Элемент водородно-кислородный

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]

Химические цепи имеют большое практическое значение. Разнообразные химические источники 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, 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]

Топливные элементы. Водородно-кислородная цепь представляет собой интересный пример гальванического элемента, в котором электрическая энергия получается непосредственно за счет энергии горения. Такое использование горючих материалов в принципе гораздо более экономно, чем их сожигание в топках паровых котлов или в двигателях внутреннего сгорания, так как процесс горения протекает в гальваническом элементе в условиях более близких к обратимым, чем при обычном сожигании. Было сделано много попыток придать водородно-кислородной цепи техническое осуществление, но все они не дали большого успеха. Главными затруднениями являются медленность, процессов горения на электродах и сильная поляризуемость цепей, препятствующая отбиранию от них токов сколько-нибудь значительной силы. [c.388]

Простые химические цепи. В водородно-кислородном элементе [c.200]

Пламя используют в качестве источника света в так называемом методе фотометрии пламени, а также как один из основных способов атомизации веществ в методе атомно-абсорбционного анализа (см. разд. 3.2). В зависимости от состава горючей смеси температура пламени может поддерживаться в интервале 2000—3000 К, что обеспечивает достаточно низкий предел обнаружения элементов, энергии возбуждения резонансных линий которых не превышают 5 эВ и соединения которых атомизируются в пламени в достаточной мере. Особое значение метод фотометрии пламени имеет для определения микроколичеств соединений щелочных и щелочноземельных металлов, для которых предел обнаружения этим методом находится в диапазоне 0,001 — 1 нг/мл. Предел обнаружения порядка 0,1—1 нг/мл достигается также для таких элементов, как европий, иттербий, свинец, медь, серебро, индий, таллий, хром, марганец, алюминий и галлий, причем в некоторых случаях в качестве аналитического сигнала используют молекулярную эмиссию пламени. Освоение высокотемпературных пламен (водородно-кислородного, ацетилен-кислородного) позволило значительно увеличить число определяемых элементов. [c.58]

Реакции, протекающие в водородно-кислородном элементе со щелочным электролитом [8]. Скорость ионизации водорода и кислорода на электродах в низкотемпературных элементах повышается за счет применения активных катализаторов. При этом в элементах часто используют пористые металлические и угольные электроды с большой поверхностью пор, в которых катализатор [c.51]

Как изменяется э. д. с. водородно-кислородного элемента, в котором протекает реакция [c.98]

Особенности работы пористых электродов [1]. В большинстве ХИТ (кислотные, щелочные аккумуляторы, марганцево-цинковые, ртутно-цинковые элементы, водородно-кислородные топливные элементы) электроды (оба, реже один) являются пористыми. В пористых электродах имеется высокоразвитая поверхность раздела трех фаз (активного вещества, электролита— проводника с ионной проводимостью проводника с электронной проводимостью). Наличие большой истинной внутренней поверхности Е по сравнению с внешней геометрической 5 поверхностью позволяет получать при использовании ХИТ большой ток при небольшой поляризации. [c.55]

Выше было указано ( XX, 11), что теоретическое значение э.д.с. водородно-кислородного элемента при 25°С равно 1,229 в и не зависит от состава раствора — электролита. [c.603]

Преимущества и применение топливных элементов. Наиболее простым топливным элементом является водородно-кислородный источник тока. Это объясняется способностью водорода к ионизации на аноде и возможностью работы такого элемента при относительно низкой температуре. [c.48]

Водородно-кислородный элемент со щелочным электролитом. [c.55]

Первые опыты по созданию водородно-кислородного элемента были проведены Грове в 1839 г. Однако элемент долгое время н [c.48]

При хранении газов в стальных баллонах удельная энергия водородно-кислородного элемента не превышает 100—150 Вт-ч/кг. Значительную долю массы установки составляет масса баллонов она в 100 раз превышает массу находящегося в баллонах водорода. [c.59]

Угольные электроды применяются в водородно-кислородных элементах с щелочным электролитом. Элемент с трубчатыми электродами, демонстрировавшийся в 1959 г. на Всемирной выставке в Брюсселе, работал при плотности тока 20 мА/см . [c.54]

При кратковременном разряде водородно-кислородные элементы с угольными электродами работают с нагрузкой 500 мА/см . Режим работы оказывает влияние на срок службы при разряде элемента при плотности тока 55 мА/см напряжение снижается от 0,95 до 0,8 В после 5000 ч работы. Вопрос о создании угольных электродов с длительным сроком службы пока еще не решен. [c.54]

Изменится ли и как э. д. с. водородно-кислородного топливного элемента с ростом внешнего давления Почему [c.66]

Повышение температуры, при разряде водородно-кислородного элемента приводит к заметному увеличению скорости электродных процессов, что позволяет исключить применение в качестве катализаторов металлов платиновой группы. [c.55]

В, электролиз идет с достаточной скоростью, что сопровождается накоплением водорода и кислорода вблизи платиновых электродов. Это в свою очередь приведет к тому, что последние начнут функционировать как газовые электроды (вследствие стремления На и к образованию воды). Иными словами, в системе возникает водородно-кислородный гальванический элемент, дающий э. д. с., направленную против внешней э. д. с. вн. вызывающей электролиз. [c.194]

Топливные элементы. Для непосредственного преобразования тепловой энергии сгорания топлива в электрическую служат топливные элементы. Топливный элемент работает благодаря непрерывно поступающим в него и разделенным в пространстве электролитом окислителю и восстановителю. Проходя через пористые электроды, изготовленные из спрессованного графита, и контактируя с электролитом, восстановитель окисляется, а окислитель восстанавливается. Разность электродных потенциалов определяет напряжение элемента. Электролитом может служить раствор кислоты или щелочи, расплав соли. В качестве окислителей берут кислород или воздух, а как восстановители берутся водород, горючие г азы или жидкости. Электродные процессы при работе топливного элемента состоят из двух полуреакций окислительно-восстановительной реакции. Например, в водородно-кислородном топливном элементе с раствором щелочи в качестве электролита протекают следующие процессы [c.683]

Другой пример элемента без переноса — водородно-кислородный [c.145]

Отсюда видно, что э. д. с. водородно-кислородного элемента зависит от парциальных давлений газов, но не зависит от pH среды. Следовательно, в растворах щелочей, кислот и в воде э. д. с. должна быть одинаковой. Электропроводность чистой воды очень мала, поэтому к ней обычно добавляют раствор КОН. Иначе водороднокислородную цепь можно записать М1, Н2 КОН 02, Мг. Источником электрической энергии в ней является энергия химической реакции образования воды из газообразных водорода и кислорода [c.435]

Принцип работы простейшего топливного элемента рассмотрим на примере водородно-кислородного элемента (рис. 7). [c.188]

В рассматриваемом случае AG = —56,69 ккал/моль и, следовательно, только приблизительно 11 ккал/моль переходит в тепло. Этот пример показывает, что вообще энергию, освобождающуюся при горении природных видов топлива, выгоднее непосредственно преобразовывать в электрическую, так как к. п. д. тепловых машин и тепловых электростанций невелик. Описанный водородно-кислородный элемент является примером так называемых топливных элементов. Работы по созданию таких элементов получили в последнее время широкое развитие в связи с новыми задачами техники. В этих элементах топливо и окислитель должны храниться отдельно и подаваться к электродам, на которых осуществляются электрохимические реакции. При этом элемент может работать непрерывно, если к нему подводятся реагенты и отводятся продукты реакции, что особенно удобно при использовании жидких и газообразных веществ. В принципе возможно вместо сжигания угля использовать реакцию С (т) + + О2 (г) = СОа (г) для получения электрического тока. [c.154]

Из уравнеиия (9.14) следует, что э.д.с. водородно-кислородного элемента зависит от парциальных давлений водорода и кислорода, увеличиваясь с их ростом по логарифмическому закону. Она не зависит от pH среды и должна быть одьой и той же в чистой воде н в растворах ш,елочн или кислоты. Так как электропроводность чистой воды очень низка, то на практике применяют растворы щелочи, чаще всего раствор КОН [c.201]

Так, для рассмотренного выше водородно-кислородного элемента, работающего за счет энергии, освобождающейся при реакции (при pH, = Ро, = 1 атм) [c.158]

В, то сила тока будет определяться разностью между этой внешней э. д. с. и э. Д.С., возникающей вследствие образования водородно-кислородного элемента. Эта величина Еп носит название э. д. с. поляризации. [c.194]

Следует указать, что в водородно-кислородном элементе молекулы водорода и кислорода активируются дорогими катализаторами (Р1, Р(1, Ад, окислы металлов). Процесс активации условно-можно записать как реакцию атомизации [c.188]

Принцип работы простейшего топливного элемента рассмотрим на примере водородно-кислородного элемента (рис. 7). В данном случае используется следующее уравнение окислительно-восстановительной реакции [c.221]

Если же осуществлять химическую реакцию окисления топлива в электрическом элементе, то можно получить значительно большие КПД. Теоретически КПД может быть больше единицы. Это достигается в элементах, у которых с1Е1с1Т>0. Действительно, в этом случае отношение работы к теплоте nFE/Qp>. Но даже, если йЕ/с1Т 0, то и в этом случае КПД очень высок. Так, например, можно использовать газовый элемент (водородно-кислородный) [c.379]

Всякому, кто в курсе новостей техники последних лет, известно, что наши космические аппараты питаются от генераторов электрического тока, называемых топливными элементами (см. [5]). Неисправность именно этих элементов во время полета одного из космических кораблей Джемини вызвала всеобщее беспокойство и тревогу. В настоящее время в космических аппаратах используются топливные элементы водородно-кислородного типа. Вместе с тем ведутся интенсивные исследования по созданию топливных элементов, работающих на легких углеводородах, и не исключено, что уже в ближайшее десятилетие мы станем свидетелями их промышленного применения. [c.300]

Сочетание это11 реакции с общим уравнением (7.7) дает следующее выражение для э.д.с. водородно-кислородного элемента [c.200]

Принцип работы топливного элемента рассмотрим на примере щелочного водородно-кислородного элемента (рис, 122), В этом случае используется окислительно-восстановительи й реакция [c.224]

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]

При разрядке водородно-кислородных элементов напряжение держится в пределах 0,7—0,9 в, в зависимости от плотности разрядного тока на электродах (в лучших конструкциях элементов плотность тока достигает 200—300 ма1см ). [c.603]

В качестве электрохимического горючего в топливных элементах могут быть использованы водород, гидразин, метанол, муравьиная кислота, окись углерода, углеводороды, а в качестве окислителя— чистый кислород или кислород воздуха. Практическое применение нашли пока первые три вида горючего, а наибольшие успехи достигнуты в разработке водородно-кислородного топливного элемента, и котором происходит реакция 2Н2+0.2 2Н20. [c.222]

Таблица содержит важнейшие аналитические линии и полосы, возбуждаемые в воздушно-водородном, кислородно-водородном и кислородно-ацетиленовом пламенах при использовании различных растворителей. Приводятся условные интенсивности линий в соот-ветст8уюш.ем пламени, отнесенные к одинаковой концентрации определяемого элемента. Данные для воздушно-водородного пламени относятся, за исключением особо оговоренных случаев, к водным растворам. [c.721]

Этот термин часто применяют вместо термина электрохимический генератор . В качестве окислителя в топливных элементах почти всегда используют или чистый кислород, или кислород воздуха. В качестве топлива применяются водород, гидразин, метанол, муравьиная кислота, оксид углерода, углеводороды, уголь и др. Практическое применение нашли пока первые три вида электрохимического горючего, а наибольшие успехи достигнуты в разработке водородно-кислородного топливного элемента, в котором происходит реакция 2Н2+О2—>-2Н20. [c.263]

При электролизе с инертнымн электродами (напрнмер, платиновыми) водных растворов большинства солей, кислот и оснований происходит реакция разложения воды с выделением водорода па катоде и кислорода на аноде. Однако разложение воды начинается прн разности потенциалов, значительно превосходяшей э. д. с. обратимого водородно-кислородного элемента. Поэтому выделение водорода на катоде начинается лишь при определенном значении катодного потенциала, более отрицательном, чем равновесный потенциал водородного электрода. Только при этом потенциале возникает заметный ток, возрастающий затем при увеличении прило женного напряжения (см. рис. XXV. 6, а). Аналогичные явления [c.296]

При увеличении давления соответственно водорода и хлора потенциал водородного электрода становится более отрицательным, потенциал хлорного — более положительным. 10.2. Отрицательный полюс образует кадмиевый электрод. 10.3. Чем больше ионная сила раствора, тем тоньше диффузная часть двойного слоя. 10.4. С ростом внешнего давления э. д. с. водородно-кислородного топливного элемента, в котором протекает реакция 2Н2-Ю2=2Н20 (ж), увеличит-/ дЕ ] AV [c.108]

Простые и сложные химические цепи. В простых химических цепях один электрод обратим относительно катионов электролита, другой —относительно анионов. В водородно-кислородном элементе М, Н21Н2О1О2М на левом электроде протекает реакция ионизации водорода [c.435]

По прогнозам ряда ведущих ученых роль электрохимии в народном хозяйстве будет возрастать. Считают даже, что по мере истощения запасов природного топлива человечество вступит в атомно-электрохимическую эру. Электроэнергия, вырабатываемая атомными электростанциями, будет использоваться тогда для генерации водорода электролизом воды, водород заменит природный газ и углеводороды и будет применяться в водородно-кислородных топливных элементах. Будут реализованы на практике процессы электролиза воды в фотоэлектрохимических системах, преобразующих солнечную энергию. Возрастет роль химических источников тока, удельные характеристики которых будут приумножены. Электрохимия, станет основой многих экономичных н экологически чистых технологических процессов, а разработанные электрохимикам методы навсегда покончат с проблемой коррозии. Ученые познают природу электрохимических процессов в живом орг ч из.ме и поставят достижения биоэлектрохчмин на службу человечеству. [c.286]

Как и в случае водородно-кислородного элемента, можно создать условия, в которых электроны будут двигаться по металлическому проводнику и совершать работу. Это достигается в гальваническом элементе, где цинковый электрод погружен в раствор 2п504, а медный электрод — в раствор Си304. [c.156]