Реферат: Электрохимические преобразователи энергии

🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

К ЭХП
будем относить
электрохимические
генераторы
(ЭХГ), т.е. батареи
топливных
элементов
(ТЭ) со вспомогательными
устройствами
и химические
аккумуляторные
батареи. Топливным
элементом
называется
прямой преобразователь
химической
энергии в
электрическую,
в котором реакция
электрохимического
окисления
происходит
без расхода
вещества
электродов
и электролита.
Исходными
реагентами
служат горючее
и окислитель,
обладающие
запасом энергии
химических
связей, которая
преобразуется
в энергию
постоянного
электрического
тока (при получении
конечного
химического
продукта
взаимодействия
компонентов
топлива и выделении
некоторого
количества
тепловой энергии).
В обращенном
или регенераторном
режиме работы
ТЭ подведенная
к нему электроэнергия
преобразуется
в химическую
энергию реагентов
топлива.

Аккумуляторным
элементом,
входящим
в состав химической
АБ, называется
накопитель
электрической
энергии при
ее превращении
в химическую
энергию, который
осуществляет
также и обратное
преобразование
химической
энергии в
электроэнергию
при изменении
состава вещества
электродов
и участии
электролита
в токообразующей
реакции.

Характерным
показателем
технического
качества ЭХП
служит удельная
энергия W *
на единицу
массы преобразователя.
Применяемые
в ЭХГ различные
ТЭ принципиально
могут работать
на горючем
органического
или неорганического
состава. В
качестве
окислителя
используются
преимущественно
кислород O 2 ,
а также перекись
водорода H 2 O 2 ,
азотная кислота
HNO 3 ,
галогены Cl 2 ,
F 2 .
При выборе рабочих
тел ЭХГ учитывают:
удельную энергию,
конечные продукты
реакции, стоимость,
агрегатное
состояние
веществ и
связанную
с ним относительную
массу тары
(контейнеров,
баллонов) для
хранения реагентов,
возможность
их непрерывного
подвода к электродам,
скорость
электрохимического
взаимодействия
(при наличии
катализаторов
и при заданных
диапазонах
температуры
и давления).
Наиболе широко
для ЭХГ в качестве
горючего применяется
водород H 2
и гидразин
N 2 O 2
в связи с их
высокой активностью,
легкостью
подвода и отвода
конечных
продуктов
реакции, достаточно
высокой удельной
энергией. Известны
разработки
ЭХГ с использованием
метана CH 4 ,
пропана C 3 H 8 ,
а также метанола
CH 3 OH,
аммиака NH 3 ,
имеющих относительно
низкую стоимость.
Представляют
интерес перспективные
разработки
полутопливных
элементов (с
подводом только
окислителя)
на основе
встроенного
в элемент
твердотельного
горючего (металлов
Zn, Al, Mg, Li и др.). Отдельные
разновидности
компонентов
топлива относятся
к токсичным
веществам,
например, угарный
газ CO, гидразин,
аммиак, галогены
и т.п. Поэтому
предпочтительно
использование
водород-кислородных
ЭХГ, в особенности
для автономных
бортовых объектов.
Конечным
продуктом
реакции данных
ЭХГ служат
пары воды, эти
ЭХГ являются
экологически
чистыми. После
сепарации и
удаления электролита
вода используется
в системах
жизнеобеспечения,
в частности
на КЛА, либо
направляется
для получения
исходных
продуктов реакции
(H 2
и O 2 )
в регенерационных
циклах.

Общим
достоинством
ЭХГ на ТЭ является
высокий КПД.
Применительно
к автономным
объектам
существенное
значение имеет
бесшумность
работы ЭХГ,
отсутствие
механически
перемещающихся
деталей и
изнашивающихся
частей. Ресурс
ЭХГ определяется
имеющимся
запасом топлива
(в открытых
циклах) либо
долговечностью
вспомогательного
оборудования
в циклах с
регенерацией;
ресурс ЭХГ
может превосходить
10 4
ч.


Энергетический
уровень ЭХГ
при мощности
АЭУ P=10 - 100 кВт
характеризуется
удельной энергией
W * =(1.5
.. 2)*10 3
кДж/кг на единицу
массы генератора,
заправленного
топливом. (Для
ряда разновидностей
химических
АБ значение
W *
на порядок
меньше.) В перспективе
возможно создание
ЭХГ мощностью
P=10 3
кВт при КПД h=0.9.

Недостатки
ЭХГ состоят
в сложности
обеспечения
сбалансированных
электрохимических
реакций и в
относительно
малой удельной
мощности P *
на
единицу массы
генератора.
Без учета массы
запаса топлива
параметр P * =0.15
.. 0.2 кВт/кг несколько
ниже, чем в
химической
АБ. Ввиду специфики
электрохимических
реакций из
ЭХГ нельзя
достаточно
быстро вывести
электрическую
энергию. Для
обеспечения
сбалансированной
реакции в ЭХГ
необходимо
с помощью
специальных
подсистем
обеспечить
разделение
и дозированную
подачу компонентов
топлива, а также
непрерывное
удаление конечных
продуктов
токообразующей
реакции. Показатели
ЭХГ достаточно
чувствительны
к чистоте
химреагентов,
примеси существенно
снижают эффективность
ТЭ, их ресурс.

Применение
ЭХГ нашли в
основном для
энергообеспечения
АЭУ, в том числе
подвижных и
стационарных.
Имеется значительный
опыт, накопленный,
в частности,
за рубежом
(США), по использованию
ЭХГ в разработках
для космических
программ "Апполон",
"Джеммини",
"Скайлеб",
"Спейс Шаттл"
и др. Проводятся
многочисленные
разработки
и исследования
по применению
ЭХГ для наземных
транспортных
установок,
например
электромобилей,
а также для
морских судов.

Традиционно
применяемым
во многих
отраслях техники
видом ЭХП являются
химические
АБ. Наиболее
широко распространены
сравнительно
недорогие
свинцово-кислотные
АБ. Они достаточно
долговечны
по числу допустимых
циклов "заряд
- разряд", но имеют
сравнительно
низкую удельную
энергию (W * <120
кДж/кг). Распространены
также щелочные
никель-железные
и никель-кадмиевые
АБ, для которых
W * <150
кДж/кг. Для АЭУ
разработаны
никель-кадмиевые
и серебряно-цинковые
АБ. Они превосходят
свинцово-кислотные
АБ по W *
в 2 и 3 раза соответственно,
но значительно
дороже. Никель-кадмиевые
АБ существенно
долговечнее,
чем свинцово-кислотные.
Серебряно-цинковые
АБ отличаются
небольшим
числом циклов
"заряд - разряд",
но обеспечивают
высокий КПД
h=0.75 при большой
скорости разряда.



В последние
годы разработаны
химические
АБ на основе
аккумуляторных
элементов с
использованием
никеля, серы,
натрия, лития
и др. Никель-цинковые
щелочные АБ
имеют W * >200
кДж/кг, но их
долговечность
мала. Повышение
долговечности
достигается
в газодиффузионных
никель-водородных
АБ, в которых
W * >250
кДж/кг. Еще более
высокий показатель
(W * >500
кДж/кг) имеют
серно-натриевые
АБ, но их ресурс
составляет
100 - 200 циклов "заряд
- разряд". Дальнейшее
повышение W *
теоретически
до значений
10 3
кДж/кг возможно
в литиевых
АБ, но их недостаток
- малый ресурс
вследствие
высокой корозионной
активности
Li.

Запас
энергии в
химической
АБ принято
характеризовать
зарядной емкостью
(в Ач или Кл),
необходимое
значение
которой зависит
от мощности
и времени работы
потребителей
электроэнергии.
Химические
АБ получили
широкое распространение
на транспорте,
в системах
электростартерного
запуска авиационных
и автомобильных
двигателей,
в судовых
установках,
на электромобилях,
во внутризаводском
электротранспорте,
на электропогрузчиках
и т.д.

В условиях
КЛА всегда
реализуется
параллельная
работа химической
АБ с ФЭП. Последние
производят
подзарядку
АБ в "дневные"
часы. Для автономных
установок,
в том числе
на КЛА, целесообразно
также сочетание
ФЭП с системой
"электролизер
- ЭХГ". Часть
энергии ФЭП
в "дневные"
часы затрачивается
на разложение
воды, а в "ночные"
часы полученные
H 2
и O 2
обеспечивают
работу ЭХГ.

3. Физико
- химические
процессы в ЭХГ

Как и
в реакции горения
(активируемого,
например, зажиганием),
стадии токообразующей
электрохимической
реакции также
протекают
одновременно,
но локализованы
в различных
областях
внутреннего
пространства
ТЭ. Основные
данные некоторых
применяемых
на практике
ТЭ приведены
в табл. 1. В качестве
типового приметра
рассмотрим
работу водород
- кислородного
ТЭ. Стехиометрическое
уравнение
суммарной
реакции:

имеет
такой же вид,
как при горении.
Поясним устройство
и принцип действия
ТЭ, в котором
электрохимическая
реакция происходит
на стыках трех
фаз состояния
веществ: газообразной
(восстановителя
H 2
и окислителя
O 2 ),
жидкостной
(щелочного
электролита
- раствора KOH) и
твердой (пористых
металлокерамических
электродов).
Схема ТЭ показана
на рис. 1а. Электроды
анод 1 и катод
2 выполнены из
композитного
материала


Таблица
1: Теоретические
значения
удельных показателей
ТЭ для разработанных
ЭХГ.

Примечание:
С
учетом влияния
необратимых
электрохимических
процессов в
реальных ТЭ
удельный
расход топлива
возрастает
в 1.5 - 2 раза, а его
удельная энергия
снижается
в 1.5 - 2 раза по сравнению
с соответствующими
теоретическими
показателями,
приведенными
в таблице.


(например,
из графитовой
керамики с
платиновым
катализатором).
Электроды 1 и
2 отделены слоем
электролита
- раствора щелочи
KOH, который не
пропускает
нейтральные
молекулы или
атомы газов
водорода и
кислорода.
Ионизированные
газы, например,
ионы H + ,
могут дрейфовать
сквозь электролит.
Корпус ТЭ
выполняется
из титанового
сплава 4, химически
не взаимодействующего
с KOH. Внешняя цепь
ТЭ замкнута
сопротивлением
R н
нагрузки, которое
подключено
к металлическим
наплавкам на
электродах.

Газообразные
компоненты
химического
топлива - отдающий
свои электроны
восстановитель
H 2
и присоединяющий
электроны
окислитель
O 2
- - непрерывно
подводятся
под избыточным
давлением к
порам анода
и катода (рис.
1а) из резервуаров
с запасом
реагентов.

1. На
поверхностях
анода, смоченных
р-ром KOH, в электролите
растворяется
газообразный
водород и абсорбируется
на стенках
пор электрода.
В растворе
гидроксид калия
находится в
диссоциированном
состоянии:

Водород
в присутствии
ионов OH -
он легко отдает
электроны
(окисляется),
образуя воду:

Рис
. 1. Схемы
водородно-кислородных
топливных
элементов:

а - с жидким
электролитом
(раствором
КОН); б - с ионообменной
мембраной

2. На поверхности
катода аналогичные
явления приводят
к реакции
восстановления
кислорода,
который в присутствии
воды отбирает
у этого электрода
образовавшиеся
свободные
электроны:

В итоге
этих первой
и второй стадий
"холодного
горения" на
аноде образуется
избыток электронов,
а в примыкающем
растворе - недостаток
ионов гидроксила
OH - .
На катоде же
имеется недостаток
электронов,
а в окружающем
его электролите
- избыток ионов
H + .
Вследствие
этого протекают
следующие две
стадии реакции.

3. По внешнему
участку цепи
от анода к катоду
через сопротивление
R н
проходят электроны
4e - ,
совершая полезную
электрическую
работу (направление
тока I противоположно
перемещению
электронов).

4. В электролите
происходит
диффузия ионов
4OH -
с катода на
анод и посредством
ионного тока
замыкается
электрическая
цепь (согласно
уравнению
непрерывности
полного тока
div J = 0).


Если
сложить реакции
для первой и
второй стадии,
получится
результирующее
уравнение
реакции
,
конечным
продуктом
которой является
вода. Избыточное
количество
паров воды 2H 2 O
удаляют из
ТЭ, например,
с помощью продувки
с последующей
сепарацией
или выпариванием.
Очищенная
от паров электролита,
вода может
направляться
для дальнейшей
утилизации
(рис. 1а).

Сбалансированный
ход реакций
на указанных
стадиях у
поверхностей
электродов
определяется
равновесием
давлений газовой
и жидкостной
фаз: p r
= p э +
p к
;

здесь
p r
- внешнее давление
газообразных
реагентов (
водорода или
кислорода ); p э
- гидростатическое
давление
электролита;
p к
=( 
cos  )/d
-


его
капиллярное
давление в
порах электродов;

- поверхностное
натяжение
(H/м); 
- угол смачиваемости;
d - диаметр поры.

В изготовляемых
двухслойными
электродах
ЭХГ поры выполняются
с различными
значениями
d.Слой, который
обращен к газовой
среде(Н 2
или
О 2 )
и содержит
измельченный
катализатор
( например, Pt), имеет
толщину 
мми поры с 
мкм. В обращенном
к KOH слое с мм
поры имеют d
мкм. Давление
p з
меньше на


чем давление

которое препятствует
вытеканию
электролита.
Нейтральные
молекулы или
атомы газообразных
компонентов
при этом значении
p r
также не могут
проникнуть
в электролит,
преодолев капилярные
силы. На поверхности
электродов
обеспечивается
равновесие
фаз, поэтому
через KOH возможно
только ионов,
образовавшихся
в результате
реакций.

Наряду
с KOH в ТЭ возможно
использование
кислотного
электролита
- раствора H 2 SO 4 .

Требующееся
испарение
воды из элементов
с жидкостным
электролитом,
работающих
при давлении
5Ч10 5
Па и более,
определяет
эксплуатацию
ТЭ на среднетемпературном
( 373 - 523 К ) или высокотемпературном
( боле 523 К ) уровне,
что обусловливает
необходимость
наличия в составе
ЭХГ ряда технически
сложных вспомогательных
устройств.
Для преодоления
таких затруднений
применительно
к АЭУ разработаны
водород - кислородные
ТЭ с ионообменными
мембранами
(ИОМ) в виде
квазитвердых
веществ (гелей),
разделяющих
разнополярные
электроды в
ТЭ. Изготовляют
ИОМ из фтороуглеродистого
аналога тефлона.
На полимерной
сетке - матрице
закреплены
ионы, они могут
обмениваться
на другие ионы,
присутствующие
в межэлектронной
среде. На практике
для ТЭ применяют
ИОМ с сульфатными
катионами,
например,


По
своим функциям
ИОМ подобна
электролиту,
она способна
противостоять
воздеймтвию
нейтральных
молекул и атомов
H 2
и O 2 .
Схема ТЭ с ИОМ
приведена на
рис. 1б. Пористые
керамические
электроды 1 и
2 прижаты к мембране
3. Контактирующие
с ИОМ поверхности
анода и катода
покрыты каталитическими
слоями металла.
Принцип работы
ТЭ с ИОМ состоит
в следующем.

На аноде
подводимый
газообразный
водород ионизируется
по реакции:

Ионы
водорода под
влиянием градиента
их концентрации
и соответствующего
электрического
поля перемещаются
сквозь ИОМ к
катоду, на
котором протекает
реакция:

Электроны
4e -
через R н
поступают к
катоду. Полученная
вода (H 2 O) n
под действием
градиента ее
концентрации
возвращается
к аноду. Две
молекулы воды
(2H 2 O),
образующиеся
в элементарном
акте реакции,
необходимо
отводить из
зоны реакции,
например, дренажным
устройством.
При работе ТЭ
гель в ИОМ набухает
и находится,
как указывалось,
в квазитвердом
состоянии.



Кроме
ИОМ в ТЭ применяются
также капилярные
мембраны типа
волокнистых
материалов,
пропитанных
щелочным
электролитом
(например, асбест).
Принцип действия
ТЭ с капилярными
мембранами
такой же, как
ТЭ с жидкостным
электролитом.

В отдельных
установках
возможно
использование
ЭХГ с ТЭ, работающими
на других
компонентах
топлива, кроме
H 2
- O 2 .
Итоговая
электрохимическая
реакция окисления
восстановителя
Red и восстановителя
Ox имеет в общем
случае вид

В ТЭ
имеет место
встречное
движение
разнополярных
ионов внутри
электролита
и переход электронов
от анода к катоду
по сопротивлению
R н ,
замыкающему
внешнюю цепь.
При этом осуществляется
прямое преобразование
энергии химических
связей Red и Ox в
электрическую
энергию. Конкретизацию
общей формы
записи токообразующих
реакций рассмотрим
примере окисления
гидразина
N 2 H 4 .
Реакция окисления
гидразина
имеет место
в ЭХГ малой
мощности.

Суммарное
стехиометрическое
уравнение
реакции:

Рис.
2:
Характеристики
водородно -
кислородного
ЭХГ:

а
- общая форма
характеристикии
и зависимость
полезной мощности
от тока;

б
- аналоги внешней
характеристики
- зависимости
напряжения
от плотности
тока для ТЭ
различного
исполнения
(1-с раствором
электролита;
2-с капилярной
мембраной;
3-с ИОМ при Т=355
К; 4-с ИОМ при Т=313
К).

Отклонение
от состояния
равновесия
при работе ТЭ
практически
приводит к
уменьшению
напряжения
и снижению
КПД по сравнению
с их термодинамическими
значениями
вследствие
изменения
потенциала
катода и анода
при прохождении
тока в цепи
ТЭ. Совокупность
этих явлений
называют
поляризацией.
При совершении
работы выхода
(активации)
из металла
электрода в
раствор электролита
электрон преодолевает
потенциальный
барьер, образованный
двойным слоем
разноименных
зарядов. На
границе "электрод
- электролит"
наблюдается
различие
концентраций
ионизированных
реагентов.
Электролит
и электроды
имеют собственное
внутреннее
сопротивление.
Упрощенно,
совместное
влияние перечисленных
эффектов можно
учесть с помощью
падения напряжения
на нелинейном
внутреннем
сопротивлении
ТЭ R вн .
При этом уравнение
внешней характеристики
приближенно
записывается
в виде


где E н
- ЭДС при нагрузке,
учитывающая
активационную
и концентрационную
поляризацию;
сопротивление
электролита
R эл
практически
равно R вн
и учитывает
"омическую"
поляризацию.

Общая
форма внешней
характеристики
ЭХГ показана
на рис. 2а. Большая
крутизна | dU /
dI | при малых и
повышенных
значениях
тока обусловлена
соответственно
поляризацией
активации
электродов
(участок 1) и
приграничной
поляризацией
концентрации
(участок 3). Линейный
участок 2 с
относительно
малой крутизной
| dU / dI | отражает
влияние в основном
"омической"
поляризации.
На рис. 2б. приведены
аналоги внешних
характеристик
U = U(J) для конкретных



а
- последовательно-параллельное
соединение
топливных
элементов;

б
- упрощенная
электрическая
схема замещения.

ТЭ. Геометрическая
плотность тока
J (на единицу
кажущейся
поверхности
электрода) может
при кратковременных
режимах достигать
0.1 - 0.2 А/см 2 .

Электрическая
схема ЭХГ,
построенная
по матричному
принципу, дана
на рис. 3а;
(I э ,
U э
- ток и напряжение
ТЭ). Упрощенная
схема замещения
ТЭ представленна
на рис. 3б. сли
при T = const рассматривать
ТЭ как линейный
элемент с
постоянными
эквивалентными
параметрами

где R н ,
L н
- сопротивление
и индуктивность
нагрузки; L э,т
- индуктивность
электродови
токоотводов,
то процесс
разряда ТЭ
описывается
уравнением:

Электроэнергетические
установки
на базе электрохимических
генераторов.

ЭХГ в
целом кроме
батареи ТЭ
и вспомогательного
оборудования
включает ряд
блоков, снабженных
взаимными
прямыми и обратными
связями для
обеспечения
функционирования
в заданном
режиме. Можно
классифицировать
ЭХГ как техническую
систему, состоящую
из соответствующих
подсистем.
Укрупненная
схема ЭХГ
(рис. 4.) в качестве
главной подсистемы
содержит батарею
топливных
элементов
БТЭ, а также
подсистемы:
хранения горючего
ПХГ и окислителя
ПХО; обработки
горючего ПОГ
и окислителя
ПОО; подачи
горючего ППГ
и окислителя
ППО. Наряду с
ними имеются
подсистемы
отводов продуктов
реакции ПОПР,
теплоотвода
ПТО и подсистема
контроля и
автоматики
ПКА, которая
соединена
двусторонними
связями с
подсистемами
подачи и отвода.
К подсистеме
потребления
и регулирования
электроэнергии
ППРЭ подключена
БТЭ.

Применительно
к водород - кислородному
ЭХГ в ПХГ, ПХО
осуществляется
криогенное
хранение сжиженных
компонентов
топлива, в ПОГ,
ПОО производится
нагрев H 2
и O 2
, которые в
газообразном
состоянии
подводятся к
ППГ, ППО. Эти
подсистемы
производят
дозированную
подачу реагентов
при заданных
параметрах
(давлении,
температуре)
в БТЭ, где происходит
реакция электрохимического
окисления.
Удаление паров
воды в ЭХГ
выполняет ПОПР.
Для ЭХГ, применяемых
на КЛА, важное
значение имеет
ПТО, содержащая
холодильник
- излучатель,
к которому
тепло доставляется
с помощью
циркуляционных
устройств с
жидкостным
теплоносителем.

Для КЛА
многоразового
использования
"Спейс Шаттл"
фирма "Дженерал
Электрик" (США)
выполнила ЭХГ
с водород - кислородными
ТЭ, имеющими
позолоченные
электроды с
платиновыми
катализаторами.
Электроды
разделены ИОМ,
во избежание
высушивания
которых организован
отвод тепла
от анода, что
создает движущий
градиент
концентрации
для возвращения
H 2 O
к аноду. Отвод
воды - продукта
реакции - реализован
с помощью
автоматически
действующей
схемы с микропористым
сепаратором
и волокнистыми
фитилями,
выступающими
из сборки ТЭ.
На рис. 5. дана
упрощенная
функциональная
схема подобного
ЭХГ, в составе
которого находится
батарея топливных
элементов
БТЭ из 76 ТЭ с
ИОМ.

Рис.
4. Функциональная
схема ЭХГ с ТЭ
на ИОМ ( 1 - теплообменник;
2 - сепаратор
воды; 3 - блок
увлажнения
реагентов и
регулирования
давления воды;
4 - компенсатор
давления электролита;
5, 6 насосы; 7 - излучатель
тепла; 8 - тракт
продувки кислорода;
9 - тракт отвода
Н2О
в сборный бак)




Две секции
БТЭ, имеющие
по 38 ТЭ, соединены
параллельно
и генерируют
электрическую
мощность 5 кВт.
Батарея размещена
в цилиндрическом
контейнере
диаметром
0,33 м и габаритной
длиной 0,94 м. Удельная
масса БТЭ без
заправки равна
11 кг/кВт. Эксперименты
показали, что
сборка ТЭ
способна работать
более 5000 ч без
деградации
ИОМ при температуре
до 455 К.


На КЛА
многоразового
использования
"Буран" установлены
четыре ЭХГ
мощностью
по 10 кВт ( суммарная
мощность 40 кВт
) серии "Фотон"
на водород -
кислородном
топливе H 2
- О 2 .
Напряжение
одного генератора,
состоящего
из 128 топливных
элементов,
составляет
29,2 В ( схема генератора
содержитчетыре
параллельные
ветви, в каждой
из которых
включено
последовательно
по 32 элемента).
Масса ЭХГ
составляет
145 кг, масса его
блока автоматики
- 15 кг ( удельная
масса 14,5 кг/кВт,
а с учетом
блока автоматики
- 16 кг/кВт ). Ресурс
ЭХГ равен 2000 ч,
его КПД 62%

Для длительной
эксплуатации
в АЭУ перспективны
установки,
в которых ЭХГ
работает совместно
с регенератором
компонентов
топлива, разлагающим
воду на водород
и кислород.
Электролиз
воды требует
подведения
извне энергии
для разрыва
валентной
химической
связи


Н - О - Н.
При мощностях
менее 1 кВт
целесообразно
интегральное
исполнение
ЭХГ и электролизера
воды (ЭВ). При
более высоких
электрических
мощностях
ЭХГ и электролизер
воды в раздельном
исполнении
имеют лучшие
технико-экономические
показатели,
чем у интегрального
устройства.
В зависимости
от вида подводимой
к регенератору
Р энергии
принципиально
возможны различные
способы разложения
воды. Высоким
КПД отличается
электролиз
при пропускании
через Н 2 О
электрического
тока: отношение
теплоты сгорания
полученного
топлива к
энергозатратам
на выделение
Н 2
и О 2
достигает
70 - 80%. В особенности
электролиз
эффективен
для АЭУ на КЛА
при использовании
Солнца в качестве
источника
первичной
энергии с
последующим
ее преобразованием
в ФЭП.

Разложение
воды на Н 2
и О 2
можно реализовать
непосредственно
в ТЭ при пропускании
тока в обратном
направлении
по отношению
к току генераторного
режима, используя
принцип обратимости
ТЭ, который
выполняет роль
электролизной
ячейки. При
таком способе
регенерации
компонентов
топлива ресурс
регенеративного
ТЭ ограничен
объемом резервуаров
для хранения
Н 2
и О 2 .
Известны
регенеративные
ТЭ, в которых
полученные
газы Н 2
и О 2
хранятся в
пористых или
губчатых
устройствах
внутри ТЭ. Данный
тип ТЭ по принципу
дествия формально
аналогичегн
химической
АБ, причем
электрическая
емкость регенеративного
ТЭ определяется
количеством
адсорбированных
газов. Как и
ТЭ, возможно
выполнение
электролизной
ячейки с электролитом,
ИОМ или капиллярной
мембраной.
Прикладываемое
к электролизной
ячейке при
электролизе
напряжение
на 30 - 80% должно
превосходить
напряжение,
генерируемое
ТЭ, поскольку
поляризационные
эффекты в
электролизной
ячейке проявляются
сильнее, чем
в ТЭ.

Регенеративная
электроэнергетическая
установка
(РЭУ) космической
долговременной
технологической
базы включает
восемь идентичных
модулей данного
типа, средняя
энергетическая
мощность каждого
из которых
составляет
12,5 кВт. Газовые
баллоны рассчитаны
на запас реагентов

кг, рабочее
давление в
баллонах
поддерживается
в диапазоне
 
Па. За один цикл
разрядного
режима расходуется
3.03 кг реагентов
(условная степень
разрядки 33%). Регулятор
постоянного
тока, компенсирующий
падение напряжения
на выходе ЭХГ,
позволяет вдвое
повысить ресурс
ТЭ, который
может доходить
до 10 лет.
ЭХП
- электрохимический
преобразователь;
КЛА
- космический
летательный
аппарат;
АЭУ
- автономная
энергетическая
установка;
ФЭП
- фотоэлектрические
преобразователи;
ПОПР
- ==||== отвода
продуктов
реакции;
ППРЭ
- ==||==
потребления
и регулирования
электроэнергии;
РЭУ
- регенеративная
электроэнергетическая
установка.



Литература:
Алиевский
Б.Л. Специальные
электрические
машины.
АЭУ
- автономная
энергетическая
установка;
ПКА
- подсистема
контроля и
автоматики;
КЛА
- космический
летательный
аппарат;
ПОО
- подсистема
обработки
окислителя;
ПОПР
- подсистема
отвода продуктов
реакции;
ППРЭ
- подсистема
потребления
и регулирования
электроэнергии;
ПХО
- подсистема
хранения
окислителя;
РЭУ
- регенеративная
электроэнергетическая
установка;
ФЭП
- фотоэлектрические
преобразователи;
ЭХП
- электрохимический
преобразователь;

Название: Электрохимические преобразователи энергии
Раздел: Рефераты по технологии
Тип: реферат
Добавлен 14:58:40 30 сентября 2005 Похожие работы
Просмотров: 2924
Комментариев: 21
Оценило: 6 человек
Средний балл: 4.3
Оценка: 4   Скачать

Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" учебная работа...) - обращайтесь: https://clck.ru/P8YFs - (просто скопируйте этот адрес и вставьте в браузер) Сделаем все качественно и в самые короткие сроки + бесплатные доработки до самой сдачи/защиты! Предоставим все необходимые гарантии.
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Электрохимические преобразователи энергии
Входная Контрольная Работа По Русскому 6 Класс
Реферат: Особенности производства по делам несовершеннолетних 3
Эссе На Тему Цель Жизни
Дипломная работа по теме Корпоративный коучинг как инструмент повышения мотивации и эффективности труда на современных предприятиях
Административная Контрольная Работа По Биологии 8 Класс
Сочинение Литература 18 Века Глазами Современного Читателя
Реферат Дар Бораи Сабр Калиди Мувафаккият
Курсовая работа по теме Бизнес-план ООО "Алекс"
Реферат по теме Этапы становления музыкальной психологии как самостоятельной научной дисциплины
Реферат: Edwin Arlington Robinson Essay Research Paper Robert
Курсовая работа по теме Способы организации деятельности учащихся на уроке физической культуры и здоровья
Реферат: Социальная ответственность и этика бизнеса
Источники для курсовой работы
Русский Сочинение По Картине 5 Класс
Реферат: Етичне кредо в стоматології
Контрольная Работа На Тему Поксвирусы – Возбудители Натуральной Оспы
Сочинение На Тему Кругосветное Путешествие
Реферат: Противоречивость личности Сталина
Способы Толкования Правовых Норм Курсовая
Курсовая работа: Впровадження незалежних систем опалення
Реферат: Правовое обеспечение земской и городской реформ в России в 60-70 годах 19 века
Реферат: Поддержка семейного чтения – общая задача специалистов
Реферат: Электронные ключи