ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проблема создания топливного элемента из "Технология электрохимических производств" В современных гальванических элементах в качестве растворимого анода применяют цинк. Получение больших количеств энергии в подобных элементах невыгодно ввиду довольно высокой стоимости цинка. Тем не менее, проблема получения электрической энергии в первичных элементах в большом масштабе представляет значительный интерес. При получении электрической энергии за счет сжигания топлива последнее используется на 15—20%, Если бы удалось построить гальванический элемент, в котором имело бы место обратимое электрохимическое сгорание угля, то громадные потери энергии теплосиловых установок были бы устранены. [c.50] Гальванический элемент, в котором протекает электрохимическое сгорание угля, окиси углерода, водорода или углеводородов, называется топливным элементом. [c.50] Задача в общем сводится к постройке элемента, имеющего угольный анод и кислородный катод. Создание такого элемента пока встречает весьма значительные трудности, так как углерод не поддается непосредственной ионизации ни в каком растворе. Углерод может быть переведен в элементе в окись или двуокись углерода только в том случае, если он будет служить анодным деполяризатором, например в элементе РЮг 1Н2504 /гНгО I С, где на аноде выделяется кислород, за счет которого и происходит окисление углерода. Электродвижущая сила такого топливного элемента значительно меньше теоретической величины, и на обоих электродах наблюдается сильная поляризация, исключающая его применение. [c.50] Скорость деполяризации можно увеличить повышением температуры. Однако с технической и экономической точек зрения это невыгодно. [c.50] Предложенные элементы с железным катодом и угольным анодом, погруженными в расплавленный едкий натр, также не нашли применения. [c.50] Типичными представителями топливных элементов этого типа являются элементы с нитрозилсерной кислотой и с однохлористой медью. [c.51] Элемент с нитрозилсерной кислотой схематически изображен на рис. 16. Сосуд 1 разделен на две части пористой перегородкой 2. Катодное пространство 3 заполнено кусочками графита и залито концентрированным раствором ни- Ваз(1ух трозилсерной кислоты. Анодное пространство 4 для увеличения поверхности соприкосновения газа с жидкостью заполнено более дешевым материалом — коксом и залито 70—80%-ным раствором серной кислоты. Электродами служат угольные пластинки 5. [c.51] Одновременно с получением электрической энергии в элементе образуется серная кислота. [c.51] Процесс можно свести к реакции окисления углерода, действуя вне элемента полученной серной кислоты на уголь при этом получается сернистый газ, необходимый для анодного пространства. Практическое применение этого сложного элемента вряд ли возможно. При работе в нем наблюдается сильная поляризация. [c.51] Предполагалось, что элемент будет работать следующим образом. Раствор в анодном пространстве должен содержать больщое количество окиси углерода, которая легко удерл ивается одно-хлористой медью. Эта окись углерода служит деполяризатором при разряде ионов хлора на аноде. На катоде ионы Си+ продуваемым кислородом окислятся в Си +. Ионы получают от электрода электрон и снова образуют ионы Си . [c.52] Элемент показал очень малую э.д.с., что заставляет сомневаться в правильности предполагавшейся схемы работы элемента. Вероятно, возникновение э. д. с. вызывается образованием концентрационной цепи. [c.52] Более удачна попытка электрохимического сжигания окиси углерода в элементе с щелочным электролитом. В растворе едкого натра деполяризация на гладких медных поверхностях протекает довольно быстро. Электродвижущая сила элемента определена равной 1,32 в, что близко к теоретической величине. Практического значения элемент не имеет, так как слишком сложен. [c.52] Внедрение мощных хлористоводородных элементов на заводах электролитического получения хлора и щелочей позволило бы возвращать значительную часть энергии, затрачиваемой прн электролизе. Эта энергия могла бы получаться за счет использования хдора и водорода, выделяющихся при электролизе хлористого натрия. Одновременно производился бы ценный продукт — соляная кислота. [c.52] Построить хлористоводородный элемент проще, чем топливный, так как хлор и водород могут подвергаться непосредственной ионизации. В качестве примера можно привести элемент, который состоит из сосуда, разделенного пористой перегородкой и наполненного соляной кислотой. Электроды сделаны в виде полых труб из пористой угольной массы, хорошо проницаемой для газов. Для облегчения процесса ионизации водорода угольный анод платинирован. [c.52] При малой силе разрядного тока поляризации не наблюдается. [c.53] Вернуться к основной статье