В. Г. Лабейш. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учеб пособие. Спб.: Сзту, 2003. 79 с
Download 1,5 Mb. Pdf ko'rish
|
В. Г. Лабейш Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (2003)
|
Топливные элементы. Водород является оптимальным сырьем для
вных элементов, в которых электрический ток генерируется из хими- ческой энергии потребляемых компонентов, минуя тепловую энергию. Прямое преобразование химической энергии в электрическую происходит в топливных элементах без потерь, связанных с необходимостью отдавать часть подведенной теплоты в окружающую среду по второму закону тер- модинамики, поэтому топливные элементы имеют высокий КПД. При их работе практически не загрязняется окружающая среда. По принципу дей- ствия работа топливного элемента противоположна электролизу воды. Водородно-кислородный топ- й элемент (рис. 6.8) работает следующим образом. Сосуд заполнен электролитом – например, раствором серной кислоты слабой концентрации. В элемент встроены каталитически ак- тивные платиновые электроды, один из которых является анодом, другой катодом. Они соединены внешней электричес Электроды разделены полупро- ницаемой мембраной. К одному элек- троду подается водород, к другому – в эквивалентных количествах кислород. На катоде молекулы водорода Н 2 бла- годаря каталитическому действию платины распадаются на атомы, кото- рые переходят в ионы + Н. Освободив- шиеся электроны через внешнюю цепь устремляются к аноду, создавая в цепи электрически Рис. 6.8. Схема водородно- кислородного топливного элемента одные ионы проходят через по- лупроницаемую мембрану в другую половину сосуда. На аноде пришед- шие по электрической цепи 71 электр х элементов мо- гут ис оны, атомы кислорода и положительные ионы водорода образуют нейтральные молекулы воды Н 2 О, поступающие в раствор. Включенная в электрическую цепь нагрузка потребляет электроэнергию, вырабатываемую топливным элементом. В результате реакции химическая энергия пары реагентов водород- кислород превращается в электроэнергию. Напряжение в цепи одного топ- ливного элемента составляет около 1 В, поэтому элементы объединяются в батареи. КПД современных водородно-кислородных топливных элементов составляет около 80%. В качестве исходного энергоносителя для топливны пользоваться кроме водорода другие горючие газы, более дешевые и доступные. В качестве электролита могут применяться растворы солей, что позволяет повысить температуру и скорость химического преобразования. Топливные элементы пока еще дороги, и поэтому применяются в основном там, где цена не играет решающей роли (например, в космической технике). Крупные транснациональные компании ведут работы по совершенство- ванию процессов получения и использования водорода и топливных эле- ментов. Хотя водород и не относится к первичным энергоносителям, его использование дает возможность существенно повысить качество энерго- й. потребления и энерготехнологи сбережение нефти при ее извлечении с глубин еводородов. До сих пор громадные ользы сжигаются в факелах на каж- й, загрязняя атмосферу. Ежегодно ного углеводородного сырья и топлива. Необходи- мо со ые газы с использованием нефтехи- листирол, присадки к бензинам для редставляет совершенствование ос- изводимой в стране электроэнергии п ьный тых ст т в свет лишь 5 бляемого дряются люминесцентные лампы с же срок службы в 10 раз больший, триевые лампы высокого давления гии. Почти не находят применения расход топлива и энергии рмативы, принятые в передовых странах. На- Download 1,5 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|