Химические источники тока (ХИТ) относятся к классу наиболее энергоемких (до 1 МДж/кг) и дешевых систем электропитания. К эксплуатационным достоинствам ХИТ относятся: относительная безвредность, отсутствие шума и вибраций в рабочем режиме, модульная конструкция, простота эксплуатации и хранения, достаточно высокая надежность, возможность работы в широком диапазоне температур и давлений.

4.1. Электрохимические аккумуляторы

Электрохимические аккумуляторы (аккумуляторные батареи ЭА) характеризуются значениями удельной мощности ~1 кВт/кг. Типичное значение удельной энергоемкости ЭА составляет ~0,3 МДж/кг, а у перспек-тивного сернолитиевого ЭА - до 1,8 МДж/кг. Сохранность ЭА в рабочем состоянии - годы. Предельная энергоемкость накопителей на основе свинцово-кислотных аккумуляторов оценивается величиной 10^9 Дж, хотя и существуют проектные проработки накопителей на энергию ~10^11 Дж. Перспективные разра-ботки серно-натриевых и литиевых ЭА должны обеспечить высокие удельные характеристики (1 кДж/г,
~2 кВт/см3), однако такие батареи представляют собой технически сложные энергетические системы.

Удельные энергомощностные характеристики основных типов аккумуляторных батарей приведены на рисунке:

1 - свинцовые, 2 - никель-кадмиевые, 3 - никель-цинковые, 4 - хлор-цинковые, 5 - серно-натриевые

4.2. Импульсные электроаккумуляторы

Из отрывочных полурекламных публикаций известно о разработках аккумуляторов, специально предназначенных для работы в импульсном режиме разрядов длительностью порядка 0,01-1 с. Свинцовые пластины выполняются из тонких пластин с развитой поверхностью, поэтому удается существенно повы-
сить плотность тока и соответственно увеличить мощностные характеристики до 100 кВт на килограмм массы аккумулятора при сохранении удельных энергетических характеристик на высоком уровне 1 кДж/кг, свойственном для обычных аккумуляторов.

4.3. Гальванические и топливные элементы

Гальванические и топливные элементы - это ХИТ одноразового действия. Наиболее высокие удельные параметры достигаются в так называемых резервных элементах (РЭ). Такие элементы хранятся в нерабочем состоянии и активируются непосредственно перед включением на нагрузку. РЭ работают кратковременно (максимум несколько часов). Наиболее энергоемкими в ряду ХИТ являются топливные элементы (ТЭ). Самыми мощными являются кислородно-водородные и гидразинные ТЭ (типичные значения удельной мощности 50-70 Вт/кг). За счет увеличения расхода топлива и уплотнения упаковки элемента достигнута удельная мощность ~0,2 кВт/кг. Считается, что в перспективе может быть достигнут уровень удельной мощности ~4 кВт/кг. ТЭ входят в состав электрохимических генераторов (ЭХГ), объем которых практически полностью определяется размером вспомогательного оборудования. По этой причине удельные объемные мощности ЭХГ и ТЭ различаются примерно на два порядка.

Энергоемкие импульсные системы