Паливна комірка або позачасова батарея

Паливний елемент своїми руками будинку

Кожного року мобільні електронні пристрої покращуються, стають більш поширеними і доступнішими: PDAs, ноутбуки, мобільні та цифрові пристрої, фоторамки та ін. Всі вони постійно поповнюється новими функціями, більшими моніторами, бездротовим зв'язком, сильнішими процесорами, в той час як зменшення розміру. Технології живлення, на відміну від напівпровідникової технології, не йдуть стрибки і межі.

Доступні акумулятори і батареї для живлення досягнень галузі стають недостатньою, тому питання альтернативних джерел є дуже гострим. Паливні клітини в даний час є найбільш перспективним напрямком. Принцип їх роботи був відкритий у 1839 році Вільямом Роде, який генерував електрику шляхом зміни електролізу води.

Які паливні елементи?



Документарні, паливні елементи для транспорту: минуле, сьогодення, майбутнє

Паливні елементи зацікавлені у виробниках автомобілів, а творці космічних апаратів зацікавлені в них. У 1965 році вони навіть перевірили Америку на космічних апаратах Gemini 5, а пізніше на Аполлоні. Мільйони доларів інвестуються в дослідження паливних елементів сьогодні, коли виникають проблеми, пов'язані з забрудненням навколишнього середовища, збільшення викидів парникових газів, що створюються згорянням викопних палив, запасів яких також не є нескінченними.

Паливний елемент, часто називають електрохімічним генератором, працює в порядку, описаному нижче.



Схема експлуатації паливного елемента на водню

І, як акумулятори і батареї, гальванічний елемент, але з різницею, які активні речовини зберігаються окремо в ньому. Вони приходять в електроди, як вони використовуються. Негативний електрод спалює природний паливо або будь-яку речовину, отриману з неї, яка може бути газоподібним (гідрогеном, наприклад, і вуглекислим газом) або рідиною, як спирти. На позитивному електроді зазвичай реагує кисень.

Але простий принцип дії непросто перевести в реальність.

Паливний елемент своїми руками



На жаль, ми не маємо ніяких зображень, що це паливо повинно виглядати, але ми сподіваємося, що ваша фантазія допоможе.

Низькі паливні елементи своїми руками можна зробити навіть в шкільній лабораторії. Необхідно доставити на стару газову маску, кілька штук Флексігласа, алкалі і водний розчин етилового спирту (проста, горілка), який буде служити «зручним» паливним елементом.





Стаціонарна електростанція на основі хімічних паливних елементів

Перш за все, потрібно житло для паливної клітини, яка краще виготовлена з лексигли, не менше п'яти міліметрів товстої. Внутрішні перегородки (всередині п'ять відсіків) можна зробити трохи тонше - 3 см. Для заклеювання лексигли використовують клей цього складу: в сто грамах хлороформу або діхлоретину розчиняють шість грамів чіпсів Plexiglas (робота під капюшоном).

У зовнішній стінці тепер необхідно просвердлити отвір, в яке потрібно вставити зливну скляну трубку діаметром 5-6 сантиметрів через гумовий штепсель.

Всім відомо, що в Менделєєвому столі в нижньому лівому куті є найбільш активні метали, а високоактивні металеві кришки знаходяться в таблиці в верхньому правому куті, тобто можливість давати електрони посилюється зверху вниз і з правого наліво. Елементи здатні проявляти себе як метали або металіди при певних умовах знаходяться в центрі столу.

Тепер в другому і четвертому відсіках ми заливаємо активоване вугілля з газової маски (навіть перший розділ і другий, а також третій і четвертий), який буде служити електродами. Так що через отвори вугілля не випадає, його можна помістити в капронову тканину (жіночі капронні панчохи підходять).

Паливо буде циркулювати в першій камері, в п'ятому повинен бути постачальником кисню - повітря. Є електроліт між електродами, і для того, щоб він не зміг витікати в повітряну камеру, потрібно просочити її розчином парафіну в бензині перед заповненням в четвертій камері вугілля для електроліту (відношення 2 грамів парафіну на півскляну бензин). На шарі вугілля необхідно покласти (легку пресовану) мідні пластини, до яких пропалюються дроти. Через них струм буде видалено з електродів.

Все, що залишається, щоб заряджати елемент. Для цього потрібно горілка, яку потрібно розвести водою в 1: 1. Потім акуратно додайте три сотні до трьохсот і п'ятдесят грам каустичного калію. Для електроліту в 200 грам води розчиніть 70 грам каустичного калію. Паливний елемент готовий до тестування. Тепер необхідно одночасно залити паливо в першу камеру, а електроліт в третій. вольтметр, прикріплений до електродів, повинен показати від 07 вольт до 0,9. Щоб забезпечити безперервну роботу елемента, потрібно знімити відпрацьоване паливо (копати в склянку) і залити нову (через гумову трубку). Швидкість постачання регулюється стисненням труби. Як виглядає робота паливної клітки в лабораторних умовах, потужність яких зрозуміла невелика.



Щоб збільшити потужність, вчені вже давно займалися цією проблемою. На активному виробництві стали метанол і етанол паливні клітини. Але, на жаль, вони не мають доступу до практики.

Чому паливний елемент вибирається як альтернативне джерело живлення





Робоча модель електричної іграшки на водневому паливному елементі

Альтернативним джерелом живлення є паливна клітина, оскільки кінцевий продукт згоряння водню в ній є вода. Єдина проблема — це недорогий і ефективний спосіб отримання водню. Величезні кошти, що інвестуються в розвиток водневих генераторів і паливних елементів, не можуть нести плоди, тому технологічний прорив і їх реальне використання в повсякденному житті тільки справа часу.

Уже сьогодні монстри автомобільної промисловості: загальні двигуни, Honda, Draimler Koisler, Ballard, демонструють автобуси і автомобілі, які працюють на паливних клітинах, потужність яких досягає 50 кВт. Але проблеми, пов’язані з їх безпекою, надійністю, вартістю ще не вирішені. Як вже згадувалося, на відміну від традиційних джерел живлення – акумуляторів і батарей, в цьому випадку окислювач і паливо поставляються ззовні, а паливна комірка – це лише посередництво в постійній реакції на спалювання палива і перетворення вивільненої енергії в електроенергію. «згоряння» відбувається тільки в тому випадку, якщо поточний елемент віддається на навантаження, як дизельний генератор, але без генератора і дизельного двигуна, а також без шуму, диму і перегріву. У той же час ефективність значно вища, оскільки не існує проміжних механізмів.





Високі надії кріпляться на використанні нанотехнологій і наноматеріалів, які допоможуть мінінатуризувати паливні клітини, підвищуючи їх потужність. У звітах було створено суперефективні каталізатори, а також конструкції паливних елементів без мембран. У них разом з окислювачем подається в паливний елемент (наприклад, метан). Цікаві рішення, де кисневе розчинене в повітрі вода використовується як окислювач, так і органічні домішки, що накопичуються в забруднених водах, як паливо. Це так звані елементи біопалива.

За словами експертів, паливні елементи можуть вийти на масовий ринок в найближчі роки. Видання



P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki



Джерело: motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1242-toplivnyj-jelement-svoimi-rukami.html