Газовые аккумуляторы что это такое

Не может быть! 9. Газовые аккумуляторы

Не может быть! И все-таки… №9

Одной из фундаментальных задач научно-технического прогресса является создание ёмких (с большой емкостью на килограмм веса) аккумуляторов энергии. Сегодня самые емкие аккумуляторы имеют емкость в 400-500 килоджоулей и цену где-то в 100-1000 долларов за килограмм.

Лет двадцать тому назад я предложил сверхъемкие аккумуляторы энергии в 2000-4000 килоджоулей на 1 кг веса при стоимости в 1 цент/кг (к тому же и довольно безопасные: химически нейтральны и не взрываются). Возможности применения таких аккумуляторов просто фантастические, но все равно они так никого и не заинтересовали…

Открытие вращательной энергии позволяет создать аккумулятор энергии на основе углекислого газа с удельной мощностью до 10 тысяч и более килоджоулей на 1 кг веса (газа)!

Какие же перспективы открывает новый аккумулятор?

1. В экономическом отношении это, прежде всего, «вечный двигатель», ибо сегодня ВСЯ вращательная тепловая энергия (которая в полтора раза превышает энергию всего органического топлива на Земле – угля, нефти, газа, древесины, т.е. больше, чем вырабатывают все атомные электростанции) просто выбрасывается в атмосферу и идет на ее разогревание (с чем человечество якобы борется). Следовательно, ее можно взять БЕСПЛАТНО! Более того, за ее использование можно получить еще и дотации от международного экологического ведомства за снижение температуры атмосферы Земли…

Однако сегодняшние экономисты, видимо, еще не очень понимают, что если с помощью одной и той же тепловой энергией обогревать не только Петербург, но еще и Москву, то энергию, предназначенную для Москвы, можно продать, а то и вообще не производить.

(Здесь я не могу не упомянуть и еще об одном фантастическом открытии – НА ПЕРВЫЙ ВЗГЛЯД ну точно вечный двигатель! По моим расчетам, с помощью 1 кг угля можно произвести не 7500, как сегодня, и не 20000, как с использованием вращательной энергии, а СКОЛЬКО УГОДНО калорий (что это нисколько НЕ противоречит законам термодинамики)! Практически это означает, что затраты энергии на эквивалентные отопление жилищ и нагрев бытовой воды можно сократить в 100 раз. Например, привез на Чукотку один самолет антрацита, и… блаженствуй в тепле, сколько твоей душе угодно! Одно только плохо: в этом тысячелетии это открытие ни наука, ни практика, со всей очевидностью, использовать не будут…)

2. Вращательная энергия – самая безопасная: углекислый газ и не взрывается, и не окисляется, и не окисляет, и не обжигает. А чтобы высвободить вращательную энергию, углекислый газ нужно пропустить через «катализатор» (мел или какой-либо иной). А потому ракеты на углекислом газе НЕ ВЗРЫВАЮТСЯ!

3. Вращательная энергия абсолютно экологична, ведь использованный углекислый газ не обязательно выбрасывать в атмосферу. Да и для природы углекислый газ не столь вреден, как окись углерода или азота.

4. Использование вращательной энергии позволяет вдвое сократить выброс тепловой энергии в атмосферу и частично восстановить энергетический баланс планеты, а значит, и восстановить скорость Гольфстрима, количество годовых осадков в центральных частях материков, условия для жизнедеятельности многих видов животных…

Но… я вынужден остановить свой рассказ об аккумуляторах на грустной ноте: ничем нельзя пробить безразличие подавляющего большинства промышленников (тем более государств) к открытиям и к новым (не внедренным) изобретениям, не говоря о том, что и международное право в области научно-изобретательской деятельности мало способствует (можно сказать, в какой-то мере даже препятствует) их внедрению.

Источник

Газовый аккумулятор

Газовый аккумулятор — конструктивно новый химический источник тока, изобретенный советским инженером А. Г. Пресняковым в 1955 году.

Принцип действия газового аккумулятора основан на обратимых окислительно-восстановительных реакциях. В процессе зарядки на электродах выделяются газы, поглощаемые адсорбентом (например, активированным углем). При появлении тока нагрузки происходит их соединение с образованием электрического тока.

Простейший аккумулятор состоит из герметичной емкости с раствором электролита, в который погружены электроды. Конструктивно электрод состоит из собственно угольного электрода, ионно-проницаемой мембраны и адсорбента.

Удельная энергоёмкость современных газовых аккумуляторов достигает 100 Вт·ч/кг.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Газовый аккумулятор» в других словарях:

Цинк-хлорный аккумулятор — это вторичный химический источник тока в котором в качестве анода используется цинк, электролит водный раствор хлорида цинка, катод газовый хлорный. Отличается высокой удельной энергией(160 250 Вт·ч/кг), и большим значением ЭДС(1,98 2,2 В).… … Википедия

Железо-воздушный аккумулятор — Железо воздушный аккумулятор это вторичный химический источник тока, в котором в качестве анода используется железо, электролит гидроксид калия, катод газовый, воздушный электрод. Содержание 1 Электрохимия 2 Параметры … Википедия

Литий-хлорный аккумулятор — это вторичный химический источник тока, в котором в качестве анода используется литий, электролит растворы солей лития в органических растворителях (либо твердый электролит), катод газовый хлорный электрод. Отличается значительной удельной… … Википедия

Свинцово-водородный аккумулятор — это вторичный химический источник тока, в котором анодом является газовый либо металлогидридный водородный электрод, электролит серная кислота, катод двуокись свинца. Содержание 1 История изобретения 2 Параметры … Википедия

Литий-фторный аккумулятор — Проверить информацию. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения должны быть пояснения. Литий фторный аккумулятор вторичный … Википедия

Цинк-воздушный аккумулятор — Воздушно цинковые элементы с цветовым кодированием Воздушно цинковый элемент гальванический элемент, в котором в качестве анода используется цинк, электролит водный раствор гидроксида калия (либо растворы хлорида цинка), катод газовый (воздушный… … Википедия

ГАД — газовый аккумулятор давления … Словарь сокращений русского языка

Электрические аккумуляторы — NiCd аккумуляторы Электрический аккумулятор химический источник тока многоразового действия. Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных устройств. Содержание 1 Принцип действия … Википедия

Батарейка — У этого термина существуют и другие значения, см. Батарейка (значения). Гальванические элементы, батареи элементов и батареи аккумуляторов … Википедия

Источник

Чистая
энергия

Будяк
Денис
Влерьевич

Газовые элементы и аккумуляторы

Газовые элементы и аккумуляторы

Современная техника требует большого количества переносных источников электрической энергии. Они должны быть легкими, просты­ ми в недорогими. Попытки найти но­ вые пути в решении этого вопроса всегда вызывали интерес.

Могут быть, например, созданы такие химические источники элек­ трической энергии, в которых в ре* акциях участвуют не твердые веще­ ства, а газы.

Каковы же основные особенности газовых элементов и аккумуляторов? Можно ли обыкновенный кислотный свинцовый аккумулятор назвать газ овым?

При зарядке на катоде свинцового аккумулятора выделяется водород, восстанавливающий окислы свинца в чистый свинец. На аноде выде­ ляется кислород, окисляющий при заряде свинец пластины аккумулято­ ра в двуокись свинца. Газы здесь играют только вспомогательную роль и при отключении аккумуля­ тора от источника тока тут же уле­ тучиваются.

В газовых же аккумуляторах н элементах во время зарядки обра­ зуются н длительное время сохра­ няются запасы газов, взаимодей­ ствующих между собой при разряд- ке,— они являются активными веще­ ствами. Сами электроды в электро­ химических процессах не участвуют, Пластины в газовом аккумуляторе и в газовой элементе являются носи­ телями для активных веществ — га­ зов. В этом основное отличие газо­ вых аккумуляторов н элементов от источников тока других типов.

Газовые гальванические элементы были созданы больше века назад, но не получили до сих пор практиче­ ского применения. Объясняется это тем, что при обычной температуре газы находятся в молекулярном со­ стояния, в котором они в реакцию не вступают. Таким образом, задача создания элемента сводится к тому, чтобы найти способ разложения мо­ лекулярных газов в атомарные, так как только в атомарном состоянии газы становятся химически активны­ ми. Решить эту задачу можно дву­ мя путями: применением катализа- торов (веществ, ускоряющих хими­ ческие процессы) и нагреванием га­ зов до высокой температуры. В пер­ вом газовом гальваническом элемен­ те был применен активный катали­ затор— губчатая платина.

Необходимость применения плати­ ны или других катализаторов из ценных материалов, а также сложн ость конструкций являлись основ­ ными препятствиями в развитии так называемых холодных газовых элем ентов. Тепловые газовые элементы также не получили распространенна из-за сложности изготовления и эксплуатации и пока что не вышли из

В отличие от газовых гальваниче- ских элементов в газовом аккумуля­ торе атомарные газы создаются по­ средством электролиза во время за­ рядки аккумулятора. В качестве электродов используются пластины из активированного угля, обладаю­ щего большой адсорбционной, т. е. поглотительной, способностью.

В активированном угле имеются поры, невидимые даже в микроскоп, Такие ультрапоры и способствуют поглотительным процессам. Доста­точно сказать, что суммарная по­ верхность пор в одном грамме акти­вированного угля достигает тысячи квадратных метров.

Так как газы обладают различны­ ми электрическими потенциалами, то для того, чтобы получить большую емкость аккумулятора, нужно подо­ брать такие газы, которые давали бы большую разность потенциалов н хорошо поглощались бы адсорбента ми (в данном случае активирован­ ным углем).

Простейший газовый аккумулятор

состоит из двух пластин, сделанных из активированного угля и помешен­ ных в банку с 15-процентным ра­ створом хлористого натрия (пова­ ренная соль, одна столовая ложка на стакан воды). При зарядке акку­ мулятора происходит электролиз ра­ створа хлористого натрия, в резуль­ тате чего отрицательный электрод насыщается водородом, а положи­тельный — хлором. Напряжение на зажимах такого аккумулятора со­ ставляет 2,5 в. При эксплуатации аккумулятора электролит следует периодически менять, так как в нем скапливается едкий натр, получаю­ щийся при разложении соли.

В газовых аккумуляторах в каче­ стве электролита можно применять и другие растворы (солей, кислот, щелочей), но тогда при электролизе во время заряда на электродах бу­ дут выделяться и другие газы, В за­ висимости от того, какие газы ис­ пользуются в качестве активных ве- тцеств, напряжение на зажимах аккумулятора будет различно. Так, например, пара водород — кислород (при очень слабом растворе серной кислоты или щелочи в качестве электролита) дает 2 в. Водород и углекислый газ (электролит — ра­ створ питьевой соды) дают 1,3 в. Хорошие результаты дает пара хлор —сернистый газ, так как эти

газы хорошо удерживаются активи рованным углем. Трудность при при­ менении этой пары газов состоит в том, что в аккумуляторе прихо­ дится производить электролиз двух электролитов. Простейший газовый аккумулятор, использующий пару хлор — сернистый газ, собирается следующим образом. В отдельных банках путем электролиза два электрода из активированного угля насыщаются газом: один хлором, другой — сернистым газом. Хлор С1 собирается в одной отдельной банке на угольном электроде при разложен ии хлористого натрия (поваренной соли), а сернистый газ SO₂ — в дру­ гой банке при электролизе серни­ стого натрия. Затем угольные насы­ щенные газон пластины помещают­ ся в общий сосуд, залитый электро­ литом, которым служит раствор хло­ ристого натрия. Сернистый газ в га зовом аккумуляторе — от­ рицательного потенциала, а хлор положительного. Такой аккумулятор дает напряжение около 1 в. Следует отметить, что сернистый газ погло щается активированным углем в гро- мадном количестве и долго сохра­ няется в его порах. Хлор же, как показал опыт, держится слабее. По­ этому, если к сернистому газу по­ добрать такой же стойкий газ, то емкость газового аккумулятора мож- но будет увеличить в десятки раз.

Конструктивно при использовании

пары хлор — сернистый газ газовый аккумулятор с двумя электролитами выполняется так. В основной сосуд (рис, 1, а), содержащий раствор 5 поваренной соли, помешается второй сосуд 4, меньший по размеру, в ко- торый налит раствор 6 сернистого натрия. Стенки второго сосуда имеют пористую структуру, не ме­ шающую движению ионов, но пре­ пятствующую смешиванию двух электролитов. Во время зарядки (рис. 1,6) оба газонесущих элек­ трода 2 должны быть подключены К положительным зажимам источни­ ка тока. Поэтому в каждый сосуд вводятся дополнительные угольные отрицательные электроды 3. Цель нагрузки при разряде (рис. 1,б)

подключается только к основным га- зонесущим электродам.

Пластины 2 можно прессовать из порошка активированного угля. К верхнему краю такой пластины, имеющей вид галеты, прикладывают твердую графитовую пластину для отвода тока, затем стягивают их

вместе нитками. Пластину номе- щают в мешочек на ткани в плот­ но снова обматывают нитками. Со­ суд, где располагаются пластины, иногда заполняется мелкой крошкой асбеста- После заполнения асбестом в сосуд заливается электролит — получается полусухой аккумулятор.

Пластины аккумулятора можно изготовить также из твердых графи­ товых пластин, в которых просвер­ливаются сквозные отверстия. Поме­ щенные в мешочки пластины засы­ пают порошком или гранулами (зер­ нами) активированного угля н вкла­ дывают в мешочки. Мешочки плот­ но обматывают нитками, вследствие чего конструкция получается жесткой, а электрический контакт активной массы с пластинкой надежным. Вме-

сто пластин можно применять н угольные стержни, но так как по­ верхность стержней меньше поверх­ ности пластин, разрядный ток акку­ мулятора в этом случае уменьшается.

Для изготовления мешочков, в ко­ торые помешаются пластины, при­ меняется как простая хлопчатобу­ мажная ткань, так и кислотоупор­ ная ткань «хлорин». В первом слу- чае в аккумуляторе можно приме­ нять только слабые электролиты, на- пример раствор поваренной соли, во втором же более сильные — раствор соляной кислоты или щелочи.

При эксплуатации такого аккуму­ лятора выявилось, что дневной свет отрицательно влияет на работу аккумуляторов, так как ускоряет саморазряд. Когда электроды были перемешены из открытого сосуда с прозрачными стенками в темный бачок с крышкой, саморазряд значи­ тельно уменьшился.

Понижение температуры сказы­ вается положительно на работе аккумулятора. Так, постепенное сни­ жение температуры от +20° С до —20° С способствовало повышению емкости и уменьшению саморазряда. Какова же средняя емкость газового аккумулятора? Оказывается, что 50—80 г активированного угля пла с тин обеспечивают емкость в один ампер-час.

Зарядка газового аккумулятора ве­ дется так же, как н аккумуляторов других типов; либо от генератора по­ стоянного тока, либо от сети пере­менного тока посредством селеново-го или купроксного выпрямителей. Зарядку можно производить током силы, определяющейся ве­личиной тока, который могут выдержать контакты аккумулятора.

Быстрый разряд и даже короткое замыкание не оказывают вредного влияния на прочность н общее со-

стояние электродов. Аккумулятор

может длительное время находиться в незаряженном состоянии.

Емкость газового аккумулятора зависит от поглощающих свойств материала его пластин. Наилучшими адсорбирующими свойствами обла дает активированный уголь, приго­ товленный из косточек урюка. Пер­ вые же опыты с моделями газового аккумулятора, в котором только один катод был приготовлен из та­ кого угля, дали неожиданные ре­ зультаты: мощность аккумулятора увеличилась в два раза, саморазряд уменьшился, разрядный ток увели- чился.

Попытки использовать катализато­ ры, которые примешивались в со­ став активной массы электродов, не показали явных преимуществ этого способа (в одном случае применял­ ся ферросилиций, в другом —ни­ кель) .

Представляет интерес эксперимент, проведенный с аккумулятором, в пластины которого был добавлен радиоактивный кобальт. Ионизацион- ная способность газа при введении кобальта несколько возросла, но о практическом применении радио­ активных добавок в настоящее вре­ мя еще рано говорить.

Газовый аккумулятор не лишен еще многих недостатков: наблюдает­ ся самопроизвольное падение напря­ жения, саморазряд. Чтобы улучшить условия адсорбции, в электролит вводятся добавки, например борная кислота. Для уменьшения самораз­ ряда применяются так называемые отрицательные катализаторы, т. е. вещества, замедляющие течение ре­ акций (например, сахар).

На практике газовые аккумулиторы смогут найти применение лишь по­ сле устранения указанных недостат­ ков.

Источник