Топливные элементы низкотемпературные

Очень хорошими экономическими показателями обладают высокотемпературные топливные элементы. Низкотемпературные топливные [c.246]

Низкотемпературные топливные элементы [c.51]

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]

РАБОТА 42. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ [c.256]

На разработку практически действующих топливных элементов затрачиваются большие исследовательские усилия. Одной из возникающих при этом проблем является высокая температура, при которой работает большинство подобных элементов, что не только способствует рассеянию энергии, но и ускоряет коррозию частей гальванического элемента. Разработан низкотемпературный топливный элемент, в котором используется Н2, но пока что этот топливный элемент слишком дорог для широкого потребления. Однако он находит применение в особых случаях, например в космических аппаратах. Так, топливный элемент на основе Н2—О 2 служил в качестве главного источника электрической энергии на космических кораблях Апполон , летавших на Луну. Масса топливного элемента, обеспечивавшего корабль энергией в течение 11-дневного полета, составляла приблизительно 250 кг. Если бы для такой цели использовался обычный генератор электрической энергии, его масса должна была бы составлять несколько тонн. [c.220]

Существенное значение в топливном элементе имеет состав электролита. При низких температурах электролитом обычно служат растворы кислот и щелочей для высокотемпературных элементов применяют расплавы солей, например расплавленные карбонаты щелочных металлов. Для температуры выше 1000° С используют твердые электролиты, в которых ток переносится отрицательно заряженными ионами кислорода (двуокись циркония и некоторые другие сложные системы). Электроды высокотемпературных элементов чувствительны к отравлению это позволяет расширить круг материалов, применяемых для электродов, и снизить требования к очистке топлива. Но при этом из-за высоких температур резко увеличивается коррозия электродов и других деталей топливного элемента. По этим причинам срок службы высокотемпературных элементов исчисляется месяцами, тогда как низкотемпературные элементы работают значительно дольше. [c.493]

Скелетные катализаторы используют в процессах гидрирования сахаров, жиров, фурфурола, многоядерных хинонов и т. д. Кроме того они являются составной частью электродов низкотемпературных топливных элементов, предназначенных для преобразования химической энергии в электрическую [119, 186, 187]. Материалами для получения скелетных контактов служат двух- или [c.165]

Несмотря на большой интерес к использованию углеводородов в низкотемпературных топливных элементах, из опубликованных по данному вопросу сведений следует, что в прошлом году особых успехов в этом направлении не было достигнуто. Однако было изучено электрохимическое поведение низших спиртов и продуктов их окисления. Это объясняется тем, что большинство организаций, заинтересованных в использовании углеводородов, начало исследования с изучения спиртов (ср. разд. 9.21). [c.413]

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]

В низкотемпературных водородно-кислородных топливных элементах с щелочным электролитом, описанных в литературе, используются либо угольные электроды, активированные ка- [c.448]

Изучение поляризационных характеристик электрода низкотемпературных топливных элементов. [c.407]

В противоположность большинству низкотемпературных топливных элементов в высокотемпературных элементах продукты реакции СОг и НгО выделяются не в электролит, а в топливный газ. Это обстоятельство способствует разбавлению топливного газа, что в свою очередь затрудняет одновременное получение высоких плотностей тока и к. п. д. без наступления сильной поляризации. В связи с этим предложено (ср. разд. 1.314) выводить из элемента еще относительно богатую топливом газовую смесь и пропускать ее через реактор, [c.405]

Неизменным остается вопрос о величине и весе топливных батарей. Топливные элементы фирмы Юнион карбайд в этом отношении Занимают привилегированное положение благодаря низкому удельному весу угля и пластмассовой оправы электродов. Так как потребность во вспомогательном оборудовании (насосах, охладителях, регуляторах и т. п.) в зависимости от назначения различна, то дать какие-лнбо точные данные в отношении веса не представляется возможным. Во всяком случае низкотемпературная батарея с элементами Юнион карбайд обладает преимуществом по сравнению со многими сложными системами. При длительной работе решающим фактором является необходимое количество топлива. Приблизительные данные о размерах и весе рассматриваемых батарей приводятся в разд. 1.41, а на фиг. 1496 [c.425]

Современный уровень разработки низкотемпературных водородно-кислородных топливных элементов характеризуется плотностью тока до 300 ма/см и удельной мощностью до 200 вт/кг. Соответствующие показатели элементов, работающих на жидком топливе (спирте), примерно на один порядок ниже. [c.550]

Для низкотемпературных водородно-кислородных топливных элементов были разработаны микропористые электроды, обладающие высокой электрохимической активностью, удовлетворительными механической прочностью и электрической проводимостью. [c.459]

Скелетные катализаторы используют в процессах гидрирования сахаров, жиров, фурфурола, многоядерных хинонов и т. д. Кроме того, они являются составной частью электродов низкотемпературных топливных элементов, предназначенных для преобразования химической энергии в электрическую [142, 149]. Материалами для получения скелетных контактов служат двух-или многокомпонентные сплавы каталитически активных металлов с такими веществами, которые можно частично или полностью удалить при обработке растворами сильных электролитов, отгонке в вакууме или других операциях, основанных на различии их физико-химических свойств. По мере удаления из сплава растворимых компонентов происходит перегруппировка атомов остающегося металла в свойственную ему кристаллическую решетку. Так, при выщелачивании А1 из N1—А1-сплава атомы никеля перестраиваются в кубическую гранецентрированную решетку. После удаления из сплава растворимого (например, в щелочи) компонента получается почти чистый активный металл в виде мельчайшего порошка [150]. К каталитически активным относятся переходные металлы к неактивным — сера, фосфор, алюминий, кремний, магний, цинк и ряд других веществ. [c.163]

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]

Изучение особенностей электродного поведения органических веществ, гидразина и перекиси водорода, привлекающее в настоящее время внимание исследователей во всем мире, непосредственно связано с вопросом их применения в качестве реагентов в некоторых типах низкотемпературных топливных элементов, использующих восстановители (топливо) и окислитель, растворенные в электролите. Перспективность и экономичность названных источников тока подчеркивалась неоднократно многими авторами [1,2]. [c.226]

Физикохимические и термодинамические свойства материалов, используемых в ТЭ, в особенности электролита, огфеделяют рабочую температуру и продолжительность работы. Так. Кислотные ТЭ работают при температурах до 200 °С с целью избежания высокого давления водяного пара и быстрого разрушения электролита. Рабочая температура в твердооксидных топлив1П)1х элементах определяется ионной проводимостью электролита. Низкотемпературные ТЭ используют водные электролиты и водород (иди газ, богатый водородом) в качестве топлива. В дополнение к своим групповым характеристикам, топливные элементы характеризуются следующими свойствами. [c.61]

Значительное повышение температуры в топливных элементах обусловлено использованием в них менее активных дешевых сортов топлива, обычно содержащих примеси, отравляющие низкотемпературные катализаторы. В настоящее время высокотемпературные элементы еще не вышли за рамки лабораторных разработок. Среди них различают элементы двух типов с расплавленным элек- [c.56]

В качестве катализаторов электродов топливных элементов используются металлы платиноюй группы, серебро, специально обработанные никель и кобальт и активированный уголь. На этих электродах уже при 25—100°С удается достичь высоких скоростей восстановления кислорода и окисления таких видов топлива, как водород, гидразин НгН4 и метанол СН3ОН, при относительно невысоких поляризациях. Топливные элементы, работающие при таких температурах, получили название низкотемпературных. Ионными проводниками в них могут служить водные растворы кислот, щелочей и солей. Чаще всего применяют раствор КОН, так как он имеет высокую электрическую проводимость и невысокую агрессивность по отношению ко многим металлам. [c.362]

В качестве катализаторов электродов топливных элементов используются металлы платиновой группы, серебро, специально обработанные никель и кобальт и активированный уголь. На этих электродах уже при 25—100 °С удается достичь высоких скоростей восстановления кислорода и окисления таких видов топлива, как водород и гидразин N2H4, при относительно невысоких поляризациях. Топливные элементы, работающие при таких температурах, называют низкотемпературными. Ионными проводниками в них служат растворы КОН или Н3РО4, а также ионообменные мембраны. [c.412]

Однако природные виды топлива нефть, природный газ и особенно уголь окисляются в низкотемпературных топливных элементах с очень малыми скоростями, т. е. практически не окисляются. Процесс электроокисления этих видов топлива значительно ускоряется в высокотемпературных топливных элементах, работающих при 500 °С и выше. В таких элементах, естественно, не могут применяться водные растворы электролитов, поэтому используются или расплавленные соли, или твердые ионные проводники — твердые электролиты, например смесь 2гОг и СаО. Основная проблема в разработке высокотемпературных элементов — это повышение срока их службы. [c.412]

Исследования низкотемпературного топливного элемента. Тип элемента H2(Ni)/pa TBop КОН/СО2. [c.408]

Как я уже упоминал, работа по использованию углеводородов в низкотемпературных топливных элементах еще только начинается, и основная задача в этой области заключается в выборе подходящего катализатора. Иначе обстоит дело с высокотемпературными системами в Англии Чамберс недавно сообщил, что в фирме Сандс плейс топливные элементы работали в течение 1000 час при 650° С, плотности тока 75 ма1см и напряжении 0,8 в. В этом случае метан или пропан предварительно обрабатывались в печи парового ри-форминга, но вполне возможно, чтобы та же реакция происходила в самом элементе, что и было сделано в Институте технологии газа. [c.414]

Можно надеяться, что в результате всемирного обширного исследования в этой области некоторые проблемы будут решены в ближайшее время. Среди них важнейшими являются потребность в высокоактивных анодных катализаторах для того, чтобы создать низкотемпературный углеводородный топливный элемент в катализаторах, не боящихся отравления серой, для использования неочищенных газов в высокоактивных катодных катализаторах, чтобы можно было применять воздух как окислитель, — все это для систем без регенерации. В связи с этим Сальцедо из Ярдни интернейшНл корпорейшн недавно сообщил об использовании радиоактивных изотопов в качестве катодных катализаторов для недорогих элементов с большим сроком службы (ср. разд. 1.9). [c.419]

В настоящее время в научно-исследовательской лаборатории фирмы Дженерал электрик проводится исследование водородного топливного элемента. Основная задача — обеспечить эффективное использование обычных углеводородов в низкотемпературных топливных элементах. В фирме Директ энерджи конвейршн выясняется возможность создания низкотемпературных топливных элементов, работающих прп низких давлениях на специальных топливах и воздухе. В других [c.432]

СООБЩЕНИЕ О СОСТОЯИИИ РАБОТ ИО НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫМ ТОПЛИВНЫМ ЭЛЕМЕНТАМ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ЭЛЕКТРОДАЛ И И ЩЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ, ПРОВОДИМЫХ ФИРА ОИ ЭЛЕКТРИК СТОРИДЖ [c.448]

Наиболее разработаны водородно-кислородные низкотемпературные топливные элементы (НТТЭ) они бывают со щелочным, кислотным и ионообменным электролитами. [c.417]

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]

Кроме никелевых пористых электродов в некоторых типах низкотемпературных топливных элементов применяют угольные электроды, активируемые небольшими количествами металлов платиновой группы (например, элементы Кордеша). В угольных электродах необходимое разделение газа и жидкости в объеме рабочего слоя достигается частичной гидрофобизацией углеродного материала. [c.494]

Отличительной чертой книги является щирота изложения проблемы, начиная с теоретического анализа процессов, идущих в топливном элементе, и кончая вопросами технологии изготовления электродов. Именно такая широта и позволила авторам прийти к оптимальному сочетанию геометрической структуры и химико-технологических параметров диффузионного электрода. Решение этого основного вопроса определило успех работы и позволило получить интересные результаты, имеющие практическое значение. Особенно следует отметить исследования по созданию надежных электродов для низкотемпературного водородно-кислородного топливного элемента, в известной мере решающих одновременно и проблему аккумулирования электроэнергии. [c.7]