ТО́ПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕ́НТ

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).