Метод непосредственного преобразования химической энергии в электрическую мог бы быть радикально усовершенствован, если бы удалось осуществлять непрерывную
подачу реагентов в генератор электроэнергии. Это удалось осуществить в результате более чем столетних исследований (они велись еще П. Н. Яблочковым) в так называемых электрохимических топливных элементах, которым в последнее время уделяют исключительно большое внимание, причем вовсе не только в связи с космонавтикой ).
Одним из наиболее известных, доведенных и перспективных топливных электрохимических элементов является водородно-кислородный элемент. Такой элемент представляет собой замкнутый герметический прибор, в который поступают газообразные водород и кислород, а из него отводится вода (тоже небесполезный продукт на космическом корабле!) и... электрический ток. Электроэнергия выделяется в результате перехода в нее химической энергии, высвобождающейся при реакции образования воды, т. е. в элементе происходит процесс, обратный обычному электролизу воды. Элемент очень прост по своей принципиальной схеме: он состоит из двух пористых металлических электродов, разделенных пористой перегородкой (в других типах этого же элемента перегородка заменяется слоем жидкого электролита, например едкого калия или натрия). По одну сторону перегородки подается газообразный водород, по другую — кислород; конечно, храниться на ракете они должны в жидком виде.
|
Затем, очевидно, нужно добиться того, чтобы все атомы паров цезия обязательно столкнулись, по меньшей мере один раз, с поверхностью вольфрама. Ни один атом не должен ускользнуть от этого, ибо он приведет к снижению коэффициента ионизации, т. е. доли ионизованных атомов в их общем числе, и, следовательно, к ухудшению работы источника, его утяжелению и др.
Материал ионизующей поверхности должен обладать высокой температурой плавления. Этому требованию вполне отвечают вольфрам (температура плавления 3370° С), рений (3167° С), углерод (3550° С). Вот почему наиболее часто предполагается применение именно этих веществ, в особенности вольфрама.