Паливний елемент

Бути може, хтось із вас пам’ятає досвід по електролізу води, показаний учителем на уроці хімії. Електрична напруга прикладається до двох металевим електродів, зануреним у воду, і на них виділяються газоподібні водень і кисень. Йде хімічна реакція: електрика + 2НаО (рідина) -> 2Н2 (газ) + 02 (газ). (Вода поганий провідник, і тому в неї додають розведену сірчану кислоту, що дозволяє отримати значний струм.) Енергія, яка потрібна для поділу іонів, надходить з джерела електроживлення.

У 1839 р адвокат і вчений Вільям Гроув створив перші паливні елементи (ПЕ), використовуючи зворотний процес – отримання електрики з водню і кисню, поміщених в резервуар. Можливі різноманітні комбінації палива. У водневих ТЕ в результаті хімічних реакцій електрони йдуть з атомів водню і потім течуть по приєднаним проводах, створюючи корисний електричний струм. Кисень з’єднується з електронами, що повертаються з електричного кола, і іонами водню (протонами) з ПЕ. У якості «відходів» тут виступає вода. Водневий ПЕ нагадує батарею. Але батарея зрештою виснажується, і її викидають або заряджають. На відміну від неї ПЕ може працювати невизначено довго, поки він отримує паливо у вигляді водню і кисню з повітря. Для прискорення реакції як каталізатор застосовується платина.

Хто знає, можливо, ПЕ коли-небудь прийдуть на зміну традиційним двигунам внутрішнього згоряння наших автомобілів. Поки цьому перешкоджають чинники, пов’язані з вартістю, довговічністю, температурним режимом ПЕ , отриманням і транспортуванням водню. Однак і сьогодні ТЕ дуже корисні в системах аварійного енергопостачання і на космічних кораблях – вони відіграли істотну роль при висадці американців на Місяць. У ПЕ є істотні переваги – відсутність викидів окислів вуглецю та зменшення залежності економіки від нафти.

Зауважимо, що водень для ПЕ іноді отримують розщепленням вуглеводнів, що суперечить однією з цілей застосування ПЕ  – скорочення викидів парникових газів.

Посилання на основну публікацію