В водородных топливных элементах: описание, характеристики, принцип работы, фото
Опубликованно 27.07.2018 06:09
Топливный элемент-устройство, эффективно вы тепло и постоянный ток в результате электрохимической реакции и использовании богатого водородом топлива. По принципу работы он схож с батарейкой. Конструктивно топливный элемент представляет катод, анод и электролит. Замечательный? В отличие от тех же батарей, водородных топливных элементах не аккумулируют электрическую энергию, не нужно электричество для подзарядки не полностью разряженных. Производство электроэнергии с клеток продолжается до тех пор, пока есть запас воздуха и топлива. Особенности
Похвалы на топливных элементах от других генераторов электроэнергии, которые работают, не сжигают топливо. Из-за таких особенностей не нужно роторов высокого давления, не делают шума и вибрации. Электрической энергии на топливных элементах вырабатывается в результате бесшумной электрохимической реакции. Химическую энергию топлива в таких устройствах преобразуется непосредственно в воду, тепло и электричество.
Топливные элементы обладают высокой эффективностью и не производят большого количества парниковых газов. Продукт выбросов во время работы клеток, небольшое количество воды в виде пара и углекислый газ, который не выделяется в случае, если в качестве топлива выступает чистый водород.
История
В 1950-1960-х годах возникла необходимость НАСА источников энергии для длительных космических миссий привела к одной из самых сложных для существовавших в то время топливных элементов. Щелочные батареи используют в качестве топлива, кислорода и водорода, что, в ходе электрохимической реакции преобразуются во вторичные продукты, полезные во время космического полета - электроэнергии, воды и тепла.
Топливные элементы впервые были открыты в начале XIX века - в 1838 году. В то же время, появились первые сведения о их эффективности.
Работа на топливных элементах, которые используют электролиты щелочные, началась в конце 1930-х годов. Клетки, с помощью специальных электродов высокого давления были изобретены только в 1939 году. Во время Второй Мировой войны для подводных лодок были разработаны топливные элементы, состоящие из щелочных клеток диаметром около 25 сантиметров.
Интерес к ним вырос в 1950-80-х годов, характеризуются дефицитом топлива. Страны мира начали задавать вопросы загрязнения воздуха и окружающей среды, стремясь развивать безопасную окружающую среду методы производства электроэнергии. Технологии производства топливных элементов на сегодняшний день, переживает активное развитие.
Принцип работы
Тепло-и электроэнергии, производимой из топлива клетки в результате электрохимической реакции, проходящей с использованием катода, анода и электролита.
Катод и анод разделены проводящей протоны электролита. После вступления кислорода на катоде водорода и на аноде запускается химическая реакция, результатом которой становятся тепла, тока и воды.
Молекулярный водород диссоциирует на катализаторе анода, что приводит к потере электронов. Ионы водорода поступают к катоду через электролит, а также электроны проходят для электрической сети и создают постоянный ток, который используется для питания оборудования. Молекула кислорода на катализаторе катода сотрудничает с электрона и подписывают протон, образуя в конечном итоге воду, которая является единственным продуктом реакции.
Типы
Выбор конкретного типа топливного элемента зависит от области его применения. Все топливные элементы подразделяются на две основные категории - высокая температура и низкая температура. Второго в качестве топлива используют чистый водород. Подобные устройства, как правило, требуют первичной обработки топлива на чистый водород. Процесс происходит с использованием специального оборудования.
Топливные элементы высокой температуры не нужно это, потому что преобразуют топлива до высоких температур, что исключает необходимость создания водородной инфраструктуры.
Принцип работы водородных топливных элементов основан на преобразовании химической энергии в электрическую, без маргинальных процессов сгорания топлива и преобразования тепловой энергии в механическую.
Общие понятия
Водородные топливные элементы представляют собой электрохимические устройства, которые вырабатывают электрическую энергию в результате высокой производительности "холодного" горения топлива. Существуют различные типы подобных устройств. Наиболее перспективной технологией считаются водород-воздушных топливных элементов, с глубокой мембраны PEMFC.
Именно меня полимерная мембрана предназначена для разделения двух электродов, катода и анода. Каждый из них представлен угля матрицы покрынный с катализатором. Молекулярный водород диссоциирует на катализаторе анода, отдавая электроны. Катионы проходят к катоду через мембрану, тем не менее, электроны передаются во внешнюю цепь, так как мембрана не предназначена для передачи электронов.
Молекула кислорода на катализаторе катода сотрудничает с электрон электрической цепи и подписывают протон, образуя в конечном итоге воду, которая является единственным продуктом реакции.
На водородных топливных элементах используются для изготовления мембрана-электрод блоки, которые выступают в качестве основных поколения элементов энергетической системы.
Преимущества водородных топливных элементах
Среди них следует выделить: Высокая удельная теплоемкость. Широкий температурный диапазон эксплуатации. Отсутствие вибрации, шума и тепла пятна. Надежность холодного пуска. Без саморазряда, что обеспечивает длительный срок хранения энергии. Неограниченную автономию благодаря возможности регулировать интенсивность энергии, изменяя количество топлива в баллоне. Программное обеспечение практически любой энергии из-за изменения емкости хранения водорода. Длительный срок эксплуатации. Бесшумность и экологичность работы. Высокий уровень энергоемкости. Толерантность по отношению к третьим лицам примесей в водороде.
Область применения
Благодаря высокой ЭФФЕКТИВНОСТИ водородных топливных элементах применяются в различных отраслях промышленности: Портативные зарядные устройства. Энергоснабжающие системы для БПЛА. Ибп. Другие устройства и оборудование. Перспективы водородной энергетики
Широкое использование топливных элементов в перекиси водорода-можно будет только после создания эффективного способа получения водорода. Для внедрения этой технологии в режиме активного использования необходимы новые идеи, с большие надежды возлагаются на концепции bottle элементы и нанотехнологий. Некоторые компании, относительно недавно выпустила эффективные катализаторы на основе различных металлов, а также с тем, что появились сведения о создании топливных элементов, без мембраны, что позволило значительно снизить себестоимость и упростить конструкцию таких устройств. Преимущества и характеристики водородных топливных элементах не превышают их главный недостаток - высокая стоимость, особенно в сравнении с приказы устройств. В создании водородной электростанции требует минимум 500 тысяч долларов.
Как смонтировать водородных топливных элементах?
Эффективность ячейки небольшой мощности можно создать самостоятельно в нормальных условиях домашней или школьной лаборатории. В качестве материалов используются старый противогаз, куски плексигласа, водный раствор этилового спирта и каустической соды.
Корпус водородных топливных элементах своими руками создает оргстекла, толщиной не менее пяти миллиметров. Перегородки между отсеками могут быть меньше, толщиной около 3 миллиметров. Оргстекло приклеивается с помощью специального клея, продукта из хлороформа или дихлорэтана и стружки оргстекла. Все работы осуществляются только во время работы вытяжки.
В наружной стене корпуса позволяет создать отверстие диаметром 5-6 см, в которое вставляется резиновый шланг и сливной шланг стекло. Активированный уголь из противогаза выливали во время второго и четвертого жэка топливного элемента - будет использоваться в качестве электрода.
Циркуляцию топлива будет осуществляться в первой комнате, в то время как пятый наполненный воздухом, в котором будет предусмотрено кислород. Электролит, выходит замуж между электродами, пропитанный раствором парафина и бензина, чтобы избежать попадания в камеру воздуха. На слой угля размещены медные пластины с приваренными к ним провода, через которые будет текущая дата.
Установил водородных топливных элементах в должность водкой, разбавленной с водой в соотношении 1:1. В смесь аккуратно добавляется гидроксид калия: в 200 г воды растворится 70 граммов калия.
Перед испытанием водородных топливных элементах в первую камеру заливается топливо, третий - электролит. Вольтметр, подключенный к электродам, должна варьироваться от 0,7 до 0,9 вольт. Для обеспечения непрерывной работы элементов отработавшего топлива должна быть, и через резиновый шланг - наполняйте снова. Сжимая трубу, регулируется скорость подачи топлива. Похожие на водородных топливных элементах, собранных в доме, есть возможность. Автор: Михаил Ткач Рассвета 24 Июля, 2018
Категория: Авто
