Топливные элементы.
Топливные элементы – это такие источники тока, в которых образование тока происходит за счёт окисления топлива на аноде и восстановления его на катоде.
КПД 25%.
75% энергии рассеивается.
Схема водородно-кислородного топливного элемента
|
(-) Pt,Ni H2 |
КОН 30 – 40% |
O2,NiPt(+) Пористые угольные электроды. |
Ан. пр.: 2H2+ 4OH
= 4H2O+ 4e
Кат. пр.: О2+ 2H2O+ 4e→ 4OH
Т. О. Р. Н2+ ½ О2=H2O
1,23 В КПД = 83%
В одном из простейших топливных элементов происходит поглощение Н2и О2в присутствии щелочного раствора. Газы поступают в элемент сквозь пористые угольные электроды. В качестве окисляемых на аноде веществ можно применять газообразные углеводороды, а кислорода, содержащегося в воздухе вполне достаточно для обеспечения катода электродным веществом.
Создан и биологический топливный элемент, в котором используются ферменты и мембраны, обладающие селективной проницаемостью для анионов и катионов.
В одном из вариантов такого элемента фермент гидролизирует анод, разлагая на ионные составляющие.
R CONH2
+ H2O
→ RCOO
+ NH4
Селективная мембрана представляет собой твёрдое, пористое вещество, на внутренней стороне которого находятся фиксированные ионы, позволяющие диффундировать сквозь поры лишь ионам противоположного знака.