1598005406-c7dd8660448dd542c8c2f5c17a2e095d (811207), страница 73
Текст из файла (страница 73)
93г. ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНЫИ 1ВОЗДУШИЫИ) ТОПЛИВНЫЛ ЭЛЕМЕНТ ФИРМЫ «ШЕЛЛ» Вильямс В конструкции топливного элемента фирмы «Шелл» широко используются пластмассы. Электроды состоят из пористой металлической пленки, нанесенной на микропористое пластмассовое основание (англ. патент 874 283). На металлическую поверхность электродов наносится соответстнующий Глава дХ Сообщения о состоянии работ но тонлианыл элементам 39Т катализатор. Газ подается с той стороны электрода, на которой нанесен катализатор. Электроды могут работать и в кислом и в щелочном электролите.
Характеристики отдельных электродов в 5 н. Н2505 приведены на фиг. 140. Поскольку эти электроды легкие, гибкие и тонкие, можно сконструировать топливные элементы общей толщиной 4 мм, включая газовое пространство и пространство для электролита. у 45/ «У тгУВ Хэйу ЛЯ7 4Д7 И~ б11!Р 7Ю г Плоптпоопта птонод модам Ф и т. 149. Ноляризациоиные характеристики электродов фирмы «Шелл». Потенциалм относитедыто непоаяриэуемото эодородното электрода сравнения Очические потери исключены.
Электролит -5 н. Н,505 температура С- 25' С. Торнтонский научно-исследовательский центр фирмы «Шелл» создал такие топливные элементы, выполняя программу исследования факторов, определяющих характеристики топливного элемента. Сейчас продолжается работа по выяснению возможности замены водорода другими видами топлива. 95Ь СОСТОЯНИЕ РАБОТ ВО ФРАНЦИИ 9.2!. СООБШЕНИЕ О СОСТОЯНИИ РАБОТ ВО ФРАНЦУЗСКОМ ИНСТИТУТЕ НЕФТИ Блох Во Французском институте нефти занимаются активацией электрохимическнх реакций основных видов топлив: углеводородов, кислородсодержащих производных углеводородов, водорода, аммиака, окислительно-восстановительных систем и др.
При исследовании каждого вида топлива в условиях, обеспечивающих достаточную электрохимическую активность, ставятся две задачи: 1) определить условия, при которых может происходить полное окисление; 2) определить условия, при которых электрохимическое окисление реагирующего вещества можно контролировать и избирательно направлять для того, чтобы получать определенный технически ценный продукт, причем в этом случае электрическую энергию рассматривают лишь как побочный продукт реакции.
Поэтому, чтобы выяснить закономерности, которым подчиютются превращения химических соединений иа электродах, пришлось изучать кинетику электродных реакций. Работа в этой области основывается на опыте Французского института нефти по изучению каталитических реакций [1). В элементах, в которых в качестве топлива используется спирт, при комнатной температуре на электродах из платинированной платины или активированных платиной угольных электродах получили высокие плотности тока (1 и/смт при поляризации 0,2 в для метанола в щелочном электролите; приблизительно 100 ма/см' при поляризации 0,5 в для метанола в кислом электролите).
Кроме того, были раскрыты закономерности протекающих реакций [2, 3). В случае вторичных спиртов окисление идет только до кетона, причем образовавшийся кетон обладает сильным тормозящим действием на скорость реакции, определяемым величиной отношения !//о при постоянном потенциале [/а — активность для одного спирта, т' — активность в присутствии добавленного в определенном количестве ацетона (фиг.141)[. Такие результаты можно объяснить конкурирующей адсорбцией реагирующего вещества и продукта реакции на поверхности электрода. Отношение коэффициента адсорбции ацетона к коэффициенту адсорбции изопропилового спирта, равное приблизительно 30, является величиной того же порядка, как это же отношение, определенное при каталитической дегидрогенизации изопропилового спирта в жидкой фазе [4]. Окисление первичных спиртов приводит к образованию кислот через променсуточное образование альдегидов, которые, будучи более реакционноспособными, чем спирты, не накапливаютси в зоне реакции.
Только для метанола окисление происходит полностью, так как образующаяся муравьиная кислота окисляется в тех 398 Глана еХ ~ел я д дгэ мм РР бс е 2 Кали еетее ллеетре еетел, передел же областях потенциалов, что и метанол. Концентрации продуктов каждой стадии окисления, нанесенные на график относительно количества прошедшего электричества, проходят через максимум (фиг. 142). Установлено, что между относительными реакционными способностями соединений, вычисленными по данным кинетики последовательных реакций, и е'Р гР 37 сР РР Леаееоаж ол Ф и г.
14!. Торможение процесса электрохимического окисления иаопропилового спирта (растворениого в 3 н. растворе КОН) добавлением ацетона. С вЂ” плогносгь гоке при нзлияии впегонв; се†плогносгь тока без ацетона. Отношения йсе ~слепя> и ЬЛ (справя> измеренм при с=20' С с злексродом из плвгииироввиноа пллгиим при постоянном ннирпжеиин 550мв огне«игельмо ивсмшепиого келомельного влекгродв срввнеиия. Молнрнля конпентрлция спирта о,бт. результатами, полученными при анализе кривых плотность тока — потенциал, существует весьма близкое совпадение.
Примечательно, что в кислом растворе максимум концентрации муравьиной кислоты ниже, чем в щелочном электролите; это обусловлено тем фактом, что в кислом растворе муравьиная кислота обладает большей реакционной способностью, чем метанол. Реакционная способность углеводородов была изучена в широком интервале температур. До сих пор исследование проводилось в основном па двух видах полуэлементов: Сообщения о состоянии работ ао топлиппы,и элементам 399 а) Элементы с кислым электролитом низкой упругости пара (фосфорная кислота), работиощие при 200 — 220'С с угольными электродами, активированными различными благородными металлами.
В зависимости от природы катализатора активность пропана изменяется от 0 до ЗО лса/смт при поляризации 0,5 в относительно водородного электрода. Для Ф н г. 142. Электрохнмическое окисление метанола, растворенного в электролите КОН. каждого рассмотренного катализатора систематически сравнивались поведение пропана и водорода. Водород всегда значительно активнее пропана, но нельзя установить простых соотношений между активностью катализатора к водороду и к пропану; например, некоторые катализаторы, очень активные к водороду (такие, как родий), совершенно не активны к пропану (5).
Сейчас изучаются продукты, образующиеся при окислении углеводородов. б) Высокотемпературные элементы с расплавленными электролитами, представляющими собой тройную эвтектическую смесь карбонатов щелочных металлов. Цель исследований, проведенных до сих пор, заключалась в том, чтобы среди различных металлов выбрать такие, которые можно использовать как электроды. Для этого сравнивались кривые выделения и ионизации водорода и кривые коррозии металла. Это позволяет точно определить область потенциалов, в пределах которой водородный электрод может работать без Глава 7И ЛИТЕРАТУРА ооо В ооо ооо гоо 7ОО гб з, юстя, д, вяяаел» коррозии металла электрода. В качестве примера на фиг. 143 приводятся результаты, полученные с никелевым электродом; между кривой окисления водорода и кривой коррозии существует лишь незначительный промежуток, Хотя при любом потенциале отрицательнее — 1600 мв активность сохраняется -гьб)7 -7абп 7Ой!г 77отениоал 7777ме) относительно носьгоьенного коломельнаго электрода сроененоя Ф иг.
143. Анодное окисление никеля в атносф ре И, (кривая 1), аиодное окисление водорода (кривая 2) и вводное окисление водорода после частичной коррозии никеля (кривая 3). постоянной, как только потенциал достигает этой величины, электрод теряет ббльшую часть своей активности и корродирует. Следовательно, удовлетворительная работа никелевого полуэлемента, по-видимому, может быть обеспечена только в узком интервале поляризации топливного электрода. Ширина интервала б, наблюдаемая меясду кривой окисления водорода и кривой коррозии, для различных металлов может быть сведена в следующий ряд [6]: д благородные металлы » АСц > й% ~ АГе. Сообщения о состоянии работ по топливнэон эяеиентаи 401 Все кривые окисления водорода на различных металлах начинаются в пределах одной и той же области потенциалов, но затем можно наблюдать значительные различия в интенсивности окисления водорода, потому что каталитические активности разных металлов не одинаковы.
Кроме того, активность того же самого металла меняется в зависимости от способа изготовления электрода. Результаты исследований «редокс»-систем с целью выбора очень легко восстанавливающегося иона и условий его регенерации будут опубликованы в ближайшем будущем. 1. !и п я е ге Л О., В а) асс а п и 1. С., Не1егояепеопа Неас1!опа апб Са1а)уэнч Тесйп!Чие о1 Огяап)с СЬепг)э(гу, 1пж. РпЫ. !Ч. у., 1961. 2. В !о с Ь О., Р г ! а е и 1 М., В а 1 а с е а п и Л С., 119(Ь Мее1)па о1 Гйе Е1ес1госйепг)са! Зос, 1паиапароиз, Ыау 1961, АЬэ!г. Иэ 116. 3. Рг)я е п1 М., Вин Вос. С!наг. Ргапсе.
4. ТЬопоп С,, Зипяегз Л С., Ви11. Вос, Сйпи. Вег., 68, 331 (1949); 69, 604 (1950). 5. У а и с Ь е г к. (неопубликованные данные), 6 О е я о Ь е г1 Р., ВиП. Вос. СА1гп. Ггапсе, 7. В о и1г у Р., В ! о сЬ 5., Р а 1 а се а и и 3. С., Ви11. Вос. Сдгит, Египте. ! 098 (! 961) . 8. В о и 1 г у Р., В 1 о с Ь 5., Р а 1 а с е а п и 3.
С., В и П. Вос. Сдгаг. Ргапсе. 93. СОСТОЯНИЕ РАБОТ В ГОЛЛАНДИИ 9.31. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫИ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ПОЛУТВЕРДЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ Кетелаар, Брурс Вь!сокотемпературные топливные элементы с расплавами солей (главпым образом в виде смесей) в качестве электролита были изобретены и испытаны уже давно Бауром [1], а позднее Давтяном [2]. Работы этих авторов послужили толчком к современному развитию топливных элементов данного типа (ср. равд.
1.311 †!.314). Разработки в этом направлении в дальнейшем проводились Кетелааром и Брурсом [3] в Голландии, Гориным [4] в Объединенной угольной компании в Питсбурге (СШЛ), Чемберсом [6] в [Сандз плейс рисерч инститют» в Доркинге (Англия), Даниель-Беком [6] (СССР) и, наконец, и Институте технологии газа в Чикаго (СШЛ) [7] (ср.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
