Прямое преобразование химической энергии в электрическую

­В настоящее время еще не достигнуты такие технико-экономические показатели ТЭП, которые могли бы удовлетворить энергетику. Поэтому ТЭП пока что используются, как и ТЭГ, в случаях, когда требуются относительно малые мощности. Однако работа по улучшению показателей ТЭП ведется высокими темпами. В топливном элементе осуществляется прямое преобразование химической энергии в электрическую. В чем заключается принцип работы и каково устройство топливного элемента?

Можно, например, сжечь водород в атмосфере кислорода. В результате образуется вода и выделяется тепло, которое затем можно использовать в теплосиловом двигателе. А можно пойти другим путем, как это и делается в топливном элементе, разделив реакцию горения водорода на два процесса, в одном из которых участвует водород, а в другом — кислород. Схема топливного элемента представлена на рисунке. Элемент состоит из двух электродов (на один из которых подается водород, а на другой — кислород) и электролита. Существенным отличием топливного элемента от электрического аккумулятора является то, что запас горючего и окислителя в топливном элементе, в данном случае водорода и кислорода, непрерывно пополняется.

Водород, попадая на металлический электрод и находясь на разделе трех фаз — твердого электрода, электролита и газовой фазы, переходит в атомарное состояние (его двухатомная молекула разделяется на атомы), а его атомы делятся на свободные электроны и ядра атомов (ионы). Электроны уходят в металл, а ядра атомов — в раствор (электролит). Вследствие этого электрод насыщается отрицательно заряженными электронами, а электролит — положительно заряженными ионами.

Аналогичный процесс происходит на втором электроде, на который подается кислород. В результате проходящих у поверхности электрода процессов на нем появляются положительные электрические заряды. Кроме того, возникают отрицательно заряженные ионы ОН, которые остаются в электролите и, соединяясь с ионами водорода, образуют воду. Если соединить внешней цепью оба электрода, то возникнет электрический ток . Таким путем химическая энергия превращается в электрическую. Поскольку в топливном элементе отсутствует промежуточная стадия преобразования химической энергии в тепловую, его КПД не имеет ограничений, присущих тепловому двигателю. Водородно-кислородный топливный элемент работает при низкой температуре, а его КПД вполне может достигать 65 — 70%.

Дополнительная информация: мансардные окна призваны не только украсить кровлю в целом, но в первую очередь сделать помещение светлым, при этом не снижая температурного режима в нем даже в зимний период. Пластиковые мансардные окна сейчас весьма популярны, поэтому не стоит выбирать самые дешевые варианты, скорее всего, это уловки нечистых на руку продавцов и производителей. Качественная продукция стоит достойных денег. ­