Топливный элемент
важнейшая составная часть электрохимического генератора (См. Электрохимический генератор), обеспечивающая прямое преобразование химической энергии (реагентов — топлива и окислителя) в электрическую. Основу Т. Э. Составляют два электрода, разделённые твёрдым или жидким электролитом (см. Рис.). Топливо и окислитель подаются в полости, граничащие с электродами. На поверхности раздела электролит — электрод в присутствии катализатора происходят реакции окисления и восстановления (см. Окисление-восстановление). В результате этих реакций образуются ионы А— и В+ (рекомбинирующие затем до конечного продукта реакции AB) и выделяется (или поглощается) тепло Q. Освободившиеся при реакции окисления топлива электроны создают на соответствующем электроде (аноде) избыточный отрицательный заряд.
На катоде в результате реакции восстановления окислителя создаётся избыточный положительный заряд. При замыкании внешней цепи в ней появляется электрический ток, совершающий полезную работу Епол. Суммарная реакция. А + В = AB + Q+ Епол. Электролит в Т. Э. Не только содержит вещества, участвующие в электрохимических реакциях, но и обеспечивает пространственное разделение процессов окисления и восстановления. Для эффективной работы Т. Э. Необходимы развитая поверхность электродов (до сотен м2 на г вещества), рациональная организация процессов адсорбции и ионизации молекул реагирующих веществ и отвода электронов и продуктов реакции, высокая чистота реагентов. Идея создания Т. Э. Была высказана в начале 19 в. Английским физиком У.
Р. Гровом, однако её практическая реализация осуществлена (почти одновременно в СССР, США, Франции и Великобритании) лишь в 60-х гг. 20 в. В середине 70-х гг. Известно много Т. Э. Разных типов, различающихся рабочими температурами (от комнатной до 1200 К), а также видом используемого топлива (водород, водородсодержащие вещества, металлы и т.д.), окислителя (кислород, кислородсодержащие вещества, хлор и т.д.), катализатора (платина, палладий, серебро, никель, уголь и т.д.) и электролита (щёлочи или кислоты, твёрдые окислы металлов, расплавы солей, ионообменные полимеры и т.д.). Практическое применение получили главным образом Т. Э., в которых в качестве топлива, окислителя и электролита используют соответственно водород, кислород и щёлочь (или ионообменный полимер).
Такие Т. Э. Работают при невысоких температурах (до 100 °С), что обеспечивает им длительный (до нескольких тыс.ч) ресурс работы. Их рабочее напряжение Топливный элемент1 в. Однако топливом в Т. Э. Принципиально может служить любое вещество, реагирующее при рабочей температуре с кислородом или галогенами. Перспективны Т. Э. С прямым окислением углеводородов (пропана, бензина), спиртов, аммиака и т.д. Одна из основных проблем, стоящих на пути их создания, — разработка теории катализа и практических методов получения катализаторов, обладающих достаточной активностью и коррозионной стойкостью и не подверженных отравляющему действию продуктов реакции. См. Также Грове элемент. Лит. Феттер К., Электрохимическая кинетика, пер. С нем., М., 1967.
Фильштих В., Топливные элементы, пер. С нем., М., 1968. Лидоренко Н. С., Мучник Г. Ф., Перспективы и научные проблемы применения методов непосредственного получения электроэнергии из химических топлив, «Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт», 1973, № 2. () Н. С. Лидоренко, Г. Ф. Мучник. Схема топливного элемента. 1 и 2 — полости с реагентами. 3 — электроды. 4 — электролит. А — окислитель. В — топливо. AB — продукты реакции. R — сопротивление нагрузки. I — электрический ток. Q — тепло, выделяющееся (поглощающееся) в результате реакции..
Дополнительный поиск Топливный элемент 
На нашем сайте Вы найдете значение "Топливный элемент" в словаре Большая Советская энциклопедия, подробное описание, примеры использования, словосочетания с выражением Топливный элемент, различные варианты толкований, скрытый смысл.
Первая буква "Т". Общая длина 17 символа
