Курсовая работа: Химические источники тока: топливные и проточные элементы

Расчетно-графическое задание

«Химические источники тока: топливные и проточные элементы»

Химические источники тока – это гальванические элементы, в которых происходит преобразование энергии химических реакций в электрическую энергию. Для этого химическую реакцию разделяют на два электродных процесса: окисление на аноде и восстановления на катоде, а электроны, при этом электроны проходят через внешнюю электрическую цепь, а ионы – через электролит, т.е. внутреннюю цепь.

В данной работе студенту задается химическая реакция. Он должен сконструировать проект топливного или проточного элемента, - химического источника тока, в котором бы протекала данная реакция.

Особенностью топливных элементов (с газовыми окислителем и восстановителем) и проточных элементов (все реагенты находятся в растворе) является то, что реагенты непрерывно подаются на электроды, что позволяет вести процесс в течение неограниченно долгого времени (до тех пор, пока на электроды подаются реагенты).

Работа включает следующие обязательные разделы:

1. Введение. Написать краткое введение, в котором будет дано определение химических источников тока, описаны основные типы первичных и вторичных химических источников тока (батареи, аккумуляторы, топливные и проточные элементы), даны основные формулы для расчета напряжения источника тока, величины накопленной энергии и мощности.

2. Описание заданной химической реакции. Разбить реакцию на электродные полуреакции, найти в справочниках значения стандартных электродных потенциалов, рассчитать стандартное значение и общее выражение для ЭДС гальванического элемента. Указать, какие факторы влияют на ЭДС. Оценить температурную зависимость ЭДС. Рассчитать величину накопленной электрической энергии, полученной при преобразовании энергии химической реакции в электричество. Для топливных элементов

3. Предложить конструкцию химического источника тока. Нарисовать схематически все конструкционные элементы источника тока: токоотводы, электроды, электролит, мембрану (если необходимо), солевой мостик (если необходимо), корпуса и держатели, перемешивающие устройства и насосы (если необходимо). Для топливных элементов можно использовать твердые или полимерные электролиты. Обозначить анод и катод, предложить наиболее подходящие материалы для электродов, состав электролита. Оценить значение мощности источника тока в зависимости от его конструктивного исполнения.