Топливных элементов на водороде: описание, характеристики, принцип работы, фото

Опубликованно 07.08.2018 10:24

Топливный элемент-это устройство эффективной генерации тепла и ток в результате электрохимической реакции и использует богатого водородом топлива. По принципу работы он похож на батареи. Конструктивно топливный элемент представлен катода, анода и электролита. Он замечательный? В отличие от тех же батарей, топливных элементов на водороде не накапливать электрическую энергию, не требуют электричества, чтобы зарядить и не разряжаются. Производство энергии клеток продолжается до тех пор, пока у них есть запас воздуха и топлива. Характеристики

Разница топлива клеток, в том числе генераторов электроэнергии, является то, что они не сжигают топливо. В силу этих особенностей, они не нуждаются в ротор высокого давления, не издают шума и вибрации. Электричество в топливных элементах, произведенной в результате бесшумной электрохимической реакции. Химическая энергия топлива в таких устройствах преобразуется непосредственно в воду, тепло и электричество.

Топливные элементы являются очень эффективным и не производят большого количества парниковых газов. Продукт выброса при использовании клеток) небольшое количество воды в виде пара и углекислый газ, который не является в случае, если в качестве топлива выступает чистый водород.

История возникновения

В 1950-1960 годы появилась необходимость НАСА в источники энергии для длительных космических миссий вызвало один из самых критических существовали на момент топливные элементы. Щелочные элементы используют в качестве топлива кислород и водород, которые в ходе электрохимической реакции преобразуются в производные продукты, полезные во время космического полета, электричества, воды и тепла.

Топливные элементы были открыты впервые в начале XIX века, в 1838 году. В то же время, появляются первые сведения об их эффективности.

Работа на топливных элементах, используя электролиты щелочные, началась в конце 1930-х годов. Клетки с никелированными электродами высокого давления были изобретены только в 1939 году. Во время Второй Мировой войны для подводных лодок были разработаны топливные элементы, щелочные соединения клетки диаметром около 25 сантиметров.

Интерес увеличился на 1950-80-е годы характеризуются нехваткой топлива на основе нефти. Страны мира начали обращаться с вопросами загрязнения воздуха и окружающей среды, стремясь развивать экологически чистые способы производства электроэнергии. Технологии производства топлива из клетки сегодня проходит активное развитие.

Принцип работы

Тепло и электричество производятся на топливных ячейках в результате электрохимической реакции, проходящей с использованием катода, анода и электролита.

Катод и анод разделены водитель протонного электролита. После вступления кислорода катода и водород, на аноде начинается химическая реакция, которая, тепла, тока и воды.

Молекулярная диссоциирует водорода на катализаторе анода, что приводит к потере электронов. Ионы водорода поступают к катоду через электролит, одновременно, электроны проводят вне электрической сети и создают постоянный ток, который используется для питания оборудования. Молекулы кислорода на катализаторе катода объединяется с электрона и добавлял протон, образуя в конечном итоге воду, которая является единственным продуктом реакции.

Типы

Выбор конкретного вида топлива ячейки зависит от области его применения. Все топливные элементы делятся на две большие категории, высокая температура и низкая температура. Второго в качестве топлива используют чистый водород. Подобные устройства, как правило, требуют первичной обработки топлива чистый водород. Процесс осуществляется с помощью специального оборудования.

Топливные элементы высокой температуры не нужно подобное, потому что они позволяют конвертировать в топливо при высокой температуре, что исключает необходимость создания водородной инфраструктуры.

Принцип работы топливных элементов на водороде основан на преобразовании химической энергии в электрическую энергию, не менее эффективного процесса сгорания и преобразования тепловой энергии в механическую энергию.

Общие понятия

Водородные топливные элементы представляют собой устройства, электрохимические, вырабатывает электроэнергию в результате очень эффективного "холодного" горения топлива. Различают несколько типов этих устройств. Наиболее перспективной технологией считаются водород-воздушные топливные элементы, оснащенные глубина мембраны PEMFC.

Собственный путь полимерная мембрана предназначена для разделения двух электродов - катода и анода. Каждый из них представлен уголь матрица применил на нем катализатор. Молекулярная диссоциирует водорода на катализаторе анода, отдавая электроны. Катионы проходят к катоду через мембрану, а электроны передаются во внешнюю цепь, потому что мембрана не предназначена для передачи электронов.

Молекулы кислорода на катализаторе катода сливается с электрона из электрической цепи и добавлял протон, образуя в конечном итоге воду, которая является единственным продуктом реакции.

Топливные элементы на водороде используются для изготовления мембраны электрода блоков, которые выступают в качестве основы для производства элементов энергетической системы.

Преимущества топливных элементов и водорода

Среди них следует выделить: Увеличение теплоемкости. Широкий диапазон рабочих температур. Отсутствие вибрации, шума и тепла от пятна. Надежность пуска. Отсутствие саморазряда, что обеспечивает длительный срок хранения энергии. Автономность неограничена благодаря возможности регулировки интенсивности энергии за счет изменения количества горючим. Программное обеспечение практически любого энергоемкости за счет изменения емкости хранения водорода. Длительный срок службы. Бесшумность работы и рабочей среды. Высокий уровень энергоемкости. Допуск сторонних примесей в водороде.

Область применения

Благодаря высокой ЭФФЕКТИВНОСТИ топливных элементов на водороде применяются в различных областях: Портативный заряжатель батареи. Энергоснабжающие системы БЕСПИЛОТНЫХ летательных аппаратов. Источники бесперебойного питания. Другие устройства и оборудование. Перспективы водородной энергетики

Широкое использование топливных элементов на перекиси водорода можно будет только после создания эффективного способа получения водорода. Для внедрения технологии в активное пользование требует новых идей, большие надежды на концепции биотоплива элементов и нанотехнологий. Некоторые компании, относительно недавно выпустила эффективных катализаторов на основе различных металлов, в то время как информация о создании топливной ячейки без мембраны, что позволило значительно снизить производственные затраты и упростить конструкцию этих устройств. Преимущества и особенности топливных элементах на водороде не перевешивают их главный недостаток - высокая стоимость, особенно в сравнении с в пятницу устройств. Создание водородной электростанции требуется не менее 500 миллионов долларов.

Как собрать топливный элемент на водороде?

Топливо ячейки малой мощности, вы можете создать себе в условиях обычной домашней или школьной лаборатории. В качестве материалов использовали старые газовые маски, куски оргстекла, водный раствор этанола и щелочи.

Блок топливных элементов на водороде своими руками создается из оргстекла, толщиной не менее пяти миллиметров. Перегородки между отсеками могут быть малой толщины - порядка 3 миллиметров. Оргстекло склеивается специальным клеем, сформулированы хлороформа или дихлорэтана и стружки оргстекла. Все работы выполняются только при выполнении чертежа.

В стенке корпуса сохранения отверстие диаметром 5-6 сантиметров, в которые вставлены резиновые трубки и сливного отверстия стеклянной трубки. Активированный уголь из противогаза между второй и четвертой ветвью корпуса топливных элементах - будет использоваться в качестве электрода.

Поток топлива будет произведена в первой комнате, в то время как пятый наполненный воздухом, из которого будет доставлен кислород. Электролит, без хлеба между электродами, смоченной в растворе керосина и бензина для того, чтобы избежать проникновения воздуха из камеры. Слой древесного угля находятся медные пластины с худший враг ему сына, который будет дан ток.

Собранный топливный элемент на водороде поддерживают водки, разбавленного водой в соотношении 1:1. В эту смесь осторожно добавляет гидроксида калия: 200 г воды растворится 70 граммов калия.

До испытания топливных элементах с использованием водорода в первой комнате, наполненной топлива, в третьем, электролита. Вольтметр, подключенный к электродам, должны варьироваться от 0,7 до 0,9 вольт. Для обеспечения непрерывной работы элемента отработанное топливо должно быть эвакуировано, и через резиновую трубку, налил снова. Химия трубки регулируется скорость подачи топлива. Эти топливные элементы на водороде, собранные в доме, имеют низкое энергопотребление. Автор: Майкл Очень Быстро 24 Июля 2018 Года

Категория: Автотехника