Топливный элемент Лангера-Монда

Опубликовано 25.03.2010 Ведущий Антон Панкратов

Работа над созданием топливных элементов идет уже на протяжении более 170 лет. Идея предложенная сэром Уильямом Робертом Гроувом в 1839 году на протяжении длительного времени не могла получить практического применения из-за технологических сложностей в применении двух компонентного газообразного топлива в условиях технологии середины 19го века. Одним из первых экспериментов в области создания удобного в обращении топливного элемента был в 1889 года опыт немецких физиков, Карла Лангера и Людвига Монда, предложивших термин "топливный элемент", они построили элемент работающий на воздухе и промышленных газовых углях Во-первых, они использовали пористые непроводящие диафрагмы пропитанные разбавленной серной кислотой, то есть электролитом. Далее на каждой стороне диафрагмы они разместили перфорированный лист платины, покрытый пленкой платиновой черни.. Сухая платиновая чернь выступает в качестве катализатора в содействии активности топливных элементов Платиновый лист был размешен в контакте с полосками свинца. Таким образом, Монд и Лангер сократили внутренние потери в элементе. Диафрагмы элемента были расположены рядом или один над другим, с мембранами из картона, дерева или каучука и обеспечивая прохождение газа через мембрану, но задерживая электролит. В этих элементах они получили плотность тока 6 ампер на квадратный фут электрода при напряжении 0,73 В с одной ячейки. Но напряжение на элементе сокращается на 10% за час работы и электролит не смог продемонстрировать удовлетворительные стабильность работы. Эти эксперименты позволили доказать, что использование кислородно-водородного или воздушно светильногазового топлива взаимозаменяемо в топливном элементе
Также ими был получен расчетный КПД элемента в 50%,При пропускании через аккумулятор достаточной объема воздуха, можно поддержать температуру батареи около 40 ° С. И в то же время убирать все водяные пары, формирующихся в батарее путем выпуска газов от него, поэтому что электроды из платиновой черни сохраняется достаточно сухими и имеют значительный срок эксплуатации.
Хотя дальнейшие попытки сделанные в начале 1900-х годов разработать топливные элементы, которые могли бы преобразовать уголь или углеродный (светильный) газ в электричество имели некоторый успех, появление двигателя внутреннего сгорания на долгое время отменил любые надежды на развитие молодой технологий. Однако уже в новую космическую эпоху применение топливных элементов обрело второе рождение и в космических аппаратах, где топливные элементы наряду с солнечными батареями являются одними из важнейших источников питания.