Водородни горивни клетки - Наръчник на химика 21
Химия и химическа технология
В момента най-развитата е водородно-кислородната горивна клетка. Този елемент е херметически затворена камера с два порести (метални или графитни) електроди, потопени в алкален разтвор (например КОН). Газообразният водород и кислород се подават в камерата директно към повърхностите на електродите. В този случай на един електрод - на анода - се получава електрохимично окисление на водорода с едновременно връщане на електроните във външната верига [c.83]
Химическите вериги са от голямо практическо значение. Разнообразие от химически източници на ток - първични (галванични клетки) и вторични (батерии) - са химически вериги. Разглежданата водородно-кислородна верига е един от видовете така наречени горивни клетки. Такива елементи са електрохимични системи, в които протича реакцията на окисление на горивото или продуктите от неговата преработка (водород, въглероден окис, воден газ и др.). Елементите се характеризират с висока степен на оползотворяване на горивото (70-80%) в сравнение с 30-40% от топлоелектрическите централи, произвеждащи електричество. Въпреки факта, че при създаването на върха- [c.488]
Горивни клетки. Водородно-кислородната верига е интересен пример за галванична клетка, в която електрическата енергия се получава директно от енергията на горенето. Такова използване на горими материали по принцип е много по-икономично от изгарянето им в пещите на парни котли или в двигатели с вътрешно горене, тъй като процесът на горене се извършва в галванична клетка при условия, които са по-близки до обратимите, отколкото при конвенционалното горене. Правени са много опити да се даде технически подвиг на водородно-кислородната верига, но всички не са били много успешни. Основните трудности са бавността на горивните процеси върху електродите и силната поляризуемост на веригите, което предотвратява изтеглянето на токове от тях на някаква значителна сила. [c.388]
За ефективна работа на горивните клетки се използват катализатори, които се нанасят върху електрода. За водородния електрод катализаторът е платинени метали (особено паладий), а за кислородния електрод смесени катализатори от Co и A1 или Fe, Mn и Ag. [c.224]
Лабораторен модел на горивна клетка се състои от два кислородни електрода 1 и един водород 2, поставени в тяло от органично стъкло 3. Всеки електрод [c.257]
Към днешна дата са създадени електрохимични генератори с мощност от десетки ватове до хиляди киловати. Тяхната специфична енергия зависи от вида и количеството съхранявано гориво в резервоарите за съхранение. Той е значително по-висок от специфичната енергия на галваничните елементи. Най-развитите са кислород-водородните генератори, които вече се използват в космическите кораби. Те осигуряват на космическите кораби и астронавтите не само електричество, но и вода, която е продукт на реакцията в горивната клетка. Специфичната енергия на тези генератори е 400-800 Wh/kg, а ефективността е 60-70%. При някои условия, например при продължителност на полета на космически кораб около месец и мощност до 10 kW, електрохимичният генератор е най-оптималната електроцентрала за космически кораб. [c.363]
Използването на водород има големи перспективи. Водородът може да служи като универсален източник на енергия, получена както чрез директно изгаряне, така и в горивните клетки. Смята се, че енергийните разходи за изпомпване на водород през тръбопроводи са по-малки от енергийните загуби в електропреносните линии. Когато водородът изгори, се образува само вода и атмосферата остава чиста. Водородът може успешно да се използва като гориво за превозни средства и авиация. Различни варианти за водород [c.467]
Електрокатализата на кислородната реакция върху електроди, базирана на промотирания ултрадисперсен диамант UDD, която изследвахме за първи път, показа перспективите за използване на UDD в електрокатализата и нови области на приложение на този наноматериал, а именно като въглероден носител за електрокатализатора както на кислородни, така и на водородни електроди на горивна клетка в електрохимични сензори и биосензори електросинтеза и др. Характеристиките на UDD, които осигуряват тези перспективи за неговото използване, могат да бъдат формулирани по следния начин [c.94]
Воля и как ще д. и т.н. водородно-кислородна горивна клетка с повишаване на външното налягане Защо [c.66]
През последните години са разработени никел-водородни батерии, в които отрицателният електрод е водород, подобен на този на горивна клетка. Когато батерията се зареди, водородът се събира в цилиндър, а когато се разрежда, се изразходва от този цилиндър. Такива батерии имат доста висока специфична енергия (50-70 Wh/kg). [c.416]
Горивни клетки. Горивните клетки се използват за директно преобразуване на топлинната енергия от изгарянето на гориво в електрическа енергия. Горивната клетка работи благодарение на окислителя и редуктора непрекъснато навлизайки в него и разделен в пространството от електролита. Преминавайки през порести електроди, направени от сгъстен графит и в контакт с електролита, редуциращият агент се окислява и окислителят се редуцира. Разликата на потенциала на електрода определя напрежението на клетката. Електролитът може да бъде киселинен или алкален разтвор, разтопена сол. Кислородът или въздухът се приемат като окислители, а водородът, запалимите газове или течностите се приемат като редуциращи агенти. Електродните процеси по време на работа на горивна клетка се състоят от две полуреакции на редокс реакция. Например в водородно-кислородна горивна клетка с алкален разтвор като електролит протичат следните процеси: [c.683]