Що до електрохімічних
- 15.08.17, 19:40
- Відновлювані ресурси
Зараз чимало пишуть про відновлювальну енергетику. На жаль, практично всі aльтернативні та відновлювальні джерела електричної енергії мають 2 головних недоліки - розсіяність (наприклад, потужність сонячного випромінювання на широтах України складає в ідеальних умовах близько 800 Вт на квадратний метр, в тропічних широтах дещо вище, у високих нижче, але це приблизно в 500 разів менше, ніж у паровому котлі) та непостійність - Сонце, принаймні, світить лише вдень, та ще й у разі сприятливих погодних умов. Вітер взагалі дуне, коли схоче. А споживання електроенергії має інші графіки, наприклад, пік споживання припадає на ранок та вечір. 
Є подібні проблеми й з традиційними - тепловими та атомними електростанціями. І теплові, і атомні електростанції дуже не люблять працювати за умов часткових навантажень. І якщо теплова електростанція при частковому навантаженні буде просто марно спалювати природний газ, вугілля або мазут, то ядерний реактор може зупинитися, потрапивши в так звану "йодну яму", відновити його роботу можливо лише через кілька діб, а "форсоване витягання" реактора з "йодної ями" - чув такий вислів від атомників - може призвести до ядерної аварії.
Одним з шляхів накопичення енергії може бути видобуток водня шляхом електролізу води, або пароконверсією органічного палива - газу чи вугілля. Водень можна використовувати як паливо, а можна для безпосередньої генерації електроенергії за допомогою електрохімічних генераторів (ЕХГ), вони ж - паливні елементи. ККД теплових машин обмежує другий закон термодинаміки, який виражається формулою С. Карно. ЕХГ працюють по ізобарно-ізотермічному циклу. Тому їх ККД цикл Карно не обмежує. Більш того, ККД паливного елементу може перевищувати навіть 100%, рахуючи від теплотворної здатності палива - в залежності від знаку та значення зміни ентропії процесу (академік АН СРСР Лідоренко М. С.), а це, в свою чергу, означає, що паливний елемент використовує тепло довкілля, тобто він теоретично може утилізувати так зване низькопотенційне тепло атомних та теплових електростанцій - "теплове забруднення" від традиційної енергетики є теж дуже істотною проблемою.
Одним з шляхів накопичення енергії може бути видобуток водня шляхом електролізу води, або пароконверсією органічного палива - газу чи вугілля. Водень можна використовувати як паливо, а можна для безпосередньої генерації електроенергії за допомогою електрохімічних генераторів (ЕХГ), вони ж - паливні елементи. ККД теплових машин обмежує другий закон термодинаміки, який виражається формулою С. Карно. ЕХГ працюють по ізобарно-ізотермічному циклу. Тому їх ККД цикл Карно не обмежує. Більш того, ККД паливного елементу може перевищувати навіть 100%, рахуючи від теплотворної здатності палива - в залежності від знаку та значення зміни ентропії процесу (академік АН СРСР Лідоренко М. С.), а це, в свою чергу, означає, що паливний елемент використовує тепло довкілля, тобто він теоретично може утилізувати так зване низькопотенційне тепло атомних та теплових електростанцій - "теплове забруднення" від традиційної енергетики є теж дуже істотною проблемою.
На жаль широкому застосуванню паливних елементів перешкоджає їх висока вартість -як материалiв, бо електроди виготовляють з платини та інших дорогоцінних металів, так і технології виготовлення. Тому їх застосовують там, де це конче необхідно, наприклад на пілотованих космічних кораблях. Були проекти морських суден воднево-повітряними ЕХГ - планувалося, що окрім енергії для корабельних двигунів та інших допоміжних споживачів, вони будуть виробляти іще одне. що завжди потрібно в океані - прісну воду. Відомо, як зі стародавніх часів моряки, дбайливо ставилися до запасів прісної води на кораблі. Але поки ті проекти залишилися проектами, головним чином через високу вартість ЕХГ та небезпеку поводження з воднем. Але наука на місті не стоїть. І може накопичувачі енергії на ЕХГ стануть такими ж звичними речами, як сонячні елементи на дахах або стінах.
3
