ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

КЛАССИФИКАЦИЯ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Как и во многих других областях техники, сфера технологии топ - іивньїх элементов изобилует аббревиатурами, которые могут сбить неподготов­ленного человека с толку. Мы будем использовать некоторые из них:

ЩТЭ — топливные элементы с щелочным электролитом;

МТЭ — метанольные топливные элементы;

РКТЭ — топливные элементы с расплавленным карбонатным электролитом;

ФКТЭ — топливные элементы с фосфорнокислым электролитом;

ТОТЭ — топливные элементы с твердооксидным электролитом;

ТПТЭ — топливные элементы с твердополимерным электролитом.

В начале XX века, по крайней мере, три технологии боролись за преимущес­тво в автомобильной промышленности — паровые, электрические двигатели и двигатели внутреннего сгорания. Сейчас, в начале XXI века, почти также конку­рируют различные типы топливных элементов. Хотя ЩТЭ, РКТЭ и ФКТЭ еще находят коммерческое применение, скорее всего, только ТПТЭ и ТОТЭ имеют реальный шанс завоевать рынок.

Классификация топливных элементов может быть произведена по несколь­ким критериям.

Напряжение разомкнутой цепи идеального топливного эдеме зависит от используемого топлива и незначительно понижается при увеличь температуры. Однако максимальная плотность тока быстро увеличивается : повышении температуры, так как растет скорость химических реакций, кото также зависит и от вида используемого топлива и может быть увеличена с пс щью катализаторов. Чем выше температура, тем больше плотность тока, кот( может генерировать топливный элемент. С другой стороны, высокая темперг может быть несовместима с электролитом или другими материалами, испо і емыми в элементе, что существенно ограничит срок его службы.

Рис. 7.3. Рабочий диапазон температур для различных типов топливных элем с включает в себя довольно узкие области. Отметим, что на рисунке привел данные для двух различных типов ТОТЭ: С1ДД — диоксид церия, легир< ный самарием; ЦСИ — цирконий, стабилизированный иттрием

РКТЭ НС.

и и и ~

О О О —.

о о о 5

О О О ~

чО С"-- ОС —

тот

Для крупных электростанций, работающих в непрерывном режиме, высо уровень температур выгоден: реакции протекают быстро, катализаторы либс нужны, либо, если они все-таки необходимы, устойчивы к отравлению МОПС’ сидом углерода1’, а отходящие газы могут быть использованы для комбини ванного производства энергии, что повышает общую эффективность стани На станциях, работающих при более низких температурах, может производг ся горячая вода для общих нужд, что является преимуществом для районі или автономных станций. Для периодического использования, особенн автомобилях, важно, чтобы топливный элемент работал при достаточно н кой температуре для сокращения времени выхода на рабочий режим. Oz ко при низких температурах появляются недостатки, связанные с высо чувствительностью катализаторов к отравлению монооксидом углерода, обходимостью увеличения количества катализаторов, использованием бо сложных систем охлаждения.

'* Отравление катализатора монооксидом углерода СО может быть серьезной проблемой использовании низкотемпературных топливных элементов с водородным топливом, получен из ископаемых углеводородов.

В настоящее время наиболее распространенные ТПТЭ работают при темпе­ратурах ниже 100 °С, т. е. при условиях, не обеспечивающих оптимальной про­изводительности, тогда как температуры, при которых работают ТОТЭ, слишком высоки, особенно для использования этих топливных элементов (ТЭ) в автомо­билях. Действительно, в современных ТПТЭ, работающих при низких темпера­турах, важными проблемами являются сложность катализа и чувствительность катализаторов к отравляющему действию СО, тогда как в ТОТЭ преимущества работы при высокой температуре уравновешиваются рядом недостатков, опи­санных в п. 7.5.4. По этой причине исследования в области ТПТЭ направлены на разработку высокотемпературных пластмасс, таких как полибензимидазоло - ые мембраны, созданные фирмой Celanese AG. Эти мембраны могут работать при температуре 200 °С. Исследования в области ТОТЭ, напротив, направлены на поиск низкотемпературной керамики. В качестве электролитов предлагаются модифицированные галлаты лантана и диоксид церия.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

РАБОТА

Выше мы говорили о том, что газ, находящийся в цилиндриче­ском сосуде с поршнем, может совершать работу. Какова эта работа? Сила, действующая на поршень со стороны газа, равна рА, где А …

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Подведем некоторое количество Q теплоты к газу, находящему- ■ : цилиндре с адиабатическими стенками и поршнем внутри, который может ■сремещаться без трения. Наличие адиабатических стенок означает, что тепло - р …

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ

При изменении температуры некоторого фиксированного коли­чества газа будет меняться его внутренняя энергия. Если при этом объем газа остается постоянным (например, газ помещен в сосуд с жесткими стенками), то изменение его …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.