Топливный элемент как химический источник электроэнергии

• портативная электроника,
• питание сотовых телефонов,
• зарядные устройства для армии,
• роботы.

       7. Преимущества водородных  топливных элементов.

       Топливные элементы обладают рядом ценных качеств, среди которых:

       Высокий КПД

       У топливных элементов нет жёсткого ограничения на КПД, как у тепловых машин (КПД цикла Карно является максимально возможным КПД среди всех тепловых машин с такими же минимальной и максимальной температурами).

       Высокий КПД достигается благодаря прямому  превращению энергии топлива  в электроэнергию. Если в дизель-генераторных установках топливо сначала сжигается, полученный пар или газ вращает турбину или вал двигателя внутреннего сгорания, которые в свою очередь вращают электрический генератор. Результатом становится КПД максимум в 42 %, чаще же составляет порядка 35-38 %. Более того, из-за множества звеньев, а также из-за термодинамических ограничений по максимальному КПД тепловых машин, существующий КПД вряд ли удастся поднять выше. У существующих топливных элементов КПД составляет 60-80 %[8],

       КПД почти не зависит от коэффициента загрузки. 

       Экологичность

       В воздух выделяется лишь водяной пар, что является безвредным для окружающей среды. Но это лишь в локальном масштабе. Нужно учитывать экологичность в тех местах, где производятся данные топливные ячейки, так как производство их само по себе уже составляет некую угрозу (ведь производство не может быть безвредным). 

       Компактные  размеры

       Топливные элементы легче и занимают меньший  размер, чем традиционные источники  питания. Топливные элементы производят меньше шума, меньше нагреваются, более  эффективны с точки зрения потребления топлива. Это становится особенно актуальным в военных приложениях. Например, солдат армии США носит 22 различных типа аккумуляторных батарей. Средняя мощность батареи 20 Ватт. Применение топливных элементов позволит сократить затраты на логистику, снизить вес, продлить время действия приборов и оборудования. 

       Заключение

       Итак, мы познакомились с таким химическим источником электроэнергии, как топливный  элемент  (электрохимическое устройство, подобное гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне — в отличие от ограниченного количества энергии, запасенного в гальваническом элементе или аккумуляторе). Этот тип химических источников энергии  очень перспективен, т.к. ТЭ способны длительно непрерывно работать. Применение ТЭ целесообразно там, где требуются малые мощности (около 100Вт) при длительной работе, отсутствует контроль и невозможно обеспечение электроэнергией от обычных энергосетей.  

       Список  литературы

1. В. С. Лаврус. Источники энергии. К.: НиТ, 1997
2. Н.В. Коровин, Э.Л. Филиппов «Электрохимические процессы». Москва 1973г.
3. Э.Э. Шпильрайн, А.П. Севастьянов «Электрохимические генераторы и фотоэлектрические преобразователи». Москва 1985г.
4. Н.П. Федотьев, А.Ф. Алабышев «Прикладная электрохимия». Издательство «Химия» Ленинградское отделение 1967г.
5. Варыпаев В.Н., Дасоян М.А., Никольский В.А. Химические источники тока.  М. Высшая школа 1990г.