Автомобильный журнал

Электрохимия

Текст: Павел Иевлев
09 июля 2012

Окончание, начало здесь, здесь и здесь.

Как я уже писал, наиболее технологичный способ получения водорода — электролиз. Однако этот процесс имеет любопытнейшую особенность — он обратимый. То есть, водород и кислород, разделенные при помощи электрического тока можно соединить обратно, вернув себе электричество. Этот процесс впервые продемонстрировал сэр Вильям Гровз еще в 1839 году. Именно он сумел впервые соединить химически водород с кислородом, получив электрический ток. Так появился первый водородный топливный элемент.

Топливный Элемент — электрохимическое устройство, вырабатывающие электроэнергию химическим путем. Собственно говоря, обыкновенная «пальчиковая» батарейка АА, которых полно в бытовых устройствах, это тоже Топливный Элемент, просто ее не принято величать с заглавных букв. Такой чести удостоились только водородные элементы. Соединяем водород с кислородом, получаем электричество и воду — очень экологично и чрезвычайно удобно.  Тем более, что кислород нам подходит атмосферный, а значит, с собой надо возить только запас водорода.

Простейший топливный элемент — это два электрода, между которыми расположен электролит. На анод подаем водород, на катод — кислород. Водород распадается на протоны и электроны:
2H2 ==> 4H+ + 4e-.
Электролит пропускает протоны к катоду, а электроны остаются на аноде, двигаясь к катоду по внешнему контуру нагрузки — так появляется электрический ток. На катоде электроны соединяются с протонами и вступают в реакцию с кислородом, образуя воду:
4H+ + 4e- + O2 ==> 2H2O
В первых опытах использовались электроды из пористой платины и серная кислота в качестве электролита — что, как легко догадаться, дорого и неудобно. Потом дорогую платину пытались заменить на никель, кислоту — на менее опасную щелочь, а современные топливные элементы вообще имеют в качестве электролита специальные «мембраны обмена протонов» (МОПТЭ) — но сама суть процесса не изменилась.

Большой толчок развитию топливных элементов дало освоение космоса — компактные и мощные источники электричества были весьма востребованы на орбите. Так что в 50-х годах эта технология стала быстро прогрессировать по заказу НАСА — Apollo и Gemini уже имели на борту топливные элементы. Разумеется, идея поставить такие штуки на автомобиль недолго витала в воздухе — и уже в 59-м появилось первое транспортное средство на ТЭ — 20-сильный электротрактор. К 90-м годам уже многие автопроизводители построили себе по концепту на топливных элементах, но дальше дело так и не пошло. Почему?

image
Поделитесь с друзьями

 
Украшения стендов

Среди электромобилей, представленных на ММАС, были и типичные «украшения стендов» - машины реально существующие, но обозначающие скорее направление развития, чем реальный коммерческий проект.

Электромобили - настоящие и не очень

Продолжаем рассказывать о электрических концептах московского автосалона.

ММАС - Электромелочь

Чтобы увеличить пробег, динамику и скорость электромобиля можно изобрести аккумуляторы получше. Но это сложно. А можно пойти другим путем - сделать машину меньше и легче. Как показывает ММАС-2012, задача вполне решаемая.

ММАС - смотрим в будущее

Московский Международный Автомобильный Салон (ММАС) - в этом году предоставляет собой большую, весьма представительную выставку.

Сам себе водитель

Предлагаем ознакомиться с еще парой систем, позволяющих реализовать идею автоматического управления и при этом использующихся на серийных моделях.