ТО́ПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕ́НТ
-
Рубрика: Технологии и техника
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ТО́ПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕ́НТ, химич. источник тока, в котором окислительно-восстановит. реакция поддерживается непрерывной подачей реагентов (топлива и окислителя) из специальных резервуаров к соответствующим электродам, пространственно разделённым электролитом; важнейшая часть электрохимич. генератора. На электродах Т. э. протекают токообразующие электрохимич. реакции: на аноде топливо (напр., водород) окисляется, т. е. отдаёт электроны во внешнюю цепь; на катоде окислитель (напр., кислород воздуха) восстанавливается, принимая электроны из внешней цепи. Электролит обеспечивает ионный перенос зарядов между электродами. В Т. э. применяются, как правило, пористые электроды, содержащие катализаторы, токоотводы и др.
В зависимости от типа электролита различают Т. э. щелочные, фосфорнокислотные, расплавные карбонатные, т. н. твердооксидные, с прямым окислением метанола и др. В щелочных Т. э. используются чистые водород и кислород. Остальные Т. э. работают на воздухе и технич. водороде, получаемом, напр., из природного газа, а также на метаноле и др. восстановителях. В качестве электролита используется раствор KOH, 98%-ная H3PO4, протонообменная мембрана, расплав карбонатов щелочных металлов, расплав ZrO2–Y2O3. Катализаторами низкотемпературных Т. э. служат Pt и её сплавы, высокотемпературных Т. э. (рабочая темп-ра св. 600 °C) – модифицированный Ni (на аноде) и сложные оксиды Ni, Co или Mn (на катоде). Кпд Т. э. до 80%, срок службы до 40 тыс. часов. Применяются для автономного обеспечения энергией и теплом разл. объектов (напр., на космич. аппаратах).