2010-07-08
Топливные элементы
Топливным элементом называется электрохимический источник энергии, в основе работы которого лежит реакция между водородом и кислородом с получением электрического тока. Для работы такого источника необходимы внешние источники поступления данных веществ.
Впервые реакция «обратного электролиза» была открыта еще в 1838 году английским ученым Уильямом Гроувом. Изучая процессы электролиза воды под действием электрического тока, он обнаружил, что возможен и обратный процесс. А в следующем году он создал первый, пока еще весьма примитивный водородно-кислородный топливный элемент. Так началась история новой технологии, которая сегодня является одной из приоритетных для инженеров и разработчиков.
Конструктивно топливный элемент представляет собой два электрода (анод и катод), состоящие из графитовой пластины с нанесенным на ней слоем катализатора. Обычно в его роли выступает платина либо сплав из платиноидов. Оба электрода погружены в электролит и на них подаются соответственно водород и кислород. В результате электрохимической реакции на электродах образуется разность потенциалов. Так происходит генерация электрического тока.
Несмотря на то, что технология была известна давно, технические трудности ее практической реализации привели к тому, что первые практически применимые разработки появись лишь к середине ХХ века. Тогда в Англии и США появились первые опытно-промышленные установки мощностью от 1 до 5 кВт. А в 60-х годах прошлого века состоялся успешный дебют топливного элемента в космосе. Именно он стал основным источником электроэнергии для американских кораблей «Аполлон», отправляющихся к Луне. Мощность одного топливного элемента составляла 1 кВт.
Сегодня, в связи с проблемой загрязнения окружающей среды продуктами автомобильных выхлопов, проблема чистого источника энергии стала особенно актуальной. Поэтому разработка новых перспективных конструкций топливных элементов идет во многих странах. Однако, по прогнозам специалистов, сравниться с двигателем внутреннего сгорания по соотношению эффективность-цена они смогут не раньше 2020 года.
Раздел статей