Паливні елементи Horizon Zero Dawn. Паливні елементи. Пристрій, види, принцип дії паливних елементів

Водневий паливний елемент компанії Nissan

З кожним роком удосконалюється мобільна електроніка, стаючи все більш поширеною і доступною: КПК, ноутбуки, мобільні та цифрові апарати, фоторамки та ін. Всі вони весь час поповнюються новими функціями, великими моніторами, бездротовим зв'язком, більше сильними процесорамипри цьому, зменшуючись у розмірах. Технології харчування, на відміну від напівпровідникової техніки, семимильними кроками не йдуть.

Наявних батарей та акумуляторів для живлення досягнень індустрії стає недостатньо, тому питання альтернативних джерел стоїть дуже гостро. Паливні елементи на сьогоднішній день є найперспективнішим напрямком. Принцип їх роботи був ще в 1839 році Вільямом Гроуом, який електрику генерував змінивши електроліз води.

Відео: Документальний фільм, паливні елементидля транспорту: минуле, сучасне, майбутнє

Паливні елементи цікаві виробникам автомобілів, цікавляться ними та творці космічних кораблів. 1965 року вони навіть були випробувані Америкою на запущеному в космос кораблі «Джеміні-5», а згодом і на «Аполлонах». Мільйони доларів вкладаються у дослідження паливних елементів і сьогодні, коли існують проблеми, пов'язані із забрудненням довкілля, що посилюються викидом парникових газів, що утворюються при згорянні органічного палива, запаси якого теж не нескінченні.

Паливний елемент, часто званий електрохімічним генераторомпрацює нижчеописаним чином.

Як акумулятори і батареї гальванічним елементом, але з тією відмінністю, що зберігаються в ньому активні речовиниокремо. На електроди вони надходять у міру використання. На негативному електроді згоряє природне паливо або будь-яка речовина з нього отримана, яка може бути газоподібною (водень, наприклад, окис вуглецю) або рідким, як спирти. На позитивному електроді, як правило, реагує кисень.

Але простий з вигляду принцип дії, в реальність втілити не просто.

Паливний елемент своїми руками

Відео: Паливний водневий елемент своїми руками

На жаль у нас немає фотографій, як має виглядати цей паливний елемент, сподіваємося на вашу фантазію.

Маломощний паливний елемент своїми руками можна виготовити навіть за умов шкільної лабораторії. Необхідно запастися старим протигазом, декількома шматками оргскла, лугом та водним розчином етилового спирту (простіше, горілкою), яке буде служити для паливного елемента «горючим».

Насамперед, необхідний корпус для паливного елемента, виготовити який краще з оргскла, товщиною не менше ніж п'ять міліметрів. Внутрішні перегородки(всередині п'ять відсіків) можна зробити трохи тонше – 3 см. Для склеювання оргскла використовують клей такого складу: у ста грамах хлороформу або дихлоретану розчиняють шість грамів стружки з оргскла (проводять роботу під витяжкою).

У зовнішній стінці тепер необхідно просвердлити отвір, в який потрібно вставити через гумову пробку зливну скляну трубочку діаметром 5-6 сантиметрів.

Усі знають, що у таблиці Менделєєва у лівому нижньому куті стоять найактивніші метали, а металоїди високої активності перебувають у таблиці у верхньому правому куті, тобто. здатність віддавати електрони, посилюється зверху донизу і праворуч наліво. Елементи, здатні при певних умоввиявляти себе як метали чи металоїди, що знаходяться в центрі таблиці.

Тепер у друге та четверте відділення насипаємо з протигазу активоване вугілля (між першою перегородкою та другою, а також третьою та четвертою), яке виконуватиме роль електродів. Щоб через отвори вугілля не висипалося його можна помістити в капронову тканину (підійдуть жіночі капронові панчохи). У

Паливо циркулюватиме у першій камері, у п'ятій має бути постачальник кисню – повітря. Між електродами буде електроліт, а для того, щоб він не зміг просочитися в повітряну камеру, потрібно перед засипкою в четверту камеру вугілля для повітряного електроліту, просочити його розчином парафіну в бензині (співвідношення 2 г парафіну на півсклянки бензину). На шар вугілля покласти потрібно (злегка втиснувши) мідні пластинки, до яких припаяні дроти. Через них струм буде відводитися від електродів.

Залишилося лише зарядити елемент. Для цього потрібна горілка, яку розбавити з водою потрібно в 1:1. Потім обережно додати триста-триста п'ятдесят грамів їдкого калію. Для електроліту в 200 г води розчиняють 70 г їдкого калію.

Паливний елемент готовий до випробування.Тепер потрібно одночасно налити в першу камеру паливо, а в третю електроліт. Приєднаний до електродів вольтметр повинен показати від 07 до 0,9 вольт. Щоб забезпечити безперервну роботу елементу, потрібно відводити паливо (зливати в склянку) і підливати нове (через гумову трубку). Швидкість подачі регулюється стисканням трубки. Так виглядає в лабораторних умовах робота паливного елемента, потужність якого зрозуміла мала.

Відео: Паливний елемент або вічна батарея будинку

Щоб потужність була більшою, вчені давно займаються цією проблемою. На активній сталі розробки знаходяться метанольні та етанольні паливні елементи. Але, на жаль, поки що на практику їхнього виходу немає.

Чому паливний елемент обраний як альтернативне джерело живлення

Альтернативним джерелом живлення обраний паливний елемент, оскільки кінцевим продуктом згоряння водню у ньому є вода. Проблема стосується лише у знаходженні недорогого та ефективного способуодержання водню. Колосальні засоби, вкладені в розвиток генераторів водню та паливних елементів, не можуть не принести свої плоди, тому технологічний прорив і реальне їх використання повсякденному житті, Тільки питання часу.

Вже сьогодні монстри автомобілебудування:Дженерал Моторс, Хонда, Драймлер Коайслер, Баллард, демонструють автобуси та авто, які працюють на паливних елементах, потужність яких досягає 50кВт. Але проблеми, пов'язані з їхньою безпекою, надійністю, вартістю — ще не вирішені. Як говорилося вже, на відміну від традиційних джерелживлення - акумуляторів і батарей, в цьому випадку окислювач і пальне подаються ззовні, а паливний елемент лише є посередником у реакції, що відбувається, зі спалювання палива і перетворення в електрику енергії, що виділяється. Протікає «спалювання» тільки в тому випадку, якщо елемент струм віддає в навантаження, подібно до дизельного електрогенератора, але без генератора та дизеля, а також без шуму, диму та перегріву. При цьому ККД набагато вищий, оскільки відсутні проміжні механізми.

Відео: Автомобіль на водневому паливному елементі

Великі надії покладаються на застосування нанотехнологій та наноматеріалів, які допоможуть мініатюризувати паливні елементи, при цьому збільшити їхню потужність. З'явилися повідомлення, що створено надефективні каталізатори, а також конструкції паливних елементів, які не мають мембран. Вони разом з окислювачем подається в елемент паливо (метан, наприклад). Цікаві рішення, де як окислювач використовується кисень, розчиненого у воді повітря, а як паливо - органічні домішки, що накопичуються в забруднених водах. Це так звані біопаливні елементи.

Паливні елементи, за прогнозами фахівців, на масовий ринок можуть вийти вже найближчими роками

Admin

Horizon: Zero Dawn | 2017-03-14

У Horizon: Zero Dawn можна знайти 5 паливних елементів для виконання квесту Стародавній Арсенал, за який дають Ткач Щита- Кращий сет броні у грі.

Horizon: Zero Dawn - де знайти паливні елементи

Перший елемент живлення ви знайдете на ранній стадії гри. Вам належить відправитися в Руїни, які Ело пам'ятає ще з дитинства. На карті ця точка відзначена зеленим маркером, до неї вам необхідно тримати шлях. Увійти до руїн можна через невелику дірку в землі. Ваше завдання – спуститися на перший рівень.

Заблукати в руїнах практично неможливо, але будьте дуже уважні. Іноді доведеться спускатися сходами, знаходити двері і розбивати сталактити.

Паливний елемент знаходиться на столі і має зелений значок.

Другий елемент можна знайти післяпроходження місії «Серце Нора». На ранній стадії виконання ви знайдете двері з вимикачем, використовуйте його, відчиніть двері та продовжите шлях. Поверніть праворуч, а потім слідуйте до дверей, які знаходяться попереду.

Після цього ви знайдете голо-замок, відкрити який вам не вдасться. Зліва від нього можна побачити дірку, всередині якої знаходяться свічки. Рухайтеся в цьому напрямку і вже незабаром ви знайдете елемент, що лежить на землі.

Третій елемент можна знайти у процесі виконання місії «Межа Майстра». Одним із завдань місії буде забратися на висока будівля. А опинившись на його вершині, ви отримаєте нове доручення знайти інформацію в офісі Фаро.

Дійшовши до потрібного місця, не слідуйте вперед. Оберніться та залізьте на стіну попереду. Знайшовши паливний елемент, можна покласти його у свій інвентар та продовжити виконання завдання.

Четвертий паливний елемент

Четвертий елемент можна знайти у процесі виконання місії «Скарб смерті». Після того, як ви вирішите завдання з голо-замками, вирушайте на третій поверх, слідуйте сходами і незабаром ви знайдете потрібне місце. Зліва в коридорі будуть розташовані двері з голо-замком. Усередині цієї кімнати знаходиться паливний елемент.

П'ятий елемент можна знайти у процесі проходження місії « Гора, що впала» . У певний момент ви опинитеся у величезній печері, після чого не варто спускатися в низ. Оберніться і побачите перед собою скелю, на яку необхідно забратися. На вершині ви побачите тунель з фіолетовим свіченням, зайдіть у нього і прямуйте до самого кінця. Осередок харчування чекатиме вас на полиці.

Паливні елементи для приводу автомобілів є електрохімічними перетворювачами енергії, укладеної в паливі, безпосередньо в електроенергію. У водневокисневому паливному елементі водень входить у реакцію «холодного горіння» з киснем, у процесі якої утворюється вода і генерується електричний струм. Паливні елементи не містять частин, що рухаються, працюють без механічного тертя, з низьким рівнем шуму і без забруднюючих довкілля викидів.

Зміст

Принцип дії паливних елементів

Паливний елемент складається з двох елементів (аноду та катода), розділених електролітом ( див. рис. "Принцип дії паливного елемента типу PEM"). Електроліт непроникний для електронів. Електроди з'єднуються один з одним зовнішнім електричним ланцюгом.

На автомобілях в основному застосовуються паливні елементи з полімерною мембраною як електроліт, званий також протонообмінною ( РЕМ) (див. рис. "Структура паливного елемента типу РЕМ"). Принцип дії паливних елементів описаний на прикладі елементів цього типу.

У паливному елементі типу РЕМ водень прямує до анода, де окислюється. При цьому утворюються іони Н+ (протони) та електрони (див. рис. 1, а).

Анод: 2 Н 2 -» 4 Н + + 4 е .

Електроліт можна розглядати як полімерну мембрану, що проводить протони. Електроліт проникає для протонів, але не для електронів. Протони Н+, що утворюються на аноді, проходять через мембрану та досягають катода. Для того, щоб через мембрану могли проходити протони, вона повинна бути достатньо зволожена. Кисень прямує до катода, де відбувається його відновлення ( див. рис. b, "Принцип дії паливного елемента типу PEM"). Відновлення відбувається за рахунок електронів, що проходять від анода до катода по зовнішній електричного ланцюга.

Катод: O 2 + 4 е - -> 2 Про 2- .

На наступній стадії реакції іони Про 2- реагують із протонами з утворенням води.

Катод: 4 Н + + 2 Про 2- -> 2 Н 2 O .

В результаті загальної реакції, що протікає в паливному елементі, з водню та кисню утворюється вода ( див. рис. с, «Принцип дії паливного елемента типу PEM»). На відміну від реакції з утворенням гримучого газу, в ході якої водень і кисень реагують один з одним вибухоподібно, реакція протікає у формі «холодного горіння», оскільки стадії реакції протікають роздільно на аноді і катоді.

Загальна реакція: 2 Н 2 + O 2 -> 2 Н 2 O .

Описані реакції протікають на каталітичних покриттях електродів. Як каталізатор найчастіше використовується платина.

Теоретична напруга одного елемента

Теоретична напруга одного воднево-кисневого паливного елемента при температурі 25 °С становить 1,23 В. Це значення отримано зі стандартних значень потенціалів електродів. Однак на практиці, під час роботи елемента, ця напруга не досягається; воно становить 0,5-1,0 В. Втрату напруги можна пояснити внутрішнім опоромелемента або обмеженнями, що накладаються газовою дифузією ( див. рис. « Електричні характеристикипаливного елемента»). В основному напруга залежить від температури, стехіометричних відносин водню та кисню до кількості виробленої електрики, парціального тискуводню та кисню та щільності струму.

На автомобілях використовуються батареї паливних елементів потужністю від 5 до 100 кВт. Щоб отримати високу напругу, потрібну для технічного застосування елементів, елементи послідовно з'єднуються в батареї (див. рис.4 «Структура батареї паливних елементів»). Батареї можуть містити від 40 до 450 елементів, тобто. їхня максимальна робоча напруга становить від 40 до 450 В.

Високі значення електричного струму досягаються з допомогою відповідної площі поверхні мембрани. Значення вихідного струму батарей паливних елементів для автомобілів сягає 500 А.

Принцип дії системи паливних елементів

Для використання батареї паливних елементів потрібні підсистеми подачі водню та кисню ( див. рис.5 "Електропривід із системою паливних елементів"). У принципі, ці системи можуть бути реалізовані самими у різний спосіб. Описуваний варіант використовується в багатьох випадках.

Система подачі водню до паливних елементів

Запас водню зберігається у балоні високого тиску (700 бар). За допомогою редуктора тиск водню знижується приблизно до 10 бар і водень надходить у газовий інжектор.

Інжектор є електромагнітним клапаном, за допомогою якого тиск водню встановлюється на стороні анода. На відміну від паливних форсунок двигунів внутрішнього згоряння інжектор водню повинен забезпечувати постійний масова витрата. Типове значення витрати водню за потужності 100 кВт становить 2,1 г/с. Максимальне значення тиску водню становить 2,5 бар.

Для роботи батареї паливних елементів постійний наскрізний потік водню на стороні анода (захід гомогенізації). З цією метою в системі організовано рециркуляцію водню.

Руйнівні анод сторонні гази за анода безперервно видаляються через електромагнітний спускний клапан. Це запобігає накопиченню сторонніх газів, що виходять з балона, або дифузійних газів (азоту, водяної пари) з боку катода. Клапан встановлений на випуску батареї на боці анода. Для зливу надлишку води в тракті анода використовується клапан, відкритий за нульового електричного струму.

Водень, що неминуче виходить під час зливу води, або сильно розбавляється повітрям, або каталітично перетворюється на воду.

Подача кисню до паливних елементів

Необхідний електрохімічної реакції кисень береться з навколишнього повітря. Необхідна масова витрата кисню, що становить залежно від необхідної потужності батареї до 100 г/с, подається компресором. Кисень стискається компресором максимум до 2,5 бар та подається на бік катода паливного елемента. Тиск у паливному елементі регулюється клапаном динамічного регулювання тиску, встановленим у тракті випуску газів, що відходять на виході паливного елемента.

Для забезпечення достатнього зволоження полімерної мембрани повітря, що подається в елемент, зволожується або за допомогою додаткової мембрани, або шляхом упорскування сконденсованої води.

Тепловий баланс паливних елементів

Електричний к.п.д. паливних елементів становить приблизно 50%. Інакше кажучи, у процесі перетворення хімічної енергії генерується приблизно таку кількість теплової енергії, як і кількість електричної енергії. Це тепло потрібно розсіювати. Робоча температура паливних елементів типу РЄМ становить приблизно 85 °С, що менше температури двигунів внутрішнього згоряння. Незважаючи на більш високий к.п.д., радіатор та вентилятор радіатора, при використанні на автомобілі паливних елементів, мають бути збільшені.

Оскільки рідина, що використовується, охолоджується в прямому контакті з паливними елементами, вона повинна бути електрично непровідною (деіонізованою). Циркуляція рідини, що охолоджує, забезпечується електричним насосом. Витрата рідини, що охолоджує, становить до 12 000 л/год. Клапан регулювання температури розподіляє потік рідини, що охолоджує, між радіатором і перепускним каналом.

В системі використовується охолодна рідина, що являє собою суміш деіонізованої води та етиленгліколю. Охолоджувальну рідину необхідно деіонізувати на автомобілі. З цією метою вона пропускається через іонообмінник, заповнений спеціальною смолою, та очищається у процесі видалення іонів. Провідність охолоджувальної рідини повинна становити менше 5 мкСм/см.

Коефіцієнт корисної дії системи паливних елементів

На додаток до швидкої готовності батареї паливних елементів до віддачі енергії за більшості оптимальних робочих умов важливо забезпечити високий к.п.д. системи.

на Мал. «Коефіцієнт корисної діїбатареї паливних елементів та системи паливних елементів»наведено порівняння к.п.д. батареї паливних елементів з к.п.д. всієї системи. Частина електроенергії споживається допоміжними компонентами, такими як компресор, що знижує загальний к.п.д. системи. Тим не менш, системи паливних елементів мають більш високу к.п.д., ніж двигуни внутрішнього згоряння, особливо при роботі в діапазоні часткових навантажень.

Безпека паливних елементів автомобіля

З метою безпеки на автомобілі встановлено кілька датчиків концентрації водню. Водень є газом без кольору і запаху, який при об'ємній концентрації близько 4% перетворює повітря на горючу суміш. Датчики можуть визначати концентрацію водню, починаючи з 1%.

Принцип дії приводу автомобілів на паливних елементах

Автомобілі на паливних елементах є електромобілями, в яких електроенергія для живлення електроприводу генерується системою паливних елементів.

Через ряд причин доцільно включити в систему тягову акумуляторну батарею:

• це дозволяє запасати енергію під час рекуперативного гальмування;
• це сприяє підвищенню динамічних характеристик приводу;
• змінюючи розподіл навантаження між системою паливних елементів та тяговою акумуляторною батареєю, можна ще більше збільшити к.п.д. приводу.

Оскільки акумуляторна тягова батарея є додатковим джерелом енергії, такі автомобілі відомі під назвою гібридизованих автомобілів на паливних елементах. Відношення потужності тягової акумуляторної батареїдо загальної потужності (ступінь гібридизації) варіюється залежно від застосування системи.

Зазвичай як основне джерело енергії для приводу використовуються системи паливних елементів. Такі автомобілі відомі під назвою гібридних автомобілів на паливних елементах ( FCHV). Зазвичай, системи паливних елементів мають номінальну потужність 60-100 кВт. Тягові акумуляторні батареї мають номінальну потужність до 30 кВт за ємності 1-2 кВтг.

В якості альтернативного варіантутягова акумуляторна батарея може мати значно більш високу номінальну потужність і ємність і за необхідності заряджатися від системи паливних елементів. При цьому достатньо мати батарею паливних елементів із номінальною потужністю від 10 до 30 кВт. Автомобілі з такою конфігурацією джерел енергії відомі під назвою автомобілів на паливних елементах з розширеним діапазоном ( FC-REX).

Розподіл електроенергії між системою паливних елементів, тяговою акумуляторною батареєю та електроприводом здійснюється одним або більше перетворювачами постійної напруги. Різні конфігурації таких перетворювачів, вибір яких залежить від застосування, показано на Мал. “. Конфігурації перетворювачів напруги у системах приводу на паливних елементах». Залежно від конфігурації напруга живлення електроприводу ідентична напрузі одного з двох джерел електроенергії ( див. рис. аі b), або ізольовано від напруги тягової акумуляторної батареї та батареї паливних елементів ( див. рис. з).

Система електроприводу

Система електроприводу включає силовий електронний блок (перетворювач) та електродвигун. Електродвигун є синхронною або асинхронною електричною машиною, живлення якої здійснюється від перетворювача таким чином, щоб отримати необхідний крутний момент. Оскільки електропривод має високу номінальну потужність (приблизно 100 кВт), величина робочої напруги може досягати 450 В. В області автомобілебудування використовуються терміни «висока напруга» та « електрична системависокої напруги». Електрична система високої напруги ізольована від ваги автомобіля.

Під час гальмування автомобіля електродвигун перетворюється на генераторний режим і генерує електричний струм. Електроенергія запасається в акумуляторній тяговій батареї.

За допомогою перетворювача висока напруга постійного струму перетворюється на багатофазне змінна напругаамплітуда якого регулюється в залежності від необхідного крутного моменту. Як правило, використовуються перетворювачі з вихідними каскадами на біполярних транзисторах із ізольованим затвором ( IGBT).

Тягова акумуляторна батарея

Залежно від ступеня гібридизації використовуються акумуляторні батареї високої ємності або високої енергії з напругою від 150 до 400 В. Як акумуляторна батарея високої ємності використовуються нікель-металгідридні або літій-іонні акумуляторні батареї, в той час як в якості акумуляторних батарей літій-іонні акумулятори. Система моніторингу тягової акумуляторної батареї контролює ступінь заряджання та ємність акумуляторної батареї.

Перетворювач постійної напруги тяговий АКБ

Перетворювач постійної напруги тягової акумуляторної батареї здійснює регулювання заряджання струму тягової акумуляторної батареї і вихідного струму (до 300 А ) . Деякі конфігурації системи дозволяють уникнути цього перетворювача.

Перетворювач постійної напруги батареї паливних елементів

Ще одним перетворювачем постійної напруги є перетворювач напруги батареї паливних елементів, що здійснює регулювання вихідного струму в межах до 500 А. Деякі конфігурації системи дозволяють уникнути цього перетворювача.

Перетворювач постійної напруги 12 В

Так само як на звичайних автомобілях, на автомобілях на паливних елементах є електрична система напругою 12 В. Напруга 12 перетворюється з високої напруги. З цією метою служить перетворювач постійної напруги, включений між двома системами. З міркувань безпеки цей перетворювач електрично ізольований. Він працює односпрямовано або двонаправлено та має номінальну потужність до 3 кВт.

Перспективи системи приводів на паливних елементах

Системи приводів на паливних елементах вже продемонстрували свою придатність у повсякденній експлуатації. Проте, для комерційного використання у системах приводів автомобілів паливні елементи мають бути вдосконалені щодо економічності та можливості серійного виробництва.

Спрощення системи дає зниження витрат та підвищення надійності. Одним з напрямків є розробка нових полімерних мембран для паливних елементів, що не потребують зволоження газів, що утворюються в ході реакції і в той же час дозволяють підвищити робочу температуру.

Крім того, необхідно значно зменшити вартість всіх компонентів. У цьому відношенні великий потенціал полягає у зменшенні кількості платини каталітичному шарі паливного елемента.

У наступній статті я розповім про .

Стародавній Арсеналє одним з побічних квестів у Horizon Zero Dawn. Він починається, коли ви знаходите свій перший паливний елемент, або секретний бункер з бронею з Ультраткані (Ткач щита). Щоб закінчити його, потрібно знайти всі паливні елементи, вирішити головоломки в бункері і взяти броню. У цьому гайді ми покажемо вам, як закінчити квест Стародавній Арсенал Horizon Zero Dawn.

Локація «Давнього Арсеналу»

Бункер з обладунками знаходиться на східній стороні карти в Руїнах на південний захід від зони Рискар і на північний захід від Торговця. Ви можете знайти їх, піднімаючись по скелях. На вершині стрибайте вниз у дірку, не бійтеся, там буде вода. Якщо ви раніше полювали за Металеві квіти, то вже мають знати про місцезнаходження Стародавнього Арсеналу. Це те саме місце.

Як розблокувати броню «Стародавній Арсенал»

Вам потрібно буде зібрати 5 паливних елементів, щоб активувати голозамки та вирішити головоломки. Усі вони перебувають у процесі проходження основних місій, крім першого. Якщо ви пропустите їх вперше, зможете повернутися до них пізніше. Вони відображаються у вигляді зелених піктограм, коли ви поряд, і їх можна знайти в старих бункерах і руїнах.

Паливний елемент #1:Перший елемент лежить у бункері на самому початку гри, де Елой знаходить свій візор. Ви не зможете дістатися до нього, поки Елой буде дитиною. Це можна зробити під час її другого візиту. Шукайте освіту сталактитів, що блокують дверний отвір. Їх можна зламати списом.

Паливний елемент #2:Її можна знайти в Утробі Гори Великої Матері. Це місце, де Елой прокидається, втрачаючи все своє спорядження після квесту Ініціації. Розташування елемента знаходиться там, де ви знайшли своє спорядження. Шукайте замкнені двері, ліворуч від неї є невеликий отвір, до якого можна увійти. Проповзіть ним і візьміть другий елемент.

Паливний елемент #3:Цей елемент можна знайти у руїнах Клада смертіу північно-східній частині карти. За дверима із трьома голозамками огляньте ящик, щоб знайти елемент.

Паливний елемент #4:Знайдіть цей елемент у квесті Межа Майстра. Це квест, який закінчує Елою у напівзруйнованому залі засідань після того, як вона дізнається про походження машин. Подивіться на схід від столу. Побачте скелю, за якою можна піднятися. Продовжуйте підніматися нагору, доки не знайдете четвертий елемент.

Паливний елемент #5:Ви можете взяти його в квесті Занепала горау руїнах Геї-Прайм. Поговоривши в майстерні з Сайленсом, за дверима, спустіться вниз по шахті, коли вийдете з печери зліва є секретний шлях, яким ви можете потрапити в тунель в горі. Ідіть туди, доки не побачите полицю з останнім паливним елементом.

Розблокування «Давнього Арсеналу»

Коли ви маєте всі паливні елементи, повертайтеся до руїн, де ви знайшли броню. Вставте в голозамки перші два паливні елементи. Підказку для розблокування дверей можна побачити на терміналі праворуч. Код вказує на якийсь час у 24-годинному форматі. Поверніть замки так: вгору, праворуч, вниз, вліво, вгору.

Паливний елемент - пристрій, що ефективно виробляє тепло і постійний струмв результаті електрохімічної реакції та використовує багате воднем паливо. За принципом роботи він схожий на батарею. Конструктивно паливний елемент представлений електролітом. Чим він чудовий? На відміну від тих самих батарей, паливні елементи на водні не накопичують. електричну енергію, не потребують електрики для повторної зарядки і не розряджаються. Вироблення електроенергії осередками триває до того часу, поки вони мають запас повітря і палива.

Особливості

Відмінністю паливних клітин від інших генераторів електроенергії є те, що за час роботи вони не спалюють паливо. Через таку особливість вони не потребують роторів високого тиску, не видають гучного шуму і вібрацій. Електрика в паливних елементах виробляється внаслідок безшумної електрохімічної реакції. Хімічна енергія палива в таких пристроях перетворюється безпосередньо у воду, тепло та електрику.

Паливні елементи відрізняються високою ефективністю та не виробляють великої кількостіпарникових газів Продуктом викиду при роботі осередків є невелика кількість води у вигляді пари та Вуглекислий газ, який не виділяється у разі, якщо як паливо виступає чистий водень.

Історія появи

У 1950-1960-х роках виникла потреба NASA в джерелах енергії для тривалих космічних місій спровокувала одне з найбільш відповідальних завдань для паливних елементів, що існували на той момент. Лужні елементи використовують як паливо кисень і водень, які під час електрохімічної реакції перетворюються на побічні продукти, корисні під час космічного польоту - електрику, воду та тепло.

Паливні елементи вперше були відкриті на початку XIX століття – у 1838 році. У цей час з'явилися перші відомості про їх ефективність.

Робота над паливними елементами, що використовують лужні електроліти, розпочалася наприкінці 1930-х років. Осередки з нікельованими електродами під високим тискомбули винайдені лише до 1939 року. Під час Другої Світової війни для британських підводних човнів розроблялися паливні елементи, що складаються з лужних осередків діаметром близько 25 сантиметрів.

Інтерес до них зріс у 1950-80-х роках, що характеризуються нестачею нафтового палива. Країни світу почали займатися питаннями забруднення повітря та довкілля, прагнучи розробити екологічно безпечні способиодержання електроенергії. Технологія виробництва паливних осередків на сьогоднішній день переживає активний розвиток.

Принцип роботи

Тепло та електроенергія виробляються паливними осередками в результаті електрохімічної реакції, що проходить з використанням катода, анода та електроліту.

Катод і анод розділені електролітом, що проводить протони. Після надходження кисню на катод та водню на анод запускається хімічна реакція, результатом якої стають тепло, струм та вода.

Дисоціює на каталізаторі анода, що призводить до втрати ним електронів. Іони водню надходять до катода через електроліт, одночасно електрони проходять зовнішньою. електричної мережіта створюють постійний струм, який використовується для живлення обладнання. Молекула кисню на каталізаторі катода поєднується з електроном і протоном, утворюючи в результаті воду, що є єдиним продуктом реакції.

Типи

Вибір конкретного виду паливного осередку залежить від його застосування. Усі паливні елементи поділяються на дві основні категорії - високотемпературні та низькотемпературні. Другі як паливо використовують чистий водень. Подібні пристрої зазвичай вимагають переробки первинного палива в чистий водень. Процес здійснюється із використанням спеціального обладнання.

Високотемпературні паливні елементи не потребують подібного, оскільки вони перетворюють паливо при підвищених температурах, що унеможливлює створення водневої інфраструктури.

Принцип роботи паливних елементів на водні заснований на перетворенні хімічної енергії на електричну без малоефективних процесів горіння та трансформації теплової енергії на механічну.

Загальні поняття

Водневі паливні елементи є електрохімічними пристроями, що виробляють електроенергію в результаті високоефективного "холодного" горіння палива. Розрізняють кілька типів таких пристроїв. Найбільш перспективною технологією вважаються водень-повітряні паливні елементи, оснащені протонообмінною мембранною PEMFC.

Протонпроводящая полімерна мембрана призначена для поділу двох електродів - катода та анода. Кожен представлений вугільною матрицею з нанесеним на неї каталізатором. дисоціює на каталізаторі анода, віддаючи електрони. Катіони проводяться до катода через мембрану, проте електрони передаються у зовнішній ланцюг, оскільки мембрана не призначена передачі електронів.

Молекула кисню на каталізаторі катода поєднується з електроном з електричного ланцюга і протоном, що утворився, утворюючи в результаті воду, що є єдиним продуктом реакції.

Паливні елементи на водні використовуються для виготовлення мембранно-електродних блоків, які виступають як основні генеруючі елементи енергетичної системи.

Переваги водневих паливних осередків

Серед них слід виділити:

• Підвищена питома теплоємність.
• Широкий температурний діапазонексплуатації.
• Відсутність вібрації, шуму та теплової плями.
• Надійність під час холодного запуску.
• Відсутність саморозряду, що забезпечує тривалий термін зберігання енергії.
• Необмежена автономність завдяки можливості коригування енергоємності за рахунок зміни кількості паливних балончиків.
• Забезпечення практично будь-якої енергоємності завдяки зміні ємності сховища водню.
• Довгий термінексплуатації.
• Безшумність та екологічність роботи.
• Високий рівеньенергоємності.
• Толерантність до сторонніх домішок у водні.

Галузь застосування

Завдяки високому ККДпаливні елементи на водні застосовуються у різних областях:

• Портативні зарядні пристрої.
• Енергопостачальні системи для БПЛА.
• Джерела безперебійного живлення.
• Інші пристрої та обладнання.

Перспективи водневої енергетики

Повсюдне використання паливних елементів на перекисі водню буде можливим лише після створення ефективного способу отримання водню. Для введення технології в активне використанняпотрібні нові ідеї, при цьому великі надії покладаються на концепцію біопаливних елементів та нанотехнології. Деякі компанії порівняно недавно випустили ефективні каталізатори на основі різних металів, одночасно з чим з'явилися відомості про створення паливних осередків без мембран, що дозволило значно здешевити виробництво та спростити конструкцію подібних пристроїв. Переваги та характеристики паливних елементів на водні не переважують їх основного недоліку – високої вартості, особливо у порівнянні з вуглеводневими пристроями. На створення однієї водневої енергоустановки потрібно щонайменше 500 тисяч доларів.

Як зібрати паливний елемент на водні?

Паливний осередокневеликий потужності можна створити самостійно в умовах звичайної домашньої чи шкільної лабораторії. Як матеріали використовується старий протигаз, шматки оргскла, водний розчинетилового спирту та луг.

Корпус паливного елемента на водні своїми руками створюється з оргскла завтовшки не менше п'яти міліметрів. Перегородки між відсіками можуть бути меншою за товщину - близько 3 міліметрів. Оргскло склеюється спеціальним клеєм, що виготовляється з хлороформу або дихлоретану і стружки з оргскла. Всі роботи виконуються тільки при працюючій витяжці.

У зовнішній стінці корпусу просвердлюється отвір діаметром 5-6 сантиметрів, у який вставляється гумова пробка та зливна скляна трубка. Активоване вугілля з протигазу засипається у друге та четверте відділення корпусу паливного елемента - воно використовуватиметься як електрод.

Циркуляція палива здійснюватиметься у першій камері, тоді як п'ята заповнюється повітрям, з якого поставлятиметься кисень. Електроліт, що засипається між електродами, просочується розчином парафіну і бензину, щоб уникнути його потрапляння в повітряну камеру. На шар вугілля кладуться мідні пластини з припаяними до них проводами, через які відводитиметься струм.

Зібраний паливний елемент на водні заряджається горілкою, розведеною водою у співвідношенні 1:1. В отриману суміш акуратно додається їдкий калій: у 200 г води розчиняється 70 г калію.

Перед випробуванням паливного елемента на водні першу камеру заливається паливо, в третю - електроліт. Показання вольтметра, підключеного до електродів, повинні змінюватись від 0,7 до 0,9 вольт. Для забезпечення безперервної роботи елемента відпрацьоване паливо повинне відводитися, а через гумову трубку – заливатись нове. Стисненням трубки регулюється швидкість подачі палива. Подібні паливні елементи на водні, зібрані в домашніх умовах, мають невелику потужність.