Топливные элементы угольными электродами

Исследования топливного элемента с угольным электродом. [c.408]

В последние годы в результате применения различных катализаторов и усовершенствования конструкций удалось создать первые удовлетворительно работающие топливные элементы. При изготовлении водородно-кисло-родных элементов обычно используют мелкопористые угольные или никелевые электроды, погруженные в щелочной раствор электролита. Такой элемент можно представить схемой [c.492]

Лабораторный макет топливного элемента состоит из двух кислородных электродов 1 и одного водородного 2, помещенных в корпус из органического стекла 3. Каждый электрод представляет собой две угольные пористые пластины, соединенные по периметру резиновой прокладкой. Зазор между пластинами образует газовую камеру. Подача газа в камеру и его удаление осуществляется через стальные трубки, размещенные в верхней части электродов. Электролитом служит 40% раствор КОН. Элемент снабжен гидравлическими затворами 4 для создания небольшого избыточного давления газа в каждой из электродных газовых камер и включен в схему разряда, которая состоит из реостата и амперметра. К борнам элемента подключен вольтметр. [c.233]

Изучение водородно-кислородных топливных элементов с угольными электродами. Изучались некоторые факторы, оказывающие влияние на свойства кислородных электродов. Получена плотность тока 60 ма см при —0,2 в. [c.408]

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

Исследования активированного угольного электрода топливных элементов. В качестве топлива применялись альдегид и спирт. [c.409]

Например, согласно договору с армией, Спир карбон компани разрабатывает методы изготовления пористых угольных электродов с удельной поверхностью 50—200 м г и размерами пор порядка 2—4 мкм. Цель этой работы заключалась в изучении влияния условий изготовления электродов на их физические свойства и разработке методов гидрофобизации. Предварительные данные показывают, что материалы, которые сильно графитированы, мало пригодны для использования в топливных элементах. [c.412]

Разработка топливного элемента в фирме Юнион карбайд уже была подробно описана. Характеристики водородного и кислородного угольных электродов достаточно известны из материала предыдущих глав. [c.422]

Первые водородные угольные электроды позволяли снимать токи плотностью 10—20 ма/см , кислородные электроды давали более высокие плотности тока, если работали с чистым кислородом, и несколько меньшие при работе на кислороде воздуха. Естественным следствием последнего соотношения явилось создание топливных элементов с концентрически расположенными электродами (ср. фиг. 4в). [c.422]

Для каждого инженера совершенно ясно, что источники энергии с такой высокой способностью к перегрузке и запасом энергии обладают единственными в своем роде преимуществами для использования их как на стационарных электростанциях, так и для привода транспортных средств. Другие системы топливных элементов не обладают подобной гибкостью. Угольные электроды содержат слишком малые количества катализатора для того, чтобы они могли достичь [c.102]

Еще более заманчива проблема топливных элементов с получением электрической энергии за счет электродных реакций горения углерода или СО. Такие топливные элементы были предметом многочисленных работ, не приведших пока к практическим результатам. Угольных электродов типа С С построить нельзя, так как неизвестно ни одного растворителя, в котором углерод растворялся бы в виде ионов (недавно однако были [c.388]

Схема топливных элементов с концентрическими угольными электродами фирмы Юнион Карбайд представлена на рис. 179. [c.441]

Создание элементов воздушной деполяризации, а в последние годы — водородно-кислородных топливных элементов, повысило интерес к механизму работы электродов, на которых происходит процесс ионизации молекулярного кислорода. А. Н. Фрумкин и Р. X. Бурштейн показали, что на угольных электродах кислород адсорбируется как в молекулярном, таки в атомарном виде. В процессе восстановления молекулярно адсорбированного кислорода первично образуется перекись водорода, которая в дальнейшем может разлагаться каталитически или восстанавливаться электрохимически в воду. В процессе восстановления кислорода, адсорбированного в атомарном виде, образуется вода без промежуточного образования перекиси водорода. [c.155]

Реакция электрохимического восстановления кислорода на угольных, металлических и других неорганических материалах является объектом обширных экспериментальных исследований, проводимых в настоящее время. Вместе с тем существенный интерес представляет изучение электрокаталитических свойств органических соединений — металлфталоцианинов, которые являются катализаторами окисления ряда органических веществ [1] и могут быть использованы в качестве активаторов кислородного электрода топливных элементов. Возможность использования металлфталоцианинов в топливных элементах с пористыми гидрофобными электродами в кислых и щелочных электролитах отмечена в литературе [2—4]. Однако вопрос об электрокаталитических свойствах металлических производных фталоцианинов и особенности восстановления кислорода на органических катализаторах пока еще мало изучен и слабо отражен в литературе. [c.27]

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]

Построить хлористоводородный элемент проще, чем топливный, так как хлор и водород могут подвергаться непосредственной ионизации. В качестве примера можно привести элемент, который состоит из сосуда, разделенного пористой перегородкой и наполненного соляной кислотой. Электроды сделаны в виде полых труб из пористой угольной массы, хорошо проницаемой для газов. Для облегчения процесса ионизации водорода угольный анод платинирован. [c.52]

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]

Начиная с 1951 г. Кордеш в Венском университете, а затем в США (в фирме Юнион Карбайд корпорешен ) исследовал топливный водородно-кислородный элемент с угольными электродами, работающий при 35—60° С и низком давлении [9, 24]. Вначале применялись электроды трубчатой формы (рис. 250), позднее были разработаны плоские электроды размером 350X400 мм. В угольные электроды вводятся катализаторы окислы кобальта и алюминия, или соединения серебра, железа, меди и ванадия для кислородного электрода и палладий для водородного электрода. Защита от промокания электродов достигается пропиткой их гид-рофобизирующими составами. Электролитом служит 30% раствор КОН. Потенциалы кислородного электрода показывают, что первичным процессом на нем является образование перекиси водорода [c.569]

Теперь понятно, почему первый топливный элемент прямого действия, сконструированный в 1911 г. Бауром и Эрен-бергом [8], работал при высоких температурах (1000—1100°С). Как видно из фиг. За, корпусом элемента служит U-образная трубка из жаропрочного фарфора, нагреваемая до рабочей температуры намотанной на нее спиралью. Дно трубки заполнено серебром, температура плавления которого равна 960° С. Кислород Ог, являющийся окислителем, вдувается в трубку справа сверху и затем поступает в ее левую часть в виде отрицательно заряженных ионов 202 . Кислородный электрод (справа) заряжается положительно, а погруженная в трубку никелевая проволока является положительным полюсом элемента. Угольный стержень погружается слева в служащую [c.23]

Батарея элементов такого типа работала в Юнион карбайд при комнатной температуре непрерывно более 2 лет при нагрузке 10 ма1см . При этом былт) получено 20 г НгО и снято количество электричества 4000 а -сек. Это соответствует удельной продолжительности жизни угольных электродов, равной 220 вт-ч1г, или 220 кет-41кг. Большая часть сообщений о топливном элементе была вызвана демонстрацией такой модели Юнион карбайд на всемирной выставке в Брюсселе в 1959 г., где элемент периодически питал электроэнергией электрические лампочки. Подробные сообщения об элементах этого типа сделаны Эвансом [36] и Кордешом [37]. [c.42]

Задача в общем сводится к постройке элемента, имеющего угольный анод и кислородный катод. Создание такого элемента пока встречает весьма значительные трудности, так как углерод не поддается непосредственной ионизации ни в каком растворе. Углерод может быть переведен в элементе в окись или двуокись углерода только в том случае, если он будет служить анодным деполяризатором, например в элементе РЮг 1Н2504 /гНгО I С, где на аноде выделяется кислород, за счет которого и происходит окисление углерода. Электродвижущая сила такого топливного элемента значительно меньше теоретической величины, и на обоих электродах наблюдается сильная поляризация, исключающая его применение. [c.50]

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]

К этим же годам относятся электрохимические работы П, И, Яблочкова (1847—1894), В 1877 г. первым в мире Яблочков поставил задачу о превращении химической энергии топ лива в электрическую для решения этой задачи им были испытаны сочетания угольного отрицательного и железного положительного электродов, погруженных в расплавы удовлетворительных результатов Яблочков не получил, однако его работы послужили прообразом для последующих работ многих иностранных и некоторых русских ученых (Ла-чинов, Давтян и др,) над все еще не разрешенной, но очень интересной проблемой топливного элемента. Вместе с Глуховым Яблочков основал в Москве мастерскую физических приборов, [c.13]

Итак, мы потеряли почти че. =ертую часть энергии в холодильнике с комнатной температурой, вместо того чтобы использовать ее для полезной работы. Потери в реальном паровом котле на.много больше. Практически достижимый коэффициент полезного действия часто составляет 25% или меньше. Кроме того, приходится строить установки, рассчитанные иа высокие температуры и давления, со всеми вытекающими отсюда и )облемад1И. Поэтому не удивительно, что на поиски топливного элемента, который производил бы электроэнергию непосредственно из угля, затрачивается много усилий. Па пути создания такого элемента стоят две основные проблемы 1) уголь — плохой проводник электричества, и поэтому из него нельзя сделать хорошие электроды, 2 поверхностные явления, вследствие которых и угольный и кислородный электроды не являются обратимыми. Первая проблема сводится к минимуму графптизацией угля. Для второй проблемы удовлетворительное решение все еще не найдено, хотя время, которое затратили многие специалисты на попытки решить ее, исчисляется сотнями человеко-лет. Вполне вероятно, что эта проблема будет решена в течение следующего двадцатилетия, но никто еще не может указать путей ее решения. Однако после многих лет поисков — в основном методом проб и ошибок — становится ясно, что путем к решению проблемы являются фундаментальные исследования поведения молекул на поверхности. [c.92]

Топливный элемент состоит из мат та (порвик) с 6 М раствором КОН, по обе стороны которого находятся порошковые электроды толщиной по 0,5 мм. Электроды содержат 90% угольного порошка и 10% тефлона. Порошок поджимается к матричному электролиту прп помощи металлических пластин. Водород и кислород поступают через края электродов и диффундируют по направлению к центру электрода, откуда выводится их избыток и вода. На основе этих электродов была создана батарея общей мощностью 200 Вт и с удельной мощностью 27 Вт/кг и 100 Вт/л. [c.123]

БурштеЙн, Тарасевич и др. [14] в элементе такого же типа применили полимерные фталоцианины кобальта и железа, нанесенные на сажу с поверхностью 500 м /г. Активность таких электродов при потенциале 0,8 В достигала 170 и 120 мА/см соответственно. Янк и Шонборн [8] активировали угольный кислородный электрод кислородно-водородного топливного элемента с кислым жидким электролитом нолифталонианином железа. При токе 50 мА/см реализовалось напряжение 0,7 В. [c.40]

Наибольшее развитие получили кислородно-водородные топливные элементы и ЭХГ иа их основе как наиболее энергоемкие и компактные. Предшественником кислородно-водородного ТЭ явился элемент Гроува с платиновыми электродами (см. разд. П1). П. М. Спиридоновым (1941) были созданы элементы с газодиффузионными угольными электродами, способные работать прн плотности тока 300 А/м. Начиная с 1950-х годов теоретические и прикладные исследования в этой области, получив широкое развитие в СССР, Англии, ФРГ, США, привели к разработке конкретных образцов ЭХГ. Современные ТЭ системы H2IKOHIO2 отличаются разнообразием конструктивных решений при сохранении единого механизма протекания токогенерирующих реакций. [c.157]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология