ViktorP

Тема, бро! Представь картинку: сотня арабов в пустыне раскатывают какие-то ковры. И каждый ковер - это тонкая алюминиевая панель, сверху черная, смотанная в рулон, двухслойная, так что пространство между слоями образует каналы. Это как у батареи советского образца (только она будет не греть а нагреваться от солнца): Разложили по площади, подключили шланги, проложили трубы к наспех возведенному ангару. Бесплатное тепло солнышка, копеечные затраты! Круто? Но на самом нужно много холодной воды, очень много. Не важно какую хим. реакцию эксплуатировать - для всех видов термоячеек нужно много охладителя... Ну да, можно в пустыне построить градирни... много градирен (холодной воды нужно в разы больше, чем теплоносителя). В пустынях ночью холодно. Но где в пустыне взять пресную воду для градирен? Холодная вода - тоже ресурс недешевый. В России есть регионы, где есть в достатке и холода и тепла одновременно. Впрочем есть побережье Марокко и Западной сахары, омываемое холодными океаническим течениями, есть предгорья Гималаев в индии, где есть горные холодные реки, есть наша Средняя Азия и т.д. Но мне это по барабану. В моей квитанции за свет минимум 90% забирает себе энергораспределительная система. И мои квитанции за свет меньше от возникновения дешевых энергомощьностей в арабийском полуострове не станут. Нужно развивать параллельно с малыми квартальными котельными, малые квартальные электростанции (совмещать). У термогальванических ячеек тут есть перспектива. А для частных домов тем более: хоть навозом, хоть соломой топи энергоустановку - сам себе хозяин. А вот дожиг даже в домашней печи должен быть обязательно - чтобы не дымило соседу. А об экологии лучше всего разговаривать у костра с друзьями , сжигая ценные породы дерева... Когда только начал заниматься этой темой (года три прошло точно) - исследовал возможности использования стандартных аккумуляторов в качестве термогальванических ячеек. Доподленно не помню, но суть сводилась к тому, что в них окисление металла - реакция экзотермическая. Дополнительное тепло если и поможет повышению разности потенциалов, то отбор тока уменьшится (высокая температура будет замедлять реакцию окисления). Кроме того будут возникать паразитные внутренние токи разрядки. Просто ради интереса будет время - сниму вольтамперные характеристики с аккумулятора (NiCd) с нагревом и без. Для сопоставления правильного и неправильного результата.

Вот, в самую точку. Это наилучшая иллюстрация классического понимания. Вот к примеру двигатель вн.сгорания. Если смесь топливную всегда делать слишком богатой, значит ли это, что КПД такого двигателя низкий? Тепла подводить нужно столько, сколько нужно на реакцию. Но как же поддержание разницы температур и сопутствующие теплопотери? Ответ прост - нужно вначале нагреть электролит без контакта с металлом. Не будет источника хим. реакции - всё тепло уйдет на нагрев раствора. Нагретый раствор ( Сu +) вливаем в банку анодную со слоем меди. По солям меди в воде только 14% аккумулированного тепла уйдет на реакцию (т.е. по опытным данным около 3,7% перейдет в Cu2+). А можно подобрать такие растворы, где всё тепло пойдет на реакцию окисления металла анода. ПОДДЕРЖИВАТЬ РАЗНИЦУ ТЕМПЕРАТУР не нужно. Пусть электролит остывает за счет реакций с t3 до t2 - всё равно средняя во времени температура анода будет больше температуры катода. А тепло переходит в химическую энергию (идея 1). По логике тут и нет никаких затрат на ЭДС и токи. Т.е. как и получено экспериментально, основным генератором ЭДС является охлаждаемый катод, на котором восстанавливается Cu. Однако как Вы заметили не всё так просто. В первом опыте применялся солевой мостик. Конечно тут диффузия на разности температур концентраций ионов. Теперь понял о каких теплопотерях идет речь. Мысль была отказаться от классического диффузионного мостика по причине того, что на мостике непосредственно осаждался металл. А получается решаю заодно другую задачу. Несмотря ни на что, получить 0,1 Вт (1В х 100 мА) от элементарной гальванической установки - это внушает оптимизм. Это при всём уважении - не батарея элементов Пельтье, мощности которых хватит на запитывание деревенского приемника. Хотя есть элементы Пельтье и относительно большой мощности - но дорого. Идея 2: Которую хочу проверить вторым экспериментом, заодно идею 1: вместо диффузных мембран и диффузных солевых мостиков использовать принудительный перенос ионов вместе с раствором электролита. За счет принудительной циркуляции раствора по причине нагрева и охлаждения. Подбором режимов нагрева, охлаждения и концентрации раствора планирую получить примерно такую картинку: В такой установке полагаю диффузией можно пренебречь. Теплообмен принудительный. Обе трубки изолированы, образуют полюса источника тока: одна + другая -. Если кому непонятно: через какое-то время установка переворачивается на 180о и трубки меняются местами. Имитация бесконечного процесса. Хотя трубки быстро прохудятся, на несколько измерений надеюсь их хватит. PS Смотрю на картинку, и думаю, а будет ли тут перенос заряда? Исходя из приведенной схемы - как будто нет. По факту эксперимента понятно он будет. Т.е. в охлажденном рассоле видимо будет и Cu + и Сu 2+. Хм... мне самому нужно подумать ...

По 2 полностью согласен ... сделаю Это я понял экспериментально Если окисление металла анода в горячем растворе - переход в высокоорганизованные формы, то восстановление металла на катоде - чистый переход химической энергии экзотермической реакции. На токи и ЭДС в большей степени влияло обильное внешнее охлаждение катода ледяной водой. И в меньшей степени температура горячего раствора в анодной банке. В анодной банке концентрацию раствора можно подобрать такой, что все физическое тепло раствора (тепловая энергия 90оС - 50оС) перейдет в химическую энергию, при 50оС наступает химическое равновесие. В катодной банке охлаждением от 50оС до 20оС практически полное восстановление металла . Красивые теоретические выкладки получались для реакции 2Fe3+ + Fe0 = 3 Fe 2+. На практике - гидролиз солей железа. Кислая среда для исключения гидролиза не поможет - разрушает анодную банку. По меди - активность хорошая, но равновесные концентрации не позволяют провести качественный эксперимент. Только общую возможность продемонстрировать. Пока выбор пал на раствор хлорной меди в пиридине. По причине равновесных концентраций. Видимо возникает туннельный эффект. Который есть следствие неопределенности Гейзенберга. То, что туннельный эффект можно использовать для тепловых насосов - известный факт. На этом принципе, как помню, работает холодильник на элементах Пельтье. Самый интересный тепловой насос придумала природа. Кто в походы ходил - знает - с первыми лучами солнца возникает туман, температура резко падает (хотя конденсация должна выделять тело) и легко дышится (кислород?). За строгостью формулировок http://www.chemport.ru/forum/viewtopic.php?f=26&t=33301&sid=13674e36c2a7bdfe47be4d9fe2315427 скрывается: Что есть пленка на капле тумана: она образована связями ОH - групп. А H+ как бы выступают выше этой пленки. Если диаметр капли - ангстремы - получаем две сферы общим зарядом 0 вложенные друг в друга (внешняя n H+, внутренняя n OH-), но возникают Кулоновские силы - радиусы сфер заметно отличаются (школьная физика). Кулоновские силы притягивают дополнительные H+ ионизируя попутно пространство (катализатор ионизации - солнечный свет). Реакция эндотермическая (туман охлаждает воздух). Свободные ОН- теряют электроны превращаясь в O2 и H2O. Восхищаюсь этими людьми - есть еще в России таланты, хочется верить что они еще в России...и что они еще есть.

1. Считаю это общенаучным заблуждением, которое ретранслируется в научной среде достаточно давно. Да, если есть прямой теплообмен между анодом и катодом - естественно будут теплопотери. Если налить стакан кипятка в калориметр - остывать будет несколько часов. А активная окислительно-восстановительная реакция остудит раствор того же объема за несколько минут. При правильных концентрациях физического тепла, аккумулированного раствором хватит на полное протекание реакции окисления металла с анода. Правда до определенной температуры. В полном соответствии с циклом Карно. 2. Много справочников перелистал, только в справочнике Когана-Огордникова нашел, ионная реакция Cu2+ + Cu0 = 2 Cu+ практически равновесна для растворов хлорной меди в пиридине. Равновесие необходимо для температурной обратимости. При высокой температуре равновесие смещается вправо. При низкой - влево.

Всем неравнодушным к альтернативной энергетике. Выношу на обсуждение вариант реализации термогальванической ячейки. Подробное описание во вложении. В одном из учебников физхимии издания 50-60 годов целый параграф был посвящен термогальваническим источникам тока. Приведен один опыт, который был как бы обобщением всех возможностей и вынесен вердикт-КПД термогальванических источников тока < 1%. Потом все подряд перечитывал - того учебника, того параграфа не нашел. Информации в литературе мизер. Тем не менее некоторые работы за рубежом ведутся. Там для повышения КПД развивают контактные поверхности электродов. В моем понимании процессы нагрева и процессы окисления необходимо разводить в пространстве для увеличения КПД. А также уравновешивать тепловой баланс прежде всего окислительного процесса через дозированную теплопередачу. Два вопроса: 1) Теоретически в окислительно-восстановительных реакциях какая часть химической энергии может перейти в электрическую? В литературе встречаются мнения, что чуть ли не 100%. 2) Думал опыт в гараже ставить, реактивы приобрел. Тут лето закончилось. В квартире с пиридином работать опасаюсь. Кто-то может провести эксперимент в лаборатории? PS Моя цель продвинуть проект для результата не личного, а общественного. Нужны новые идеи обществу для решения экологических, экономических проблем. Для будущего наших детей, как бы не высокопарно это звучало. Поэтому пока всё бескорыстно. Но если когда-то за труды придет вознаграждение, всякий оказавший реальную помощь будет наравне с другими участниками решать — как его (вознаграждение) поделить по-справедливости. PublicationPVS.pdf