Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 05.06.2013
Код ГРНТИ: 44.01.05
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Топливные элементы

А.А. Кабиров
Оренбургский государственный университет

Топливный элемент - устройство, превращающее химическую энергию в электрическую энергию, без непосредственного горения самого устройства. Топливный элемент подобен гальваническому элементу, различие между ними в том, что реагенты для осуществления реакции поступают извне, и происходит, так называемое «холодное» горение, и выработка электроэнергии.

Топливные элементы можно разделить по следующим признакам:

1)По типу окислителя различают топливные элементы кислородные и воздушные (применяется кислород воздуха)

2)По типу топлива различают водородные, метанольные и на природном газу (в этом случае применяется реформинг, с целью получения из природного газа водорода)

3)По температуре использования принято разделять на низкотемпературные (100-150 °С), среднетемпературные (200-400 °С), высокотемпературные (500-1000 °С).

На данный момент, внимание приковано на водородно-кислородные топливные элементы с различными электролитами (твердополимерные электролиты на основе ионообменных мембран, элементы на щелочном электролите, твердополимерные метанольные топливные элементы.)

Принцип работы.

Водород подается в топливный элемент и разлагается под действием катализатора на электроны, и ионы водорода. Электроны и ионы проходят через электролит, где задерживаются отрицательно заряженные электроны на аноде, создавая отрицательный заряд, ионы образуют положительно заряженный заряд на катоде, в результате образуется напряжение в 1В. Если включить элемент в нагрузку, то электроны потекут через нее к катоду, создавая ток и завершая процесс окисления водорода кислородом. Для получения большей мощности, топливные элементы обвязывают во множество ячеек. Так же можно использовать отдельные топливные элементы для частных домов с целью получения электричества, тепла и горячего водоснабжения. Имея замкнутый круг, можно обеспечивать себя всеми необходимыми коммунальными услугами до 5 лет. После чего стоит заменить катализаторы и электролиты, для дальнейшего использования оборудования.

Достоинства.

1)Получение экологически чистой электроэнергии.

2)Не требуют вмешивания в технологический процесс.

3)Время непрерывной работы может достигать до 50000 часов.

Недостатки

1)Опасность смешения водорода и кислорода, что может привести к взрыву.

2)Использование благородных металлов, в качестве катализаторов.



Библиографическая ссылка на статью:
А.А. Кабиров Топливные элементы // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2013.–URL: /articles.php?id=91 (Дата обращения: 01.12.2021)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru