Принцип работы водородных и кислородных топливных элементов

Водородный топливный элемент в его кислороде в качестве окислителя, в водороде в качестве топлива, а затем посредством различных химических реакций, топливо, в свою очередь, будет производить химическую энергию в электрическую энергию батареи. Водородный топливный элемент обладает большой емкостью, высокой мощностью, высокой эффективностью преобразования и диапазоном мощности, а также многими другими преимуществами. Водородные топливные элементы и общая батарея, есть большая разница между общей батареей из активного материала, хранящейся в батарее внутри, поэтому количество хранения активного материала от того, сколько емкости батареи. Активные вещества топливных элементов можно вводить непрерывно.

Классификация водородных топливных элементов

Водородный топливный элемент по структуре ячеек и способу работы делится на ионную мембрану, беконную и три типа асбестовой мембраны.

1, топливные элементы с ионной мембраной

С катионообменной мембраной топливного элемента с кислотным электролитом, современные ИСПОЛЬЗУЮТ нафионную мембрану. Разряд батареи, вода образуется на кислородном электроде через фитиль, высасываемый из воды. Батарея работает при комнатной температуре, компактная структура, легкий вес, но сопротивление ионообменной мембраны больше, плотность тока разряда небольшая.

2, топливный элемент типа бекона

Щелочные батарейки. Водородный и кислородный электроды представляют собой двухпористый никелевый электрод (внутренний и внешний слой с разной апертурой) плюс платина в качестве катализатора. Раствор электролита составляет 80% ~ 85% едкого калия, является твердым веществом при комнатной температуре, температура батареи (204 ~ 260 ° C) для жидкости. Уровень использования энергии аккумулятора выше, но из-за большого энергопотребления запуск и остановка требуют длительного времени (24 часа запуска, остановки, 17 часов).

3, топливный элемент с асбестовой мембраной

Также относятся к щелочным батареям. Водородный электрод, сделанный из пористого никеля и платины, палладиевый катализатор и кислородный электрод, представляет собой пористую серебряную пластину, два электрода, содержащие асбест, содержащий 35% раствор едкого калия, мембрана, опять же с щелевым никелевым давлением на пластинах в качестве токосъемника, газовая камера, заключенная в одиночная ячейка. Разряд в воде для образования стороны водородного электрода, может разряжаться циркулирующим водородом, также можно использовать метод статического дренажа. Время запуска батареи составляет всего 15 минут, а мгновенное время простоя, чем у литий-железо-фосфатных батарей, что делает их более экологически чистыми.

Преимущества водородных топливных элементов

1, материал и низкая цена

2, операция проста,

3, безопасность

4, работоспособный,

5, без загрязнения

Принцип работы водородных топливных элементов

Топливный элемент - это своего рода химическая батарея, которая ИСПОЛЬЗУЕТ выделение материальной энергии в химических реакциях, напрямую преобразовывая ее в электрическую энергию. С этого момента он и другие химические батареи, такие как марганцевые сухие батареи, свинцовые батареи аналогичны. Когда он работает, необходимо постоянно обеспечивать реакцию на свой материал, топливо и окислитель, он и другие обычные химические батареи не то же самое. Поскольку это топливо в результате химических реакций, выделяющих энергию в выработку электроэнергии, это называется топливным элементом. В частности, топливный элемент должен использовать электролизный «генератор» обратной реакции воды. Он состоит из положительного и отрицательного полюсов и зажат между катодной электролитной пластиной. Первоначально пластина электролита была сформирована из электролита в пористую пластину, а сейчас разрабатывается для непосредственного использования твердого электролита.

К отрицательному питающему топливу (водород) при работе, к положительному питающему окислителю (воздух, играет роль компонентов в кислороде). Водород на катоде разлагается на положительные ионы H + и электронные e-. электроны по внешней цепи перемещаются к аноду. Электрическая нагрузка принимается по внешней цепи. На положительном электроде кислород в воздухе с ионами водорода в поглощении электролита на положительном электроне с образованием воды. Это прямо противоположно процессу реакции электролиза воды.

Использование принципа топливных элементов позволяет непрерывно работать от внешнего источника энергии, поэтому также можно назвать его «генератором».

Вообще говоря, при написании уравнений химических реакций для топливных элементов необходимо уделять особое внимание кислотному и щелочному электролиту. На положительном и отрицательном электроде реакции не изолированы, часто он плотно контактирует с раствором электролита. Например, кислородные, водородные топливные элементы, которые содержат два вида кислоты и щелочи, катодная реакция в кислотном растворе: 2 h2-4 e - = = 4 h + положительная реакция: O2 + 4 h + + 4 e ˉ = = 2 h2o. То есть в растворе щелочи не может быть H +, в растворе кислоты тоже не может появиться OH ˉ.

Если раствор электролита щелочной, солевой раствор имеет отрицательную реактивность, как: h2 + 4 oh ˉ 2-4 e ˉ = = 4 h20 чрезвычайно: O2 + 2 h2o + 4 e oh ˉ ˉ = = 4

Если раствор электролита представляет собой кислотный раствор, катодная реакция будет: 2 h2-4 e = 4 h + (катион), чрезвычайно: O2 + 4 e ˉ + 4 h + = 2 h2o.

Правило памяти следующее:

Щелочные условия, легко запоминающиеся положительные значения O2 и H2O, e, 4 oh ˉ коэффициент перед 1, 2, 2, 4, соответственно, уравнения общей реакции для типа минус можно использовать снова. В кислой среде легко запомнить отрицательная реактивная (h + 4) + (4 e) = 2 h2, путем транспонирования можно получить требуемые уравнения, при этом общая реактивная активность уменьшается на положительную реактивную способность на том же.

Водородный топливный элемент водородно-кислородный топливный элемент

Используя водород в качестве топлива, кислород в качестве окислителя, в результате реакции сгорания топлива преобразуют химическую энергию в электрическую энергию батареи.

Водородные топливные элементы работают, поставляя водород на водородный электрод и одновременно подачу кислорода на кислородный электрод. Под действием водорода, кислорода и катализатора на электроде с помощью электролита образуется вода. В это время на водородном электроде имеется избыточная электроника и отрицательно заряжена, на кислородном электроде положительно заряжена из-за отсутствия электроники. После обработки контура, эта аналогичная реакция горения может осуществляться в непрерывном процессе.

Электродная реакция

Водородный топливный аккумулятор (нейтральная среда)

Положительный: O2 + 2 h2o + 4 e - -> 4 oh -

Отрицательный: 2 h2-4 e - - 4 h +

Суммарная реактивность: 2 ч 2 + O 2 = = 2 ч 2 o.

Водородно-топливная аккумуляторная кислотная среда ().

Положительный: O2 + 4 h + + 4 e - -> 2 h2o

Отрицательный: 2 h2-4 e - - 4 h +

Суммарная реактивность: 2 ч 2 + O 2 = = 2 ч 2 o.

Водородный топливный элемент (щелочная среда):

Положительный: O2 + 2 h2o + 4 e - -> 4 oh -

Отрицательный: 2 h2-4 e - + 4 oh -> 4 h2o

Суммарная реактивность: 2 ч 2 + O 2 = = 2 ч 2 o.

Страница содержит содержимое машинного перевода.