Топливные элементы

Топливные элементы – это такие источники тока, в которых образование тока происходит за счёт окисления топлива на аноде и восстановления его на катоде.

КПД 25%.

75% энергии рассеивается.

Схема водородно-кислородного топливного элемента

(-) Pt, Ni H2 КОН 30 – 40% O2, Ni Pt (+) Пористые угольные электроды.

Ан. пр.: 2H2 + 4OH = 4H2O + 4e

Кат. пр.: О2 + 2H2O + 4e → 4OH

Т. О. Р. Н2 + ½ О2 = H2O

1,23 В КПД = 83%

В одном из простейших топливных элементов происходит поглощение Н2 и О2 в присутствии щелочного раствора. Газы поступают в элемент сквозь пористые угольные электроды. В качестве окисляемых на аноде веществ можно применять газообразные углеводороды, а кислорода, содержащегося в воздухе вполне достаточно для обеспечения катода электродным веществом.

Создан и биологический топливный элемент, в котором используются ферменты и мембраны, обладающие селективной проницаемостью для анионов и катионов.

В одном из вариантов такого элемента фермент гидролизирует анод, разлагая на ионные составляющие.

R CONH2 + H2O → RCOO + NH4

Селективная мембрана представляет собой твёрдое, пористое вещество, на внутренней стороне которого находятся фиксированные ионы, позволяющие диффундировать сквозь поры лишь ионам противоположного знака.