Топливные элементы с фосфорнокислым электролитом
7.5.2.1. Батарея топливных элементов Engelhard
Топливные элементы работают при низких напряжениях и высоких плотностях тока, поэтому соединение элементов должно быть последовательным. Наиболее простым вариантом такого соединения является биполярная схема: каждый электрод является одной своей боковой поверхностью анодом для одного элемента и противоположной боковой поверхностью катодом для другого.
используется фосфорная кислота (устаревшая модель), относится в бі лярному типу элементов, охлаждаемых воздухом (рис. 7.5). Алюминие электрод покрыт тонким слоем золота для зашиты от коррозии, на уголь электрод также сделана накладка из золота для уменьшения контактного противления.
Толщина пластины составляет 3 мм, на обеих ее боковых поверхностях полнены канавки или каналы. Каналы, по которым движется окислитель, положены перпендикулярно каналам, проточенным с другой стороны пласті по которым движется водород. Пластина имеет прямоугольную форму, прі воздух движется по каналам, расположенным вдоль короткой грани пласті что сделано для уменьшения гидравлического сопротивления. Каналы на п| тинах служат не только для подвода газов, они также увеличивают плошал’ тивной поверхности электродов.
Лист из многослойной бумаги пропитан раствором электролита и п креплен к электродам через уплотнительные резиновые прокладки. Как но, этот тип конструкции топливного элемента не имеет принципиал отличий от конструкции демонстрационной модели, описанной в пред щем параграфе.
Крепея
элемс
Ячеист….
многослойная бумага литом
Рассматриваемый топливный элемент работает при температуре 125 °С. О лителем является воздух, который поступает в ТЭ при температуре окружаю среды, а выходит из ТЭ горячим и влажным. Таким образом, от устройства водятся избыточная теплота и влага, образующаяся в результате окисления т
ва. Расход воздуха подбирается таким образом, чтобы обеспечить ТЭ доста — ным количеством кислорода, а также поддерживать соответствующий отвод лоты и влаги.
Очевидно, катализаторы в рассматриваемой модели ТЭ не используются, эчетании с относительно низким уровнем рабочей температуры это приводит слабой кинетике и, как следствие, низкой эффективности.
В коммерческих моделях ТЭ Engelhard этого типа, соединенных в батарею иностью 750 Вт, используется в качестве топлива водород, полученный раз — ением аммиака. Аммиак — это гидрид азота, он очень удобен для хранения орода. В состав системы входят источник аммиака (баллон под давлением), гинг-установка, газоочиститель, топливные элементы, а также насосы и вспо — тельные механизмы управления.
Топливные элементы работают с КПД примерно 45 %, если определять по ксимальной температуре нагрева аммиака. Однако часть топлива необходимо «гать для подвода теплоты к крекинг-установке, чтобы обеспечить рабочую пературу 850 °С, таким образом, общий КПД системы снижается до значе — , близкого к 30 %. При уменьшении общей мощности системы КПД стано — ся еще ниже.