом можно применять электрохимический способ окисления сырья в топливном элементе. В ироцессе окисления электричество генерируется в виде постоянного тока, который возникает на погруженном (омываемом) в топливо аноде (положительном электроде) и перетекает по внещней цепи в направлении омываемого кислородом катода (отрицательного электрода). [c.333]

Изученный нами впервые электрокатализ кислородной реакции на электродах на основе промотированного ультрадисперсного алмаза УДА показал перспективы использования УДА в электрокатализе и новые области применения этого наноматериала, а именно в качестве углеродного носителя для электрокатализатора как кислородного, так и водородного электродов топливного элемента в электрохимических сенсорах и биосенсорах в электросинтезе и т.д. Особенности УДА, обеспечивающие эти перспективы его использования, можно сформулировать следующим образом [c.94]

Значительный вклад в развитие электрохимии внесли также русские ученые. В. В. Петров (1761—1834) изучал электропроводность растворов, химические действия электрического тока, электрические явления в газах и т. п. С помощью созданного им крупнейшего для того времени химического источника тока в 1802 г. он открыл электрическую дугу. Б. С. Якоби (1801—1874) в 1834 г. изобрел электродвигатель, работавший на токе от химического источника. В 1838 г. он предложил гальванопластический метод (см. разд. У.П). П. Н. Яблочков (1848—1914) изобрел электродуговую лампу (1875 г., свеча Яблочкова ), работал над созданием химических источников тока, выдвинул (1877 г.) идею создания топливного элемента (см. разд. А.12). Н. А. Изгарышев (1884—1956) развил теорию химического источника тока, работал над проблемой защиты металлов от коррозии, открыл явление пассивности металлов в неводных растворах электролитов, и по праву считается одним из основателей электрохимии неводных растворов. А. Н. Фрумкин (1895—1971) разрабатывал вопросы кинетики электрохимических процессов, развил теорию строения двойного электрического слоя. [c.233]

В отличие от гальванических элементов топливные элементы не могут работать без вспомогательных устройств. Для увеличения напряжения и тока элементы соединяют в батареи. Для обеспечения непрерывной работы батареи топливных элементов необходимы устройства для подвода в элемент топлива и окислителя, вывода продуктов реакции и тепла из элемента. Система, состоящая из батареи топливных элементов, устройств для подвода топлива и окислителя, вывода из элемента продуктов реакции, поддержания и регулирования температуры, получила название электрохимического генератора. Электрохимические генераторы могут включать в себя устройства для обработки топлива или окислителя. Например, углеюдороды подвергают обработке водяным паром в присутствии катализаторов для получения водорода, который затем направляется в топливный элемент [c.363]

В последнее время затрачиваются большие усилия на создание так называемых топливных элементов, т.е. электрохимических элементов, требующих в процессе своего действия постоянного расходования электродного вещества. В одном из простейших топливных элементов происходит поглощение водорода и кислорода в присутствии щелочного раствора. Газы поступают в элемент сквозь пористые угольные элек- [c.297]

Такое положение определяется тем, что с О2 и промежуточным продуктом его восстановления — Н2О2 связаны важнейшие вопросы электрохимической энергетики (топливные элементы и электролиз воды), энергетика живых организмов, ряд технологических процессов от отбелки целлюлозы до микробиологического синтеза. [c.146]

В непрерывных поисках новых путей он не останавливается на топливном элементе и берет в 1882 г. патент на своеобразный сухой элемент — электрохимический элемент без жидкости , в котором отрицательным, окисляющимся электродом является металлический натрий, а положительным — уголь тонкая бумажная прокладка между ними пропитывается электролитом, образующимся за счет окисления натрия и поглощения влаги и углекислоты из воздуха. Элемент характеризовался э.д.с., провышаюпсей 2 в, и достаточно постоянным током [21]. Смелая мысль использовать для элемента натрий, представляющий благодаря малому эквивалентному весу и больпюй теплоте сгорания существенные преиму-П1 ества перед другими металлами, полностью сохраняет свою актуальность и в настоящее время. [c.536]

Способы хранения энергии ветра. При использовании энергии ветра возникает серьезная проблема избыток энергии в ветреную погоду и недостаток ее в периоды безветрия. Простейщим способом накопления и сохранения энергии ветра является использование движения ветроколеса для перекачки насосами воды в расположенные на достаточной высоте резервуары (бассейны), как это происходит, например на гидроаккумулирующих ГЭС. Существуют и другие способы и проекты от обычных аккумуляторных батарей, нагнетания воздуха в подземные пещеры до производства водорода в качестве топлива. Последний способ в настоящее время рассматривается как наиболее перспективный. Электрический ток от ВЭУ используют для получения из воды кислорода и водорода электролизом с последующим (по окончании хранения) применением Н2 в качестве топлива, например в электрохимических генераторах — топливных элементах. [c.326]

Для этого требуется разработка гальванических элементов, в которых реакции окисления топлива и восстановления кислорода протекают электрохимическим путем. Первые попытки создать такие топливные элементы оказались неудачны1к1и из-за очень малой скорости реакции электрохимического 01< исления обычных видов топлива. Лишь в последние годы в результате применения различных катализаторов и усовершенствования конструкции элементов удалось создать первые удовлетворительно работающие лабораторные макеты топливных элементов, использующих газообразное топливо. Наиболее реакционноспособным видом топлива является водород. Водородно-кислородные элементы обычно изготовляют с применением мелкопорисТых угольных или никелевых электродов, погруженных в шелочной раствор электролита. Схематически такой элемент можио представить в виде [c.603]

Пользуясь законами электрохимии, можно конструировать и создавать гальванические элементы и батареи, позволяющие получать электрическую энергию в небольщих количествах в нужном месте, а также использовать электрическую энергию для проведения желаемых химических реакций. Примерами таких процессов являются электроосаждение и рафинирование меди. Электрохимические реакщш могут также использоваться в целях предотвращения коррозии металлов с низкими восстановительными потенциалами. Однако пока еще не удалось создать дешевой и легкой аккумуляторной батареи с большой плотностью энергии, а также электрохимических топливных элементов, работающих на широко доступных веществах. [c.195]

Химические цепи имеют большое практическое значение. Разнообразные химические истечники тока — первичные (гальванические элементы) и вторичные (аккумуляторы) — представляют собой химические цепи. Рассмотренная водородно-кислородная, цепь является одним из видов так называемых топливных элементов. Такие элементы представляют собой электрохимические системы, в которых протекает реакция окисления топлива или продуктов его переработки (водорода, оксида углерода, водяного газа и др.). Элементы характеризуются высоким коэффициентом использования топлива (70—80%) по сравнению с 30—40% теплосиловых установок, производящих электроэнергию. Несмотря на то что при создании топ [c.488]

Взаимодействие водорода с кислородом может протекать со значительной скоростью и при невысоких температурах, если используются соответствующие катализаторы, Именно к этому сводится процесс электрохимического горения водорода в водород-кислород-ных топливных элементах. Самопроизвольное протекание такого процесса при р = onst свидетельствует [c.116]

Основное назначение этого УВ — теплозащита электротермического оборудования в виде углеродных и графитированных войлоков, наполнение дискретными УВ пластических масс, угле-рсдные ткани для радиопоглощения, электрохимическая одностадийная экстракция металлов [9-131, 132, 133], электроды — носители катализаторов, в том числе для топливных элементов, активированные ткани для молекулярных электрохимических накопителей энергии сс значительным объемом пор размером 20-30 нм и для медицинских сорбентов, углеродные провода для электрических нагревателей различных конструкций, специальные уплотнения. Возможно совместное использование УВ из ГЦ и ПАН. [c.617]

Для трех топливных элементов, где реакции электрохимического сжигания топлива записываьэтся как [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология