Мар 28

Электролиз воды в качестве способа получения кислорода

Электролиз воды в качестве способа получения кислорода представляет интерес для космических полетов большой длительности, если установка источника электроэнергии не вызовет большого увеличения веса. Электролиз воды является неотъемлемой частью большинства систем регенерации кислорода. Основная сложность в применении электролиза состоит в эксплуатации системы в условиях невесомости. Изучаются два основных устройства электролизной камеры – с ионообменными мембранами и вращающаяся.

Электролизная камера с ионообменными мембранами кажется весьма заманчивой в связи с ее уникальной особенностью – использованием твердых электролитов. Установка этого типа была разработана как водородно-кислородный топливный элемент для генерирования энергии. Однако успешно была также осуществлена работа по обращенному процессу для электролиза воды. В электролизную камеру мембранного типа (рис. 7) вода поступает со стороны кислородного электрода и через пористый анод проникает к катионообменной мембране. Ионы водорода, образующиеся при ионизации воды, проходят через мембрану к катоду, где каждый ион присоединяет электрон и затем выделяется в виде газообразного водорода. Одновременно ионы гидроксильной группы отдают свои электроны аноду и диссоциируют на газообразный кислород и воду, причем вода вновь подвергается электролизу, а кислород выходит из камеры.

Рис. 7. Электролизная камера с ионообменными мембранами

Вращающаяся электролизная камера сделана по типу камер, показавших свою надежность при многолетнем применении в промышленности. В подобных камерах в качестве, электролита применяется 28% раствор гидроокиси калия, покрытые никелем аноды и стальные катоды с асбестовыми сепараторами (рис. 8).

Рис. 8. Вращающийся электролитический элемент

Электролит поступает в каждый слой камеры через внешнее кольцо полой оси; и течет к центру. Кислород, освобожденный на аноде, отбирается в концентрическое пространство внутри полой оси, а водород выходит через ее центральное отверстие. После пуска установки, по мере необходимости, вода подкачивается насосом через кольцевой канал электролита. На графике рис. 9 сравнивается потребление энергии при различных методах электролиза воды.

Рис. 9. Потребление электроэнергии при электролизе воды:

1 – промышленной электролизной камерой с КОН в качестве электролита;

2 – вращающимся электролитическим элементом с КОН; 3 – электролизной камерой с ионообменной мембраной; 4 – теоретически

Похожие статьи:

  1. Проблема питьевой воды Можно определенно считать, что электролиз воды будет занимать важное место...
  2. Система водообеспечения Система водообеспечения – одно из наиболее узких мест в СЖО...
  3. Системы регенерации кислорода По мере увеличения длительности космических полетов и понижения весовых нагрузок,...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.