![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Применение водорода
В перспективе основным видом топлива может стать водород. При сгорании 1 л жидкого водорода выделяется в 3 раза больше теплоты, чем от бензина. Чтобы водород стал жидким, нужно понизить его температуру до –253 °C. При атмосферном давлении его плотность составляет 0, 1 кг/м3. Более простой путь применения водорода – это использование аммиака, он поступает в цилиндр с выделением водорода. Водород взрывоопасен, его хранение затруднено. При получении водорода его целесообразно сразу направлять в камеру сгорания двигателя и сжигать. В настоящее время в автомобилях стали использовать топливные элементы, которые позволяют получить электрическую энергию непосредственно из химической энергии без промежуточного образования теплоты. Если принять в качестве топлива водород, а окислителя – кислород (воздух), то топливный элемент условно можно представить в виде, как показанно на рис. 8.2. Вместо водорода можно подавать газ с большим содержанием водорода, например метан, а вместо кислорода – воздух.
В полость 1 подается водород, который контактирует с пористым анодом 2 (сплав платины с иридием). В полость 3 подается кислород, который контактирует с пористым катодом 4, выполненным из такого же материала, что и анод 2. Между катодом и анодом находится электролит. Водород проходит через поры анода 2 и, соприкасаясь с электролитом, ионизируется. Ионизация в газах – отрыв от атома или молекулы газа одного или нескольких электронов. При этом электроны будут уходить во внешнюю цепь, а ионы водорода поступят в электролит. Затем электроны, пройдя внешнюю цепь (электродвигатель 5), соединяются на катоде 4 с кислородом, образуя ионы кислорода. Далее, ионы кислорода соединяются с водой электролита и образуют гидроксильные ионы, которые после соединения с ионами водорода вновь образуют воду. В результате получим
О2 + 2Н2 = 2Н2О + электроэнергия.
Электроэнергия подается на электродвигатель 5, который может приводить в движение колеса автомобиля. В настоящее время в ряде стран применяют спирты – метанол и этанол. Главный недостаток спиртов – меньшая теплотворная способность. Спирты можно использовать в качестве добавки (15 %) к бензинам. В этом случае достигаются следующие положительные результаты: - не нужно вносить изменения в конструкцию двигателя; - можно работать на бензине с меньшим октановым числом; - снижаются токсичность отработавших газов и расход бензина. Основные характеристики спиртов приведены в табл. 8.2.
Таблица 8.2.
|