Инструменты и расчеты

Не следует думать, что электромобили, т. е. экипажи, движущиеся энергией, накопленной в электрохимическом аккумуляторе, являются новинкой. В 1898 г. француз Ж. Шасслу-Лоба достиг па электромобиле скорости 63 км/ч, а годом позже бельгийский электрический автомобиль (гонщик К. Иенатци), оборудованный аккумуляторной батареей массой около 2 т, установил мировой рекорд скорости на суше — 105,9 км/ч.
Водородный контур состоит из криогенного баллона, испарителя, регулятора давления, рециркуляционного насоса и конденсатора для воды. Поступающий из баллона жидкий водород превращается в газ в комбинированном испарителе-перегревателе, погруженном в электролит. Регулятор поддерживает постоянное давление перед насосом, перекачивающим водород через электроды топливных элементов и конденсатор, для отделения воды, равномерного распределения газа и его охлаждения.
В США разработана батарея гидразино-кислородных элементов для питания электротележки. Оба электрода в элементах изготовлены из пористого (80%) никеля. Положительный электрод гидрофобизируется и активизируется серебром, его толщина 1,5 мм.
Водородно-кислородные топливные элементы имеют самое высокое теоретическое значение удельной энергии (3650 Вт-ч/кг). Однако при определении фактического значения их удельной энергии необходимо учитывать как массу самого генератора (батарея элементов с вспомогательным оборудованием), так и запас активных веществ (топливо и окислитель).
Довольно перспективен вариант аккумулятора комбинированного типа: никель-водородный. Он очень удобен тем, что по величине давления газа можно просто и точно определить степень его разреженности (это важно для ряда областей применения). Несмотря на тяжелый корпус, удельная энергоемкость аккумулятора достигает 60 Вт-ч/кг.
Различные источники тока по своим показателям заметно превосходят существующие, тем не менее этого недостаточно для ряда важных областей применения. Примерно так же обстоит дело с созданием так называемых топливных элементов, позволяющих превращать энергию химически активных веществ непосредственно в электрическую.
Зарядку аккумуляторной батареи можно осуществить в течение часа, однако для увеличения срока ее службы время зарядки необходимо увеличить, по крайней мере, до 8 ч. Значительную трудность представляет явление насыщения электролита двуокисью углерода из атмосферы, в результате чего после 400 ч работы эксплуатационные свойства батареи заметно ухудшаются и может потребоваться дополнительная установка фильтров для очистки воздуха от углекислоты или разработка процесса очистки от нее анода.
Имеется сообщение о работах по созданию литиево-никельгалоидной аккумуляторной батареи. Литиево-никельгалоидный гальванический элемент полностью герметизирован и состоит из лития и нетоксичного неорганического фтористого соединения никеля.
Тепловые аккумуляторы всем хороши: у них высокая удельная энергия и срок ее консервации, но тепловая энергия их «второсортна», т. е. из нее очень трудно получить механическую работу или перевести ее в электрическую энергию. Чаще всего приходится использовать ее без преобразований, в виде тепла. Аккумуляторы энергии могут использоваться как отдельно, так и в комбинациях, дополняя друг друга своими полезными свойствами.
Рассмотрим тепловые аккумуляторы. Эти устройства, стоящие особняком среди аккумуляторов энергии, должны сыграть видную роль в использовании солнечной энергии. Не исключено использование энергоемких тепловых аккумуляторов и для производства механической работы, например, в пневмоприводах, для двигателей Стирлинга и в ряде других случаев.