Сайт малая энергетика Розин М.Н. Будяк Д.В.


Главная

Пара слов об авторе

Что такое киловатт-час?

Потребление энергии в частном доме

Правда жизни: без топлива - никак

Возможен ли вечный двигатель?

Как искать патенты

Энергия ветра

Самодельный генератор на постоянных магнитах

Самодельный ветряк с лопастями из шпона

Статья о древесных гранулах и сравнении их с другими видами топлива

Самодельная ветроустановка с вертикальной осью вращения

Самодельный трех лопастный ветряк с автомобильным генератором переделанным на постоянные магниты

Самодельный автоматический котел на древесных гранулах

Самодельный ветряк с лопастями из алюминиевой трубы с самодельным генератором

Самодельный тихоходный ветряк

Схема электрическая тихоходного ветряка

Самодельный ветряк с самодельным генератором

Ветряк в сельском доме - опыт и раздумья

Книги, архивы метеоданных

Наш ветряк с задней ступицей от ВАЗ-2109, доклад, авг 2012, pdf

Наш ветряк - доклад, фотографии и смета (zip)

Возобновляемая энергетика на Родосе

Теория идеального ветряка или в чем ошибка Владимира Сидорова

Знак вопроса

Перевод инструкции к программе Profili

Быть или не быть?

Ветрогирлянды

Что такое число Рейнольдса?

Теория паруса

Теория идеального ветряка

Расчет лопастей ветряка

Старинный ветряк, сохранившийся в курском областном музее.

Вопросы по расчету лопастей

Расчет минимального ветра, необходимого для страгивания ветряка

Концентраторы ветрового потока

Ветровая энергия для дома

Оптимальный угол атаки в ветряке

Винт-турбина

Поляры плоской пластины и желобков, а также GOE417A

Как изготовить деревянные лопасти для ветряка

Программа для трансформации профилей

Идеальный коэффициент использования энергии ветра.

Г. X . САБИНИН ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНОГО ВЕТРЯКА

Программа для расчета потерь напора

Парашютный ветряк

Энергия воды

Энергия равнинных рек - что ждать?

Самодельная мини гидроэлектростанция Кимкетовых

Принцип работы гидротарана и расчетные формулы.

Статья из довоенной технической энциклопедии про гидротаран.

Самодельная микро ГЭС. Часть 1. Напорная установка

Теория и расчет напорной микро ГЭС

Теория и расчет пропеллерной проточной микро ГЭС

Турбина Пельтона. Физика работы и основные формулы.

Энергия Солнца

Несколько слов об энергии Солнца

Возобновляемая энергетика на Родосе

Электрооборудование

Сложности при изучении магнетизма.

Как измерить характеристики неизвестного магнита?

Расчет магнитного поля в железе генератора.

Расчет бандажа для постоянных магнитов

Электрогенераторы ВИНДЭК для ветряков и микро ГЭС

Электрические характеристики велосипедного генератора

Электрические характеристики генератора Г303В

Определение внутреннего сопротивлениия генератора

Устройство автомобильных генераторов

Книги и ссылки

Авторское право

Карта сайта

__________

 

Подъемные платформы для инвалидов платформы подъемные для инвалидов.

>Аккумулирование

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ


Газовые элементы и аккумуляторы

А. Пресняков


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

Могут быть, например, созданы такие химические источники элек­трической энергии, в которых в ре* акциях участвуют не твердые веще­ства, а газы.

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

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

В газовых же аккумуляторах н элементах во время зарядки обра­зуются н длительное время сохра­няются запасы газов, взаимодей­ствующих между собой при разряд- ке,— они являются активными веще­ствами. Сами электроды в электро­химических процессах не участвуют, Пластины в газовом аккумуляторе и в газовой элементе являются носи­телями для активных веществ — га­зов. В этом основное отличие газо­вых аккумуляторов н элементов от источников тока других типов.

Газовые гальванические элементы были созданы больше века назад, но не получили до сих пор практиче­ского применения. Объясняется это тем, что при обычной температуре газы находятся в молекулярном со­стояния, в котором они в реакцию не вступают. Таким образом, задача создания элемента сводится к тому, чтобы найти способ разложения мо­лекулярных газов в атомарные, так как только в атомарном состоянии газы становятся химически активны­ми. Решить эту задачу можно дву­мя путями: применением катализа-торов (веществ, ускоряющих хими­ческие процессы) и нагреванием га­зов до высокой температуры. В пер­вом газовом гальваническом элемен­те был применен активный катали­затор— губчатая платина.

Необходимость применения плати­ны или других катализаторов из ценных материалов, а также сложность конструкций являлись основ­ными препятствиями в развитии так называемых холодных газовых элементов. Тепловые газовые элементы также не получили распространенна из-за сложности изготовления и эксплуатации и  пока что не вышли  из


 

стен лабораторий.

В отличие от газовых гальваниче-ских элементов в газовом аккумуля­торе атомарные газы создаются по­средством электролиза во время за­рядки аккумулятора. В качестве электродов используются пластины из активированного угля, обладаю­щего 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 по­верхность пор в одном грамме акти­вированного угля достигает тысячи квадратных метров.

Так как газы обладают различны­ми электрическими потенциалами, то для того, чтобы получить большую емкость аккумулятора, нужно подо­брать такие газы, которые давали бы большую разность потенциалов н хорошо поглощались бы адсорбентами (в данном случае активирован­ным углем).

Простейший газовый   аккумулятор

состоит из двух пластин, сделанных из активированного угля и помешен­ных в банку с 15-процентным ра­створом хлористого натрия (пова­ренная соль, одна столовая ложка на стакан воды). При зарядке акку­мулятора происходит электролиз ра­створа хлористого натрия, в резуль­тате чего отрицательный электрод насыщается водородом, а положи­тельный — хлором. Напряжение на зажимах такого аккумулятора со­ставляет 2,5 в. При эксплуатации аккумулятора электролит следует периодически менять, так как в нем скапливается едкий натр, получаю­щийся при разложении соли.

В газовых аккумуляторах в каче­стве электролита можно применять и другие растворы (солей, кислот, щелочей), но тогда при электролизе во время заряда на электродах бу­дут выделяться и другие газы, В за­висимости от того, какие газы ис­пользуются 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 — ра­створ питьевой соды) дают 1,3 в. Хорошие результаты дает пара хлор —сернистый газ, так как эти


газы хорошо удерживаются активированным углем. Трудность при при­менении этой пары газов состоит в том, что в аккумуляторе прихо­дится 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 разложении хлористого натрия (поваренной соли), а сернистый газ SO2 в дру­гой банке при электролизе серни­стого натрия. Затем угольные насы­щенные газон пластины помещают­ся в общий сосуд, залитый электро­литом, которым служит раствор хло­ристого натрия. Сернистый газ в газовом аккумуляторе — от­рицательного 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 сохра­няется в его порах. Хлор же, как показал опыт, держится слабее. По­этому, если к сернистому газу по­добрать 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 ме­шающую движению ионов, но пре­пятствующую смешиванию двух электролитов. Во время зарядки (рис. 1,6) оба газонесущих элек­трода 2 должны быть подключены К положительным зажимам источни­ка 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 плот­но снова обматывают нитками. Со­суд, 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 графи­товых пластин, в которых просвер­ливаются сквозные отверстия. Поме­щенные в мешочки пластины засы­пают порошком или гранулами (зер­нами) активированного угля н вкла­дывают в мешочки. Мешочки плот­но 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 по­верхность стержней меньше поверх­ности пластин, разрядный ток акку­мулятора в этом случае уменьшается.

Для изготовления мешочков, в ко­торые помешаются пластины, при­меняется как простая хлопчатобу­мажная ткань, так и кислотоупор­ная ткань «хлорин». В первом слу- чае в аккумуляторе можно приме­нять только слабые электролиты, на-пример раствор поваренной соли, во втором же более сильные — раствор соляной кислоты или щелочи.

При эксплуатации такого аккуму­лятора 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 значи­тельно уменьшился.

Понижение температуры сказы­вается положительно на работе аккумулятора. Так, постепенное сни­жение 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 плас тин обеспечивают емкость в один ампер-час.

     Зарядка газового аккумулятора ве­дется так же, как н аккумуляторов других типов; либо от генератора по­стоянного 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 обладает активированный уголь, приго­товленный из косточек урюка. Пер­вые же опыты с моделями газового аккумулятора, в котором только один катод был приготовлен из та­кого угля, дали неожиданные ре­зультаты: мощность аккумулятора увеличилась в два раза, саморазряд уменьшился, разрядный ток увели-чился.

Попытки использовать катализато­ры, которые примешивались в со­став активной массы электродов, не показали явных преимуществ этого способа (в одном случае применял­ся ферросилиций, в другом —ни­кель) .

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 радио­активных добавок в настоящее вре­мя еще рано говорить.

Газовый аккумулятор не лишен еще многих недостатков: наблюдает­ся самопроизвольное падение напря­жения, саморазряд. Чтобы улучшить условия адсорбции, в электролит вводятся добавки, например борная кислота. Для уменьшения самораз­ряда применяются так называемые отрицательные катализаторы, т. е. вещества, замедляющие течение ре­акций (например, сахар).

На практике газовые аккумулиторы смогут найти применение лишь по­сле устранения указанных недостат­ков.

 

Аккумулирование

Аккумулирование и локальные энергосети

Электроэнергия из теплоаккумулятора

Газовые аккумуляторы

Энергия смешивания воздуха с водой

Энергия из воздуха: список ссылок и патентов"

Моя модель энергетической башни (видео)

Дождливые башни - не всё так страшно

Дождливая башня превращается в ледянящую

Электричество из тепла

Правда жизни: без топлива - никак

Промышленно выпускавшиеся двигатели Стирлинга

Двигатель стирлинга мощностью 44 вт

Моя программа расчёта Стирлинга

Книга Уолкера по двигателям Стирлинга

Расчёт криокулера с циклом Стирлинга (djvu)

Модельный Стирлинг из пробирки

Ищем активные сообщества по Стирлингам

Как сделать маленькую паровую машину, 1913 год

Как сделать мощную паровую машину, 1913 год

Мощные промышленные паровые машины Spilling, pdf

Термоэлектричество

Теория вихревых турбомашин, tif

Сайт Дубинина В.С.

ДВС

Вода в бензине - из истории вопроса

Взрыв пыли - к вопросу о твёрдотопливном ДВС

Проектируем свой Стирлинг

Заглавная страница проекта Стирлинга

Про уплотнения из графита

Отчёт о состоянии проекта – июнь 2015

Техническая концепия системы

Экономическая концепия проекта

Водород в двигателе Стирлинга

Журнал изменений проекта

Ищем активные сообщества по Стирлингам

Моя программа расчёта Стирлинга

Самодельные топливные элементы

Топливные элементы с прямым окислением угля (DCFC)

Оригинальная статья автора изобретения (1896 год) в Русском переводе

Опыты фирмы SARA

Обзор зарубежных публикаций

Мои опыты по DCFC в 2005 г.

Состояние работ на сентябрь 2010 года

Лабораторная работа N1 (Open Office)

Дневники некоторых опытов

Методичка по изготовлению уголька(Open Office)

Программы для управления экспериментом

Программирование

Программы для опытов по DCFC/УТЭ

Введение в Common Lisp для профессионалов Delphi/SQL

Мой старый .emacs (utf-8)

Примеры метапрограммирования в программе Mathematica

__________


К началу страницы