Топливный элемент

Топливный элемент

Идея преобразования химической энергии в электричество, при котором единственным отходом будет только вода, не нова. В наши дни она применяется для энергоснабжения домов, резервных источников питания и электромобилей.
 
Еще в 1838 г. валлийский физик Уильям Гроув создал экспериментальный топливный элемент, но только в 1950-х гг. была произведена первая коммерческая модель. В 1991 г. американский ученый Роджер Биллингс разработал топливный элемент, который можно использовать для питания электромобилей, а к 2010 г. в эксплуатацию было введено несколько электромобилей.
 
Существуют различные типы топливных элементов, но у всех имеется положительный и отрицательный электроды (анод и катод), а между ними – электролит. Большинство топливных элементов работают на водороде и кислороде. Атомы водорода подаются на анод, где они реагируют с катализатором (обычно это порошок платины). Каждый атом водорода теряет свой единственный электрон, который проходит по внешнему контуру, создавая электрический ток. Без электрона атомы водорода становятся положительными ионами и движутся через электролит к катоду. На катоде они вступают в реакцию с электронами и кислородом, образуя отход производства – воду, которая вытекает из аппарата. Очень важен правильный выбор электролита: он должен пропускать только положительные ионы водорода. Таким электролитом может служить гидроксид калия, фосфорная кислота или соли.

Экспериментальный топливный элемент, используемый в исследованиях по повышению эффективности

Экспериментальный топливный элемент, используемый в исследованиях по повышению эффективности

НАСА активно использует топливные элементы для производства электроэнергии на космических кораблях. На фото топливный элемент извлекают из грузового отсека космического челнока

НАСА активно использует топливные элементы для производства электроэнергии на космических кораблях. На фото топливный элемент извлекают из грузового отсека космического челнока

В отличие от батарей электрохимические генераторы требуют постоянной подачи топлива (обычно это водород) и кислорода, чтобы поддерживать химическую реакцию. Однако в них нет движущихся частей и не происходит горение, поэтому в идеальных условиях их надежность достигает 99,9999 %. У топливных элементов есть и еще одно преимущество: они не загрязняют окружающую среду. Одно из самых впечатляющих использований топливных элементов – электромобили. Сейчас уже производится несколько моделей таких машин, в том числе Toyota Mirai, которая может пройти без дозаправки около 502 км. Время заправки такой машины – 3–5 минут, после чего она за девять секунд может разогнаться до 97 км/ч. В Японии уже есть «водородное шоссе» с водородными заправочными станциями.

«Чем больше человек вкладывает в Бога, тем меньше остается в нем самом»

Карл Маркс

Файлы

Агрессия

Что такое жизнь?

Космос: эволюция Вселенной, жизни и цивилизации

Религиозно-идеалистическая культурология: идейные тупики