1598005406-c7dd8660448dd542c8c2f5c17a2e095d (811207), страница 56
Текст из файла (страница 56)
ч'нг, !09. Скорость вытелення водородз в газовой камере вентнльного дСК-электрода )т„„,р в завнснлюстн от катодного тока 7 (соответственно теоРетнческомУ значенню Ртзьрэт). Наклон пРЯмой дает коэффициент газовыделения 97!Ч. Соответствующие вентильные электроды для выделении кислорода в концентрированном КОН находятся еще в стадии разработки. В качестве рабочего слоя в них также Г.чана У!у ЗЮ 311 применяется никелевый ДСК-слой, в то время как в качестве материала для запорного слоя возможно пригоден титан (нли сплавы титана).
Выбор этих материалов для запорного слоя объясняется их высоким минимальным кислородным перенапряжением и хорошей устойчивостью против коррозии. Из водородных и кислородных вентильных электродов можно собрать аккумуляторы, которые вначале будут работать как электролизеры, а затем — как водородно-кислородные элементы. При этом выгодно используется обратная связь по давлению (см. равд. 7.5). 7б, АККУМУЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ПУТЕМ ЭЛЕКТРОЛИЗА ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ, РАЗДЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА И ИХ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ОБРАТИМОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.
ОБЪЕДИНЕНИЕ В ОДНОМ ЭЛЕМЕНТЕ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА И ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНОГО ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА. СРАВНЕНИЕ С НАСОСНО-ГИДРАВЛИЧЕСКИМ АККУМУЛИРОВАНИЕМ ') Аккуктулирование электрической энергии давно стало важной проблемой современного энергохозяйства. Однако до настоящего времени аккумулирование удалось осуществить лишь в насосных аккумуляторах, хотя уже неоднократно указывалось на возможность электрохимического аккумулирования энергии. Под электрохимическим аккумулированием энергии понимают, например, накопление водорода и кислорода (с раздельным хранением), получаемых в процессе электрохпмического разложения воды, и последующее получение электроэнергии путем взаимодействия этих газов в топливном элементе (211 При этом особенно выгодным может оказаться применение электролиза под высоким давлением, ибо он позволяет обойтись незначительным объемом для накопления газа. Злектрохимическое аккумулирование энергии не применялось до сих пор главным образом потому, что не было подходяших топливных элементов, Но результаты последних исследовательских работ, проведенных в области топливного элемента в различных местах, открывают новые возможности для электрохимического аккумулирования энергии [22), '! Раздел написан К.
Крибом (Эссен!. Области применения ДСК-материалов Так, например, ДСК-электроды могут применяться как в топливном элементе, так и в электролизе, причем благодаря их особой конструкции топливный элемент и злектролизер могут быть объединены в одной ячейке. На фиг. 110 показан принцип действия такого аккумулятора.
В сосуде 1 из щелочестойкой стали находятся разделенные перегородкой 2 с сепаратором 3 (например, из никелевой Фиг. !10. Схема объединенного элемента для электролиза воды, раз. дельного улавливания и хранения водорода и кислорода, а также получения тока путем электрохимического взаимодействия этих газов.
сетки) два электрода; водородный 6 и кислородный 6; электроды помещаются в держателях с газоподводящими трубками 4. В качестве водородных электродов применяются никелевые ДСК-электроды, в качестве кислородных — также никелевые или серебряные ДСК-электроды. Если на клеммы 7 и 8 подать напряжение постоянного тока, большее 1,3 в, то находящаяся в элементе вода разлагается на водород и кислород. Выделяюшиеся газы через трубопроводы т'! отводятся (раздельно) в газосборники 9 н 70 Когда появляется потребность в электрическом токе, этп газы через вводы 4 подаются на пористые ДСК-электроды 6 и 6; в элементе они элек~рохимически взаимодействуют, образуя воду.
Возникающий при этом ток снимается с клемм 7 и 8. Другая конструкция объединенного элемента приведена на фиг. !11. Здесь в аккумуляторе применены вентильные электроды, погруженные в служащую электролитом щелочь 3. Эти вентильные электроды имеют со стороны электролита 313 312 Глава У// тродами в настоящее время еше нельзя сказать ничего определенного, данные об их к. п. д, можно получить на основе имеющихся результатов измерений. Полученные значения можно сопоставить с достигаемыми в настоящее время к. и.
д. насосных аккумуляторов. На фнг. 112 приведены достигнутые к настоящему времени значения к. и, д. электрохимического аккумулирования энергии с применением ДСК-электродов. Кривая / относится гэ ° Рг У' 1 нагрузла УР 1РР 1УР гд)Р 1', эгалгм2 ф и г. 112. К. п. д. Ч' электрохимического аккумулирования энергии постоянного токз с помощью ДСК-электродои и соотиегствии с фнг. 110 н 111 и зависимости от используемой при эдектродизе и электрохимическом изаимодейстиии плотности тока 1, 1 в к.
а. л. ,1 электролиза; 2 - к. и д. элекхрахэчнческага взанмадсбствня; с з-,з — —,) . 1 — абшна к. и. л эзектрахимического аккумулнранання энергнн. к к. и. д. такого элемента в режиме электролиза воды, крн. вая 2 — в режиме топливного элемента (рабочая температура 85' С). Оба значения к, п. д. даны в зависимости от плотности тока на электродах. При построении кривых сделаны поправки на потери, Из кривых / и 2 умножением получается кри. вая 3, которая характеризует собой общий к. п. д.
электрохимического аккумулирования энергии постоянного тока. Видно, что к. и, д. зависит от нагрузки и составляет без нагрузки 75%, при плотности тока 100 ма/смг около 60% и при плотности тока 200 ма/смг около 50% . Если аналогичным образом аккумулировать выпрямленный переменный ток, то следует еще учесть потери на выпрямление и повторное получение переменного тока.
Поэтому указанные выше значения к. п,д, более узкие поры, чем со стороны газовой камеры'). Если к клечмач К справа подвести отрицательный, слева — положительный полюсы источника постоянного тока с напряжением свыше 1,3 в, то в расположенных на газовой стороне широких порах будет происходить электролиз; выделяющиеся газы переходят в газовые камеры под высоким давлением (соответствующим капиллярному давлению электролита в узких ф иг, 111.
Схема об.ьединенного элемента с иентильными электродами. ра р,— рэбачна слои; За 3,— запарные слои; Кн К,— такапалвадяшне клеммы; Г, Га†ГаэаэЫЕ КЭМЕРМ Саатестетасппа ЛахаРадпаса Н КнепаРаппаеа ВЕНЕНЛЬНЫХ ЭЛЕКТРО. дан З вЂ” электРачнт. УРавнавешнваюшне лавленна межлУ Г, к .Э )саагвехсхвенна Г. н З) 3 асущесгвляехсн прн памашн снльфанав Сь Сь С, запалненных жнзкасчью Ж. Грузы Оа о н о абеспечнвэют требуемые лля ушанавления граннкы трех фаз разнесен давленп11 нэ абаях электродах.
порах). Один из газометров наполняется водородом, второй— кислородом; при этом осуществляется обратная связь по давлению. В случае потребности в токе газометры отдают газы, причем тот же самый элемент работает тогда как топливный элемент. При этом в широких порах (на газовой стороне) вновь возникают токосоздающие мениски. Наряду с техническими возможностями аккумулирования электрической энергии необходимо исследовать также экономическую сторону проблемы. Она зависит, кроме стоимости установки, в основном от к. и.д., достигаемого при разложении воды и последующем взаимодействии полученных газов.
В то время как о стоимости таких аккумуляторов с ДСК-элек- ') Медкопористые запорные слои 3 состоят из катвлнгически неактивного материала, а го время как крупнопорисгые рабочие слои Р содержат каталитичесии актиииые составляющие (см. равд. /.4). 1РР рр „лз " 7Р б)7 угу рр За р Облисги примененич ДСК-лсиггриилов ЗР 7Р ь"р -хИ рр Зг) 2р Ф и г. 113. Сопоставление к. и. д. г' различных методов аккумулироиания электрической энергии и зависимости от использования емкости аккумулятора.
1а — электрахпмнческае аккумулнраванне энергнн постоянного тока; )б — перемен. ного тока; 2 в гпдраэлекхрпческае акку. мулнраванн )насасна-гкдравлнческйе анкумулятары). Области применения дСК-материалов 3!5 З!4 Глана р>/ уменьшаются и составляют тогда 68 >о без нагрузки, 54 !о прп плотности тока !00 ма(см' и 45о)о при плотности тока 200 ма)слче. На фиг. !13 общий к. и. д, электрохимнческого аккумулирования энергии для постоянного тока (крнвая !а) и для выпрямленного переменного тока (кривая !б) сопоставлен с к. и.
д. гидравлического аккумулирования (кривая 2). При этом принято, что нагрузка в ')л максимальной соответствует плотности тока 100 ма(сече в случае электрохимического аккумулирования энергии. Тогда к.п.д. (см. фиг. 113) аккумулирования постоянного тока составляет 60о7о, а выпрямленного переменного тока — 54о>о. В качестве кривой к. п. д. насосно-гидравлического аккумулятора взята кривая, снятая с установки, оборудованной современными насосами и турбинами «23ж При этом было принято, что в режиме аккумулирования наполнение аккумуляторного бассейна происходит в такой момент времени, когда насосы могут работать с оптимальной мощностью, в то время как в режиме генерирования электроэнергии при помощи турбин в расчет принимались соответствующие значения к. и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
