Химические элементы в биосфере. Воронова Г.А - 52 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

51
рация электроэнергии происходит в устройствах, называемых топлив-
ными элементами (ТЭ). К настоящему времени разработано пять типов
ТЭ: с щелочным электролитом, твердополимерным, фосфорно-кислым,
расплавленным карбонатным, твердо-оксидным. Токообразующей реак-
цией в большинстве топливных элементов служит окисление водорода:
2Н
2
+ O
2
= 2Н
2
O
В ТЭ с щелочным электролитом могут быть использованы лишь
чистые водород и кислород, поэтому они пока нашли применение толь-
ко в космосе. В остальных ТЭ на анод может подаваться как чистый,
так и технический водород, а также смесь Н
2
, СO
2
и Н
2
O. Для всех ТЭ
вредными примесями, отравляющими катализаторы являются соедине-
ния серы, в низко- и среднетемпературном ТЭ (до t = 200°С) — также
СО. В последние годы разрабатываются ТЭ с прямым окислением ме-
танола, который подается на анод. На катоде ТЭ восстанавливается ки-
слород воздуха.
Для непрерывной работы ТЭ необходимы подача реагентов, отвод
продуктов реакции и теплоты и система автоматики. Батарея ТЭ вместе
со вспомогательными устройствами составляют электрохимический ге-
нератор (ЭХГ), который в свою очередь входит в электрохимическую
энергоустановку, включающей блок переработки топлива, инвертор
постоянного тока в переменный и устройства использования теплоты
либо для теплоснабжения, либо для дополнительной выработки элек-
троэнергии в концевом цикле, состоящем из газовой или паровой тур-
бины или парогазовой системы. В качестве исходного топлива может
служить природный газ или уголь. Природный газ подвергается конвер-
сии водяным паром:
СН
4
+ 2Н
2
O = СO
2
+ 4Н
2
Уголь газифицируется либо обработкой водяным паром, либо тер-
мическим пиролизом, продукты переработки угля после очистки от
вредных примесей в будущем будут поступать в топливные элементы.
В ТЭ окислитель и топливо пространственно разделены, поэтому
даже при высоких температурах образуется значительно меньше окси-
дов азота и монооксида углерода, чем в тепловых машинах. Выброс
вредных компонентов их электрохимических энергоустановок на 1,5—2
порядка ниже, чем из тепловых машин. Это главное преимущество
электрохимических энергоустановок. Их можно устанавливать непо-
средственно около потребителя. Важным достоинством электрохимиче-
ских энергоустановок также является высокий КПД, который в 1,5—2
раза выше КПД тепловых машин. При этом КПД электрохимических

Страницы