
- •Топливный элемент. История открытия и назначения гидразинового тэ.
- •Электрохимические и другие физико-химические процессы в гидразиновых тэ.
- •Термодинамические и кинетические характеристики тэ
- •Важнейшие физические свойства и кристаллическая структура никеля.
- •Соединения двухвалентного никеля
- •Перспектива дальнейшего развития гидразинового тэ.
- •Список литературы
Государственное общеобразовательное учреждение высшего
профессионального образования
Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет
Кафедра общей химии
Контролируемая самостоятельная работа
На тему:
"ГИДРАЗИНОВЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ"
Выполнила: студентка 1-го курса
группы ИИТ-140
Фадеева Г.А.
Проверила: Черняева Е.Ю.
Уфа 2008 г.
Содержание
Топливный элемент. История открытия и назначения гидразинового ТЭ……………..3
Электрохимические и другие физико-химические процессы в гидразиновых ТЭ…….4
Термодинамические и кинетические характеристики ТЭ……………………………….5
Электронное строение никеля и его положение в периодической системе……………6
Важнейшие физические свойства и кристаллическая структура никеля……………….7
Соединения никеля…………………………………………………………………………8
Стандартные термодинамические свойства……………………………………………...10
Никель и малая энергетика………………………………………………………………...11
Перспектива дальнейшего развития гидразинового ТЭ…………………………………12
Химические свойства никеля……………………………………………………………...13
Список литературы…………………………………………………………………………16
Топливный элемент. История открытия и назначения гидразинового тэ.
Топливный элемент представляет собой химический источник энергии (ХИЭЭ), в котором электрическая энергия возникает за счет химического взаимодействия между топливом и окислителем, т.е. за счет процесса сгорания топлива. При получении электроэнергии на электростанциях за счет горения различных видов топлива тепло, выделяемое в ходе химического процесса, превращается сначала в механическую работу, которая затем преобразуется в электрическую энергию. Гальванические же элементы позволяют непосредственно преобразовывать энергию химических реакций в электрическую, поэтому их КПД значительно выше. Но в гальванических элементах в качестве электродов применяются дорогостоящие материалы (цинк, медь, серебро и др.), и соответственно стоимость вырабатываемой электроэнергии выше. Поэтому были созданы устройства для получения электрической энергии от гальванических элементов посредством электрохимических реакций, протекающих при горении различных видов топлива, таких как водород, гидразин N2H4 , метанол, муравьиная кислота. В последнее время разрабатываются топливные элементы, которые могут работать на наиболее дешевых видах топлива(уголь, нефть, природный газ).
В топливных элементах подвод активных веществ к электродам происходит непрерывно, при этом пространственно топливо и окислитель разделены. Для осуществления непрерывной работы такого ХИЭЭ и получения электрической энергии нужно проводить целый ряд процессов: непрерывную подачу топлива и окислителя в батарею элементов, отвод продуктов реакции из реакционной зоны, охлаждение последних до первоначальной температуры с их последующей регенерацией (т.е. получение химическим путем исходных продуктов). Кроме того, если в процессе сгорания топлива выделяется большое количество тепла, необходимо использовать устройства для поддержания постоянной температуры и ее контроля. Установка, которая включает системы подвода активных веществ в топливные батареи и отвода продуктов реакции, устройство для переработки отработанного топлива (регенератор), устройства, регулирующие температуру, называется электрохимическим генератором (ЭХГ).
Гидразин N2H4 - один из наиболее активных и энергоемких жидких восстановителей, поэтому на разработку ТЭ с гидразином были направлены значительные усилия, несмотря на определенные недостатки гидразина – высокие токсичность и стоимость. Воздушно-гидразиновые элементы были одними из немногих ТЭ, выпускавшихся в промышленном (хотя и очень ограниченном) масштабе.
В фирме «Юнион карбайд» разработаны возобновляемые воздушно-гидразиновые элементы, рассчитанные на периодическую смену щелочного раствора гидразина. Этот вариант требует минимального количества вспомогательных устройств и очень удобен для установок небольшой мощности. Образующаяся при реакции вода отводится за счет продувки воздуха (при этом, правда, требуется некоторый расход щелочи для декарбонизации воздуха перед его вводом в батарею). Для уменьшения проникновения гидразина к кислородному электроду батарею заливают гидразино-щелочной смесью (содержащей около 30% гидразина) непосредственно перед работой. Между электродами располагают диафрагму, несколько задерживающую диффузию гидразина.