Электрохимические преобразователи энергии

Ýëåêòðîõèìè÷åñêèå ïðåîáðàçîâàòåëè ýíåðãèè.

1. Îáùèå ñâåäåíèÿ.

Ê ÝÕÏ áóäåì îòíîñèòü ýëåêòðîõèìè÷åñêèå ãåíåðàòîðû (ÝÕÃ), ò.å. áàòàðåè òîïëèâíûõ ýëåìåíòîâ (ÒÝ) ñî âñïîìîãàòåëüíûìè óñòðîéñòâàìè è õèìè÷åñêèå àêêóìóëÿòîðíûå áàòàðåè. Òîïëèâíûì ýëåìåíòîì íàçûâàåòñÿ ïðÿìîé ïðåîáðàçîâàòåëü õèìè÷åñêîé ýíåðãèè â ýëåêòðè÷åñêóþ, â êîòîðîì ðåàêöèÿ ýëåêòðîõèìè÷åñêîãî îêèñëåíèÿ ïðîèñõîäèò áåç ðàñõîäà âåùåñòâà ýëåêòðîäîâ è ýëåêòðîëèòà. Èñõîäíûìè ðåàãåíòàìè ñëóæàò ãîðþ÷åå è îêèñëèòåëü, îáëàäàþùèå çàïàñîì ýíåðãèè õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé, êîòîðàÿ ïðåîáðàçóåòñÿ â ýíåðãèþ ïîñòîÿííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà (ïðè ïîëó÷åíèè êîíå÷íîãî õèìè÷åñêîãî ïðîäóêòà âçàèìîäåéñòâèÿ êîìïîíåíòîâ òîïëèâà è âûäåëåíèè íåêîòîðîãî êîëè÷åñòâà òåïëîâîé ýíåðãèè).  îáðàùåííîì èëè ðåãåíåðàòîðíîì ðåæèìå ðàáîòû ÒÝ ïîäâåäåííàÿ ê íåìó ýëåêòðîýíåðãèÿ ïðåîáðàçóåòñÿ â õèìè÷åñêóþ ýíåðãèþ ðåàãåíòîâ òîïëèâà.

Àêêóìóëÿòîðíûì ýëåìåíòîì, âõîäÿùèì â ñîñòàâ õèìè÷åñêîé ÀÁ, íàçûâàåòñÿ íàêîïèòåëü ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè ïðè åå ïðåâðàùåíèè â õèìè÷åñêóþ ýíåðãèþ, êîòîðûé îñóùåñòâëÿåò òàêæå è îáðàòíîå ïðåîáðàçîâàíèå õèìè÷åñêîé ýíåðãèè â ýëåêòðîýíåðãèþ ïðè èçìåíåíèè ñîñòàâà âåùåñòâà ýëåêòðîäîâ è ó÷àñòèè ýëåêòðîëèòà â òîêîîáðàçóþùåé ðåàêöèè.

Õàðàêòåðíûì ïîêàçàòåëåì òåõíè÷åñêîãî êà÷åñòâà ÝÕÏ ñëóæèò óäåëüíàÿ ýíåðãèÿ W* íà åäèíèöó ìàññû ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Ïðèìåíÿåìûå â ÝÕà ðàçëè÷íûå ÒÝ ïðèíöèïèàëüíî ìîãóò ðàáîòàòü íà ãîðþ÷åì îðãàíè÷åñêîãî èëè íåîðãàíè÷åñêîãî ñîñòàâà.  êà÷åñòâå îêèñëèòåëÿ èñïîëüçóþòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî êèñëîðîä O2, à òàêæå ïåðåêèñü âîäîðîäà H2O2, àçîòíàÿ êèñëîòà HNO3, ãàëîãåíû Cl2, F2. Ïðè âûáîðå ðàáî÷èõ òåë ÝÕà ó÷èòûâàþò: óäåëüíóþ ýíåðãèþ, êîíå÷íûå ïðîäóêòû ðåàêöèè, ñòîèìîñòü, àãðåãàòíîå ñîñòîÿíèå âåùåñòâ è ñâÿçàííóþ ñ íèì îòíîñèòåëüíóþ ìàññó òàðû (êîíòåéíåðîâ, áàëëîíîâ) äëÿ õðàíåíèÿ ðåàãåíòîâ, âîçìîæíîñòü èõ íåïðåðûâíîãî ïîäâîäà ê ýëåêòðîäàì, ñêîðîñòü ýëåêòðîõèìè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ (ïðè íàëè÷èè êàòàëèçàòîðîâ è ïðè çàäàííûõ