1598005413-fed7095c5cc635c55b82ef4e37ea2648 (811209)
Текст из файла
ВВК 31.251 К68 УДК 621.355 ПРЕДИСЛОВИЕ ББК 31.251 чз Автор 1991 1ЯВ115-283-00611-5 ~'ж"*'"' ап'ОР е* каУкв.с.вагон й Коровин Н,В. К68 Злектрохимическая эне Р~~~а. - М: Эиер~~- 18ВХ 5-283-00611-5 Излагаются тео ретическне основы алек ки. Рассматриваются трохимической знергетн. тов электрохимиче устроиство и ха акте и р р стики топливных элемен- еских генераторов, эне го пий. Описаны элек р оустановок и электростан- прнводятся технико- ктрохимические способ ы получения водорода, пРименения.
Рассматр о-зкономический анализ зт этих способов и област1г их рования энергии, ссматриваются алек охи тр мическии метод аккумули- для инжене о , различные виды аккумуля торов. ров и научных работников в о конструирования и про оа в области зксгиуатации, новок и источников тока. проектирования алек трохимических знергоуста- юээввсэ 05Ц011.91 Одним из путей решения задач развития энергетики, экономии топливно-энергетических и сырьевых ресурсов, осуществления мер по защите окружающей среды является разработка и использование прямых методов преобразования химической энергии в электрическую, в том числе электрохимических методов. Электрохимический метод преобразования энергии лежит в основе электрохимической энергетики, охватывающей как генерацию, так и аккумулирование энергии.
Понятие нэлектрохимическая знергетикао появилось в литературе около 15 лет назад, когда в широких масштабах приступили к разработке электрохимических энергоустановок и электростанций для крупномасштабной генерации и аккумулирования электрической энергии. За последние годы значительно возросло число публикаций по этой проблеме в зарубежной литературе. В 1979 г.
в Московском энергетическом институте были проведены1, а в 1984 и в 1989 гг.11 и Ш Всесоюзные конференции по электрохимической энергетике, где рассматривались различные аспекты этой проблемы. По отдельным направлениям злектрохимической энергети'ки, таким, как химические источники тока, электроХимические генераторы, электрохимические аспекты водородной энергетики, электрокатализ и другие, в нашей стране изданы книги, имеются обзоры по этим вопросам 11-20], однако до сих пор не было обобщающей публикации по общим вопросам электро- химической энергетики. Автор взял на себя смелость в какой-то мере восполнить этот пробел. Неооходимость издания данной книги вызывается перспективами, открывающимися перед электрохимической энергетикой. что в свою очередь обусловлено достоинствами электро- э химических методов.
К ним относятся высокий КПД и малая его зависимость от уровня нагрузки и мощности, экологическая чистота, блочный тип установок, надежность и т.д. Как новое развивающееся направление электрохимическая энергетика имеет много нерешенных проблем, таких, как проблемы электрокатализа, переноса вещества и заряда в сложных влектрохимических системах, разработка новых обратимых электрохимических систем, создание технологии получения электродов, тонкопленочных электролитов и других компонентов установок, подбор коррозионно-стойких материалов, автоматизированное проектирование и оптимизация систем, разработка методики технико-экономического анализа и другие. В книге будут рассмотрены некоторые их этих проблем. Одним из направлений электрохимической энергетики является разработка электрохимических установок и электРо. станций для генерации электроэнергии путем преобразования химической энергии природного топлива.
Как показывают расчеты и первый опыт, КПД электрохимической электростанции (ЭЭС) существенно выше КПД ТЭС такой же мощности. Кроме того, уровень вредных выбросов на ЭЭС на один-два порядка ниже, чем на ТЭС. В книге будут рассмотрены основные принципы работы электрохимических энергоустановок и ЭЭС и их характеристики. К важнейшему направлению электрохимической энергетики следует отнести крупномасштабное аккумулирование энергии, а также аккумулирование солнечной и ветровой энергии, выравнивание графика нагрузок в энергосетях и применение электромобилей.
Эти вопросы также отражены в настоящей книге. Одним из путей энергоснабжения в народном хозяйстве в будущем рассматривается применение водорода. Водород может быть получен из воды электрохимическим методом. Получение водорода методом электролиза в часы или дни минимального потребления электрической энергии оказывает положительное влияние на график нагрузки в энергосетях. Электрохимический метод также может быть использован для превращения химической энергии водорода в электрическую. Поэтому электрохимические проблемы водородной энергетики также рассмотрены в настоящей книге. При подготовке книги были использованы оригинальные публикации по данному направлению, а также труды 1 и 11 Все- 4 по электрохимической энергетике зных конференции и 119, 203. г б дет полезна специалистам Автор надеется, что кни а уде ю им и использующим электрохимические энерго- разрабатывающим и исп у еных и инжеакк м ляторы, усилит внимание уче ой эне гетики, что будет неров к проблеме электрохимическои эн р о обствовать ее развитию.
ть рецензенту доктору техн. Автор выражает благодарнесть наук В.С. Багоцкому и редактору докт~ру кто техн. наук . ич за полезные замечания и советы. о содержанию я и критические замечания по Все пожелания и р ес: 113114, Москва, Шлюзокниги просьба присылать по адресу: вая наб., д. 10, Энергоатомиздат. Автор Глава первая ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УСТАНОВКИ, МИКРО- И МАКРОКИНЕТИКА ЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ КП ОСНОВНЫЕ ВИЛЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И УСТАНОВОК 1.1.1.
Электрохимические элементы и ячейки. Электрохн. мическая энергетика охватывает процессы и устройства генерации и аккумулирования электрической энергии с помощью электрохимических методов. Генерация электрической эйергни происходит путем преобразования химической энергии в электрическую. Электрохимическим методом можно также обратно преобразовать электрическую энергию в химическую и таким образом накапливать, аккумулировать электрическую энергию в химической форме. Процебсы собственного преобразования химической энергии в электрическую и электрической энергии в химическую осуществляются в электрохимических элементах или ячейках. Простейшая электрохимическая ячейка состоит из двух электродов, разделенных проводником второго рода (ионным проводником или электролитом). Электродом называют проводник первого рода, находящийся в контакте с ионным проводником.
На границе между этими проводниками возникает скачок потенциала, называемый электродным потенциалом. На электродах протекают реакции окисления восстановителя (на анодах) и восстановления окислителя (на катодах). Проводником второго рода служит жидкое или твердое вещество, обладающее ионной проводимостью, которое обычно называют электролитом. Совокупность окислителя, восстановителя и ионного проводника называется электрохимической системой ячейки или элемента, которая записывается следующим образом: окислитель | ионный проводник ~ восстановитель.
Вертикальная черта в этой схеме обозначает границу раздела двух фаз. Если в элементе имеется граница раздела между ионными проводниками, то она обозначается вертикальной пунктирной чертой: окислитель | ионный проводник [ ~ ионный проводник П ~ восстановитель. б охимические ячейки подразделяются на гальваниЭлектрохимиче к ь электческие, или первичные, элементы, топливные элемент ь ролизные к омбинированные и сепараторные ячейки и аккумуляторьь ты.
В гальГальв анические (первичные) элемен е химических элементах (ГЭ) происходит преобразование ваннческих ле й энергии в электрическую. Окислитель и в восстановитель ческон э тся в и оцессе состав электродов, которые расходуютс р е юработы элемента. В качестве примера можно привести сл душую электрохимическую систему элементов: (+) НКО ~КОН~ Еп(-). При замыкании внешней цепи в элементе генерируется постоянный ток в результате протекания следующих процессов: электрохимическ ского окисления цинка (восстановителя): ап +2ОН - ЕпО+НтО+2е, (1.1) электрохимического восстановления оксида ртути (окислителя): НеО+ НзО + 2 е НК + 2 ОН, (1.2) движения гидроксид-ионов (ОН-) в растворе и движения электронов во внешней цепи от зоны протекания реакции (1.1) в зону протекания реакции (1.2), Суммируя реакции (1.1) и (1.2), получаем (1.3) Нао+ Еп = Кпо+ На. Таким образом, в результате протекания в элементе реак.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
