Структурные схемы устройств преобразования энергии первичных источников в электрическую. (Лекция 5)
- сжигание в смеси с основным топливом; - термохимическую переработку (газификация топлива); - биохимическую конверсию (получение биогаза, спирта, этанола). Суммарный энергетический потенциал некоммерческого топлива в мире составляет свы- ше 4 млрд т у.т. в год. Водородная энергетика. Главное достоинство водорода как энергетического топлива заключается в том, что удель- ная теплота его сгорания почти втрое выше, чем у нефти, а продуктом сгорания является во- да. Технологический недостаток – его повышенная взрывоопасность и проблематичность хра-нения.
Водород может быть получен: - электролитическим способом при разложении воды на водород и кислород при пропуска-нии электрического тока; - плазмохимическим способом, основанном на пропускании электрического тока через иони- зированный газ, находящийся в магнитном поле; -при работе топливных элементов с обратимыми химическими реакциями. Термоядерная энергетика. Одним из перспективных и практически неисчерпаемых источников энергии считается управляемый термоядерный синтез. Реализация его возможна при температуре плазмы не менее 100 млн оС при высокой напряженности магнитного поля. В термоядерных реакциях синтеза участвуют тяжелые изотопы водорода – дейтерий (с двумя нейтронами в ядре) и тритий (с тремя нейтронами в ядре). В результате слияния ядер дейтерия и трития образуется нестабильное ядро гелия-5, распадающееся на стабильное ядро гелия-4 и нейтрон с выделением тепловой энергии.
Энергетика на топливных элементах.
Одним из перспективных способов прямого экологически чистого преобразования энергии химических реакций в электрическую является технология с использованием топливных эле-ментов. 2 Топливный элемент («электрохимичес-кий генератор») представляет собой галь-ванический элемент, в котором в качестве химически активного вещества отрица-тельного электрода используется горючее (водород, углеводороды, генераторный газ и др.), а химически активного вещест-ва положительного электрода – окисли-тель (кислород, воздух, хлор и др.). Рассмотрим как происходит токообра-зующий процесс на примере водородно-кислородного топливного элемента (см. рис.17). Топливный элемент состоит из двух электродов, разделённых между со-бой электролитом - раствором щёлочи (КОН). К отрицательному электроду под-водится водород, к положительному – кис-лород.