ENERGYCONVERSION Summaries for Card Indexes
J. O’M. BOCKRIS, B. CAHAN and S. SRINIVASAN, Electrochemistry University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, U.S.A.
Laboratory,
Indications for the design of porous gas diffusion electrodes arising from analyses of their electrode kinetics: Energy Conversion 8, 11 l-l 12 (1968). Summary-A number of conclusions, derived on the basis of recent theoretical ~l~ulatio~s, give information useful to engineers in the construction of fuel cell electrodes. These matters are briefly stated. Key words: porous gas diffusion electrodes
J. C. JONES U.S.A.
and J. E. COX, Laboratory
electrode kinetics
fuel cell electrodes
Operations,
NASA-MSC,
Houston,
Texas,
The effect of Oxygen-Supply impurities on the performance of a hydrogen-oxygen fuel cell: Energy Conversion 8, 113-l 15 (1968). Summary-Experimental evaluation of the effect of inert diluent impurities in the reactant oxygen supply on the performance of a hydrogen-oxygen fuel cell is presented. The experimental method involved the operation of single cells with three reactant oxygen supply purity levels. Constant load was maintained and change in cell performance was measured as voltage degradation and change in cell performance was measured as voltage degradation with time during the test run. Inert blanketing of the oxygen electrode may be responsible for the voltage degradation. After each test run, significant immediate voltage recovery was observed when the oxygen electrode was purged. Key words: Inert diluent impurities oxygen electrode
hydrogen-oxygen
fuel cell
voltage degradation
A. HIMY, Astropower Laboratory, Advance Systems and Technology, Missile and Space Systems Division, Douglas Aircraft Co. Inc., Newport Beach, California, U.S.A. Batteries for undersea applications: Energy Conversion 8, 117-l 19 (1968). Summary-Power for submersible service is presently obtained from rechargeable lead-acid batteries which have been extensively used to date mainly because of their reliability, low cost and availability. However, new electrochemical systems have been developed in the last 10 yr and appear capable of competing favorably with the lead-acid system. Their main characteristic is their high energy-to-weight ratio, or energy-to-volume ratio, which is of prime interest in the design of a submersible system where power and energy availability and duration can increase the length of the undersea mission. The electrochemical systems involved are the silver-zinc and the silver*admium couples which are more expensive than the lead-acid battery on initial procuren~ent cost. Because of the conventional construction used to date, their cycling capability is limited, their temperature range relatively narrow, their total wet life relatively short and their cost prohibitively high. However, a new generation of recently developed batteries makes it possible to reconsider their possible use in marine applications on a competitive basis with the lead-acid couple. The main cause of the short life of conventicnal silver-zinc and silver-cadmium batteries is the separator material which degrades in presence of electrolyte. Their life, at best, is 2 yr. Work in the area of separators in the last 3 yr at Douglas Astropower Laboratory resulted in a significant br~kthrou~: development of an inorganic separator nlicroporous and resistant to thermal and chemical attack in the electrolyte medium at temperatures up to 150°C. The testing of a large number of cells using inorganic separators was mainly oriented toward space applications. However, the data are general and can be used in any submersible applications. Cost data are also shown. The cost per cycle for the new silver-zinc and silver+admium batteries compares favorably with that of the lead-acid battery. It appears that within the immediate future the new silver-zinc and silver-cadmium batteries will be as widely used in submersible applications as in space applications. energy-to-weight ratio Key words: Lead-acid battery microporous separator electrolyte couples
silver-zinc wet life
silver-cadmium
G. SEIBERT, European Space Research Organization (ESRO), European Space Research and Technology Centre (ESTEC), Noordwijk, The Netherlands. Solar cell output as a function of incidence for both unpolarized and linear polarized light: Energy Conversion 8, 121-123 (1968). Summary-The short circuit current, Z8c, of covered and uncovered silicon “solar” cells was measured at radiation densities up to 5 solar constants for different angles of incidence. It was observed that under illumination with linear polarized “white” light the angle of the polarizing filter, at which the cell output showed a maximum or minimum varied with the angle of incidence. This effect is independent of the wavelength. Key words: solar cell of incidence
H. CHEUNG, California.
Lawrence
unpolarized
Radiation
linear polarized
Laboratory,
light
University
cell output
of California,
angle
Livermore,
Dissociating gas as working fluid for space power plant: Energy Conversion 8, 125-128 (1968). Summary-An inert gas Brayton cycle requires a larger radiator than does a Rankine cycle operating at the same temperature. For power plants in the megawatt range operating between 5 and 500 psia and under 4OOf”R, replacing the inert gas with a dissociating gas would reduce the Brayton cycle radiator area by a factor of four. Nevertheless, the Brayton cycle must still operate at somewhat higher temperatures to be competitive with the Rankine cycle when radiator area is the primary consideration. cycle
Rankine
H. W. BUTLER and R. L. RACKLEY, Mechanical Virginia University, Morgantown, West Virginia.
Engineering
Key words: radiator area
Space power plant
Brayton
cycle
inert gas
Department,
West
Recent developments in variational methods for non-equilibrium flows: Energy Conversion 8, 129-133 (1968). Summary-Several recent developments in the field of non-equilibrium thermodynamic processes have occurred which involve the application of variational methods. Some of the earlier work by Glansdorff and Prigogine has been extended by them and by Hays to apply to a wide range of irreversible processes. In these developments certain restrictive conditions have been assumed in order to arrive at suitable forms for the functional to be minimized. In their earlier development Glansdorff and Prigogine required a very special, inverse-temperature dependence of the thermal conductivity and the viscosity in order to develop their minimum principle. In their most recent work this limitation has been removed through the introduction of fluctuation theory. Recent work by the authors has led to the extension of these methods to include applications to viscous, heat conducting flows with quite general boundary conditions. Particular applications to some simple flows have been made to test the validity of the mathematic as well as the thermodynamic methods. Variational methods Key words: local potential entropy production
FRITZ WALD, Tyco Laboratories,
non-equilibrium applications
Inc., Waltham,
thermodynamics minimum viscous heat-conducting flows
Massachusetts
02154.
Estimation of the chemical compatibility of alloys with lead telluride and tin telluride thermoelectric materials: Energy Conversion 8, 135-140 (1968). Sunnnary-A method is presented which allows an estimation of whether a thermoelectric material based on lead-telluride or tin-telluride will chemically react with a given metallic alloy. This method involves a comparison of the heats of formation of a mixture of tellurides which would be formed by the alloy upon reaction, relative to the heats of formation of lead-or-tin telluride. The heats of formation are evaluated from electronegativity differences based on experimentally determined reactions of lead and tin telluride with elemental metals. Such estimations of heats of formation obviously contain large absolute errors. It can, however, be shown that for the nine alloys investigated good agreement between the prediction of reaction and the behavior found experimentally indeed exists. Thermoelectric power generation Key words: junctions chemical compatibility ... 111
lead-telluride
tin-telluride
JOHN O’M. BOCKRIS, Philadelphia, Pa. 19140.
Electrochemistry
Laboratory,
University
of Pennsylvania,
A need for changes, particularly the introduction of quantum mechanical treatments, into the university teaching of eleetroehemistry: Energy Conversion 8, 141-143 (1968). Summary---(l) The subject matter of courses in electrochemistry at universities in western countries is incompatible with (a) the nature of the subject (interfacial charge transfer); (b) the extent to which electrochemical considerations play a part in surface phenomena in chemistry, metallurgy, and biology. (2) What is called electrochemistry could with advantage be limited to material corresponding with the following definition: Electrochemistry is the field dealing with the relations between the passage of electric currents across interfaces and chemical surface reactions (such a field is sometimes called electrodics). Ionics, the study of the behavior of ionic charges in condensed phases, might with advantage be taught as a part of the physical chemistry of solutions. The basic concepts of the effects of potential differences at interfaces, and the rate of charge transfer across them, together with an outline of the basic principles of electrocatalysis, the conversion of chemical energy to electricity, and the electrochemical control of the stability of surfaces, should be a part of undergraduate courses in physical chemistry. Having regard to the many areas, the basis of which is given by such material, some half of the time on heterogeneous reactions should be used to describe interfacial electron transfer reactions. (3) The basis treatment of electron transfer at interfaces was made in 1931 by Gurney. It was one of the first applications of quantum mechanics to chemistry. The treatment was misunderstood and hence neglected. (4) Electrochemical reactions must always be treated quantally. (5) Some chemical surface reactions have fuel cell-like mechanisms, i.e., consist of two partial reactions each of which involves electron transfer. It is speculated that such reactions may constitute the origin of currents observed in the brain. Key words:
mechanics
Eckart barrier tunneling
electrochemistry
R. KLINK and H. G. PLUST, Physikalischer Cie., Baden, Switzerland.
electrode
Laboratorium
kinetics
quantum
der AG. Brown Boveri &
Ueber den Wasser- und Wknetransportmecbanismus im HzO-Entzugssystem fiir Brennstoffzellen Aggregate: Energy Conversion 8, 145-149 (1968). Summary-This investigation concerns design parameters for water-removal units used in connection with Hz/OS-fuel cell systems to remove the water of the reaction from the electrolyte. The measurements of the HzO-removal flow density show a pronounced dependence on the thickness of the removal cavity. This is explained on the basis of an increasing convection, which determines the water and heat transfer at d > 2 mm. The boundary layers caused by this convection are determining the value of the HzOremoval flow, which can be calculated by means of the STEFAN equation. The latter explains also the increase of the HzO-removal flow density in the presence of hydrogen in comparison to nitrogen: 0.413 g/cm2 h with Nz and 0.503 g/cm2 h with Hz (dt -54°C with tw, ~~~~ 2 16”C), as well as the pressure dependence of the HzO-removal flow density. Key
words:
electrolyte
Stefan
S. SCHWEITZER, The Towne School of Civil and Mechanical Engineering, of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, U.S.A.
University
equation
Design parameters Hz/Oz-fuel HzO-removal flow density
cell
system
Average scalar electrical conductivity in a Lorentzian gas: Energy Conversion 8, 151-153 (1968). Summary-The scalar electrical neutral collision commonly used results within a
effect of using different weighting functions in calculating the average conductivity in a Lorentzian gas is considered for a variety of electronmodels. Results indicate that, for many engineering calculations, the expression for the average conductivity may be sufficient since it yields factor of two from the accurate values.
Key words: Plasma transport electrical conductivity
properties
plasma V
electrical
conductivity
average
J. O’M. BOCKRIS, B. CAHAN and S. SRWIVASAN, El~tr~hemist~ University of PennsyIvania, PhiladeIphi~ Pennsylvania, U.S.A.
Laboratory,
Imlieations for the design of poroas gas ditfasion electrodes arising from analyses of their electrode kinetics: Energy Conversion 8, 111-112 (1968). R&urn&--Un certain nombre de conclusions deduites de calculs thkoriques eff&uCs rkemment peuvent fournir d’utiles renseignements aux ingenieurs charges de construire des electrodes de pile a combustible. Ces conclusions sont sommairement present&s.
J. C. JONES and J. E. COX, Laboratory U.S.A.
Operations,
NASA-MSC,
Houston,
Texas,
The effect of oxygen-supply imparities on the performance of a hydrogen-oxygen fuel cell: Energy C~~ve~~~o~8, 113-l 15 (1968). Resume---On presente une etude expkrimentale de l’effet d’impuretes inertes dilukes darts l’oxygene reagissant sur le fonctionnement dune pile ?I combustible hydrogene-oxygene. La methode experimentale consiste & faire fonctionner la meme cellule en l’alimentant par de l’oxygene de trois qualites de purete differentes. La charge est ma~tenue constante et le changement de performances de la pile est Cvaluk en termes de diminution de la tension de sortie au tours du temps pendant l’essai. 11 se peut qu’un masquage inerte de l’electrode a oxygene soit responsable de la diminution de tension. Apt&s chaque essai, on observe de faGon significative un retour immidiat g la tension initiale lorsque l’on purge l’electrode a oxygene.
A. HXMY, Astropower Laboratory, Advance Systems and Technology, Missile and Space Systems Division, Douglas Aircraft Co. Inc., Newport Beach, California, U.S.A. Batteries for undersea applications: Energy Conversion 8, 117419 (1968). RGsum&--La puissance pour des besoins sous-marins s’obtient actuellement g partir de batteries & plomb et acide qui peuvent etre rechargkes qui ont eu une utilisation tres rkpandue jusqu’a m~ntenant p~ncipaIement & cause de leur stirete, de Ieur prix reduit et de leur disponibilite. Cependant, au tours de ces dix demieres an&es de nouveaux systemes electrochimiques ont ete rkalises et paraissent capables de concurrencer favorablement le systeme a plomb et acide. Leur caractbistique principale est leur rapport du poids a Tenergie eleve, ou leur rapport d’energie au volume, qui est dun inter& capital dam la conception d’un systeme sous-marin oti la disponibilit~ et la duke de la puissance et de l’energie peuvent augmenter la duree dune mission sous-marine. Les systemes Blectrochimiques en question sont les couples argent-zinc et argent-cadmium qui sont plus couteux que la batterie g plomb et acide du point de vue des frais de production initiaux. Par suite de la fabrication conventionnelle utiliske jusqu’d maintenant, leur faculte de renouve~ement est limitke, leur gamme de temperature est relativement restreinte, leur vie humide totale relativement courte et leur co&t demesurement eleve. Cependant une nouvelle generation de batteries realisks rkemment permet d’envisager de nouveau Ieur utilisation possible pour des applications maritimes en leur permettant de concurrencer le couple &plomb et acide. La cause principale de la courte duke d’utilisation des batteries conventionnelles a argent et zinc et a argent et cadmium est le materiau de separation qui se deteriore en p&sense dun electrolyte. Dans les meilleures conditions, leur duke d’utilisation ne depasse pas deux ans. Les etudes portant sur les separateurs au tours de ces trois dernieres annkes au Laboratoire de Puissance Astrale Douglas ont produit un resultat notoire: la realisation dun separateur inorganique microporeux et resistant aux effets thermiques et chimiques dans le milieu de l’&ectrolyte ZI des temperatures allant jusqu’g 150°C. La mise ri l’essai dun grand nombre de cellules utilisant des s¶teurs inorganiques avait principalement pour but leur utilisation pour des applications spatiales. Les don&es sont cependant d’une nature g&t&ale et peuvent itre utilisks pour des applications sous-marines. Les dontrees relatives au cout sont aussi fournies. Le cotit par cycle des nouvelles batteries a argent et zinc et g argent et cadmium peut 6tre compare favorablement k celui de la batterie a plomb et acide. 11 apparait que dans l’avenir immediat les nouvelles batteries ii argent et zinc et & argent et cadmium auront une utilisation aussi repandue pour des applications sous-marines que pour des applications spatiales. vii
J. O’M. BOCKRIS, B. CAHAN and S. SRINIVASAN, Electrochemistry University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, U.S.A.
Laboratory,
Indications for the design of porous gas diffusion electrodes arising from analyses of their electrode kinetics: Energy Conversion 8, 11 l-l 12 (1968). Zusammenfassung-Eine Anzahl von Schlussfolgerungen, die auf der Basis neuerer theoretischer Berechnungen abgeleitet sind, geben Informationen fi,ir Ingenieure, die fiir die Konstruktion von Brennstoffzellen 8 Elektroden niitzlich sind. Diese Sachverhalte werden kurz mitgeteilt.
J. C. JONES U.S.A.
and J. E. COX, Laboratory
Operations,
NASA-MSC,
Houston,
The effect of oxygen-supply impurities on the performance of a hydrogen-oxygen Energy Conversion 8, 113-115 (1968).
Texas,
fuel cell:
Zusammenfassung-Es wird eine experimentelle Untersuchung des Einflusses von inerten verdiinnenden Verunreinigungen in der Sauerstoffzufuhr auf die Charakteristik einer Knallgaszelle dargeboten. Die experimentelle Methode bestand im Betrieb einer Einzelzelle mit drei verschiedenen Reinheitsgraden des reagierenden Sauerstoffs. Es wurde eine konstante Belastung aufrechterhalten, und die ;inderung der Charakteristik als zeitliche Verschlechterung der Spannung als Funktion der Betriebsdauer gemessen. Die Vermischung des Sauerstoffs mit Inerten kann verantwortlich fiir die Spannungsabnahme sein. Nach jeder Messungsserie wurde eine sofortige kennzeichnende Spannungserholung beobachtet, sowie die Sauerstoffelektrode gespiilt wurde.
A. HIMY, Astropower Laboratory, Advance Systems and Technology, Missile and Space Systems Division, Douglas Aircraft Co. Inc., Newport Beach, California, U.S.A. Batteries for undersea applications:
&ergJ~ Conversion 8, 117-l 19 (1968).
Zusammenfassung-Kraft fii Unterwasserbetrieb wird derzeit von aufladbaren Blei/SlureAkkumulatoren geliefert, die wegen ihrer VerlPBlichkeit, Verfiigbarkeit und niedrigen Kosten bis heute weitgehend verwendet werden. In den letzten zehn Jahren jedoch wurden neue elektrochemische Systeme entwickelt, die in der Lage zu sein scheinen, erfolgreich mit den Bleiakkumulatoren zu konkurrieren. Ihr Hauptmerkmal ist das hohe Energie: Gewicht- bzw. Energie: Volumen-Verhgltnis, das bei der Konstruktion eines Unterseesystems, wo Verfiigbarkeit und Dauer von Energie und Leistung die LBnge des Unterseeeinsatzes steigern kijnnen, von mal3gebender Bedeutung ist. Die diesbeziiglichen elektrochemischen Systeme sind Silber/Zink- und Silber/Kadmium-Plattenpaare, deren Anschaffungskosten hiiher sind als die des Blei/SBure-Akkumulators. Wegen der bis heute angewandten, herkijmmlichen Konstruktion ist ihre Zyklusleistung begrenzt, ihr Temperaturbereich verh%ltnism%Big schmal, ihre Gesamt- NaBLebensdauer verhlltnismll3ig kurz und ihr Preis unerschwinglich hoch. Gleichwohl wird eine neue “Generation” dieser Batterien seit kurzem unterseeisch angewandt und ist fghig, mit dem Blei-Plattenpaar zu konkurrieren. Die Hautpursache der geringen Haltbarkeit iiblicher Silber/Zink- und Silber/ Kadmium-Batterien ist der Separatoren-Werkstof der bei Anwesenheit des Elektrolyten verdirbt. Ihre Lebensdauer war bestenfalls 2 Jahre. Arbeiten auf dem Gebiet der Separatoren, die in den letzten drei Jahren im Douglas Astropower-Laboratorium durchgefiihrt wurden, fiihrten zu einem bedeutsamen Vorstol3: der Entwicklung eines anorganischen, mikroporljsen Separators, der gegen thermischen und chemischen Angriff im Elektrolyten bei Temperaturen bis zu 15O’C widerstandsfshig ist. Versuche mit einer grol3en Anzahl von Zellen mit anorganischen Separatoren war hauptslchlich auf Anwendungsgebeite im Raum orientiert. Die Daten sind jedoch allgemein und kijnnen im Unterwassereinsatz angewandt werden. Kostenangaben-werden gkichfalls aufgefiihrt. Die Kosten pro Zyklus der neuen Silber/Zink- und SilberiKadmium-Batterien sind im Verhlltnis zum Blei/S&reAkkumulator ginstig. Es scheint, daR die neuen Silber/Zink- und Silber/Ka&iumBatterien in der unmittelbaren Zukunft unter Wasser ebenso weitgehend verwendet werden werden, wie im Weltraum.
...
VI11
G. SEIBERT, European Space Research Organization (ESRO), European Space Research and Technology Centre (ESTEC), Noordw~jk, The Netherlands. Solar cell output as a function of incidence for both unpolarized and linear polarized light: Energy Conversion 8, 121-123 (1968). R&urn&-Le courant de court-circuit IRc de cellules solaires avec et sans fen&e a 6th mesure pour des irradiances correspondant a 5 constantes solaires, sous divers angles d’incidence. On a observe que, sous l’illumination dune lumiere polar&e, Tangle du filtre polarisant pour iequel le courant de sortie des cellules passe par un extremum, varie avec I’angIe d’incidence. Cet effet est independant de la longueur d’onde.
II. CHEUNG, California. Dissociating (1968).
Lawrence
Radiation
Laboratory,
University
of California,
Livermore,
gas as working fluid for space power plant: Energy Conversion 8, 125-128
R&sum&-Un gentrateur a cycle de Brayton fonctionnant avec un gaz inerte doit comporter un radiateur plus grand que dans le cas dun cycle de Rankine a la m&me temperature. Pour des generateurs dune puissance de l’ordre du megawatt, fonctionnant entre 5 et 500 psi, ii 4C#O”K, le remplacement du gaz inerte par un gaz dissocie permet de reduire la surface du radiateur dun facteur 4, dans le cas du cycle de Brayton. 11n’en reste pas moms que le cycle de Brayton doit fonctionner a des temperatures quelque peu superieures pour &tre competitif avec le cycle de Rankine lorsque la surface du radiateur est le parametre principal pris en consideration.
I-I. W. BUTLER and R. L. RACKLEY, Mechanical Virginia University, Morgantown, West Virginia.
Engineering
Department,
West
Recent developments in variational methods for non-equilibrium flows: Energy Conversion 8, 129-133 (1968). R&urn&-On a pu assister, recemment ii des developpements dans le domaine de la thermodynamique des processus hors d’tquilibre, qui impliquent l’utilisation de methodes variationnelles. Une partie des travaux anterienrs de Glansdorff et Prigogine a ete &endue, par eux-memes et par Hays a une large gamme de processus irreversibles. Dans ces developpements, certaines conditions restrictives ont ete postes afm de parvenir a donner une forme convenable aux fonctions a minimizer. Dans leurs travaux anterieurs, Glandorff et Prigogine imposaient une, dependance inversement proportionnelle a la temperature de la conductivity thermique et de la viscosite, dependance t&s particuli~re qui leur ~~ettait d’aboutir a leur principe de minimum. Dans leurs travaux plus r&ents cette sujttion est levee grace a I’introduction dune theorie de la fluctuation. Un travail recent des auteurs a permis d’etendre ces mtthodes et de les appliquer ri l’ttude d’ecoulement en milieu visqueux, thermoconducteur, avec des conditions aux limites tres g&i&ales. On a pro&de a l’apphcation a quefques Ccoulements particuliers simples afin de verifier la validite de la methode du point de vue mathematique et thermodynamique.
FRITZ
WALD,
Tyco Laboratories,
Inc., Waltham,
Massachusetts
02154,
elation of the chemical com~tibili~ of alloys with head-telf~de thermo-electric materials: Emrgy Conversion 8, 135-140 (1968).
and tin-te~luride
R&urn&-Nous presentons une method qui permet de savoir si un materiau thermoelectrique de type plomb ou Ctain tellurure reagira chi~quement avec un alliage ditermine. Cette methode est basee sur la comparaison des chaIeurs de formation d’un melange des tellurures form&es par l’alliage, par rapport a la chaleur de formation relative du plomb ou de l’etain tellurure respectivement. Les chaleurs de formation sont evaluees des differences electronegatives qui sont ba&es sur des reactions experimentales du plomb et de l’etain tellurure avec les metaux Clementaires. Des experiences pour neuf alliages selectionnes ont 6th Cffectuees et les r&&tats satisfont cette methode.
1x
G. SEIBERT, European Space Research Organization (ESRO), European Space Research and Technology Centre (ESTEC), Noordwijk, The Netherl~ds. Solar cell output as a function of incidence for both unpolarized and linear polarized light: Energy Cu~vers~un8, 121-123 (1968). Zusammenfassung-Der Kurzchlusstrom, Zse, von bedeckten und unbedeckten Solarzellen wurde bei B~tr~lu~st~rken bis zu 5 Solarkonstanten fiir verschiedene Einfallsw~kel gemessen. Es wurde beobachtet, dass unter Bestrahlung mit “weissem” linear polarisiertem Licht der Winkel des Polarisationsfilters, bei dem der Zellenstrom ein Maximum oder ein Minimum zeigte, sich mit dem Einfallswinkel inderte. Dieser Effekt ist unabhagig von der Wellenl~nge.
H. CHEUNG, California. Diiciatiug (1968).
Lawrence
Radiation
Laboratory,
University
of California,
Livermore,
gas as a working fluid for space power plant: Energy Conversion 8, 125-128
Zusammenfassung-Ein Brayton-Kreisprozess mit einem Inertgas benatigt einen griisseren Radiator als ein Rankine-Kreisprozess, der bei derselben Temperatur betrieben wird. Fiir Grosskraftwerke im Megawatt-Bereich, die zwischen 5 und 500 psia betrieben werden und unterhalb von 4OOO”R k&&e man die Flgche des Brayton-Prozess-Radiators urn den Faktor 4 verkleinern, wenn man das inerte durch ein dissoziierendes Gas ersetzen wiirde. Trotzdem muss der Brayton-Prozess noch bei einer etwas hijheren Temperatur arbeiten, urn mit dem Rankine-Prozess ko~urrieren zu konnen, falls die Radiator-niche in erster Linie beriicksichtigt werden ~011.
H. W. BUTLER and R. L. RACKLEY, Mechanicat Virginia University, Morgantown, West Virginia.
Engineering
Department,
West
Recent developments in variational methods for non-equilibrium flows: Energy Conversion 8, 129-133 (1968). Zusammenfassung-Mehrere neue Entwicklungen im Gebiet von thermodynamischen Nichtgleichge~chts-Proze~en sind sind durchgef~hrt worden, die die Anwendung von Variationsmethoden enthalten. Einiges der frtiheren Arbeit von Glansdorff und Prigogine ist durch diese und durch Hays erweitert worden, urn auf einen weiten Bereich von irreversiblen Prozessen angewandt zu werden. In diesen Entwicklun~n sind ~t~rnte einschrgnkende Bedingungen angenommen worden mit dem Zweck zu geeigneten Formen fiir die Minimierungen des Funktionals zu gelangen. In ihrer friiheren Entwicklung beniitigten Glansdorff und Prigogine eine sehr spezielle, vom Kehrwert der Temperatur abh;ingige W&meleitWhigkeit und Viskositat, urn ihr Minimum-Prinzip zu entwickeln. In ihrer neuesten Arbeit ist diese Begrenzung beseitigt worden durch die Einfiihrung der FIu~uationstheorie. Neuerliche Arbeit der Autoren hat zu einer Ausdehnung dieser Methoden gefiihrt, die Anwendungen auf viskose, wgrmeleitende Fltisse mit ganz allgemeinen Grenzbedingungen einschliessen. Spezielle Anwendungen auf einige einfache Strijmungen sind gemacht worden, urn sowohl die Giiltigkeit der Mathematik als such der thermod~amischen Methoden zu priifen. FRITZ WALD, Tyco Laboratories,
Inc., Waltham, Massachusetts
02154.
Estimation of the chemical compatihilities of alloys with lead-telluride thermo-eleetrie materials: Energy Conversion 8, 135-140 (1968).
and tin-telluride
Zusammenfassung-Es wird eine Me&ode angegeben die es ermiiglicht abzuschltzen, ob eine beliebige Legierung chemisch mit therm~lektrisch~ Materialien auf Blei-oder Zintelluridbasis reagieren wird. Als Grundlage der Methode werden ElektronegativtBtsdifferenzen benutzt, die zur Berechnung von Reaktionswtirmen der Telluride herangezogen werden. Die Elek~one~tivit~ten wurden der Literatur en~o~en und fiir den vorliegenden Spezialfall an Hand von experimentell bestimmten Reaktionen zwischen Bleiteliurid oder Zinntellurid und reinen Elementen teilweise korrigiert. Die fiir eine M&hung von Telluriden berechnete R~ionsw~e einer Legierung wird dann mit der berechneten Bildungswsrme des Blei-oder Zinntellurids verglichen. Anhand von 9 Legierungen wird nachgewiesen, dass gute ubereinstimmung zwischen dem vorhergesagten Reaktionsverhalten der Legierungen und den experimentellen Befunden besteht, obwohl der absolute Fehler in der Abschgtzung der Reaktionsw%men bettichtlich sein kann. X
JOHN O’M. BOCKRIS, Philadelphia, Pa. 19140.
Electrochemistry
Laboratory,
University
of Pennsylvania,
A need for changes, particularly the introduction of quantum mechanical treatments, into the university teaching of electrochemistry: Energy Conversion 8, 141-143 (1968). R&m&-(l) Le contenu des programmes d’electrochimie enseignes dans les universites des pays occidentaux est incomptatible avec: (a) la nature du sujet (transfert de charge aux interfaces) (6) l’importance du role qui revient au point de vue Clectrochimique dans les phenomtnes de surface etudies en chimie, metellurgie et biologie. (2) Ce qu’on appelle dlectrochimie devrait plutot se limiter au domaine correspondant a la detinition suivante: L’&ctrochimie est le domaine de la science qui traite des relations entre le passage des courants Clectriques a travers les interfaces, et les reactions chimiques aux surfaces. (un tel domaine est parfois nomme: l’electrodique). L’ionique, etude du comportement des charges ioniques dans les milieux condenses, pourrait, a meilleur escient, etre enseignee comme une partie de la physico-chimie des solutions. Les concepts fondamentaux relatifs aux effets dtIs aux differences de potentiel d’interfaces, et aux taux de transfert de charge a travers celles-ci, ainsi que les grandes lignes des principes fondamentaux de l’dlectrocatalyse, de la conversion d’energie chimique en electricite ainsi que le controle electrochimique de la stabilite des surfaces devraient faire partie des programmes de licence en physico-chimie. Compte tenu des nombreux sujets dont l’etude se fonde sur un tel programme, la moitie du temps, environ, consacre aux reactions en milieu h&bog&tie, devrait &tre employ6 a la description des reactions de transfert d’electrons aux interfaces. (3) Le traitement fondamental du transfert Clectronique aux interfaces a ete etabli en 1931 par GURNEY. 11 s’agissait la dune des premiere applications a la chimie, de la mecanique quantique. Ce traitement fut ma1 compris et partant, neglige. (4) Les reactions tlectrochimiques doivent toujours &tre ttudiees d’un point de vue quantique. (5) Certaines reactions de surface ont des m&nismes analogues a ceux que Ton observe dans les piles a combustibles, c’est-a-dire qu’elles consistent en deux reactions partielles dont chacune implique un transfert tlectronique. On avance l’idee que des reactions de ce type pourraient &tre a l’origine des courants Clectriques observes dans le cerveau.
R. KLINK and H. G. PLUST, Physikalisches Laboratorium Baden, Switzerland.
de AG. Brown Boveri & Cie.,
Uher den Wasser- und Wiirmetransportmechanismus in HzO-Entzugssystem fiir Brennstoffzellen Aggregate: Energy Conversion 8, 145-149 (1968). R&urn&-La recherche qui fait l’objet de cette publication concerne l’etablissement de systCmes l’evacuation del’eau tels qu’ils sont employ& en relation avec des piles Bcombusti ble, dans le but d’enlever et eliminer l’eau de reaction de l’dlectrolyte. On a constatt une dependence de la densite d’txtraction de Hz0 de la distance entre la paroi de condensation et la paroi d’evaporation. Celle-ci s’explique par le fait que quand d > 2 mm le transport de Hz0 et de la chaleur advient en grande partie par convection. Les couches laminaires sous-jacentes qui se forment determinent la valeur du courant d’extraction de HzO- et ceci est determine par la diffusion de Hz0 dans ces couches et un courant de deplacement convectif superpose determinable numeriquement a l’aide de l’equation de STEFAN. Elle explique aussi la densite de courant d’extraction de Hz0 augment&e par rapport a l’azote du gaz hydrogene come gaz auxillaire: 0,413 g/cm2 h avec NZ resp. 0,503 g/cm2 h avec Ha (dt N 54°C avec tw, xona 2: 16°C) comme aussi la dependence de la pression de la densite de courant d’extraction de HaO.
S. SCHWEITZER, The Towne School of Civil and Mechanical of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, U.S.A.
Engineering,
University
Average scalar electrical conductivity in a Lorentzian gas: Energy Conversion 8, 151-153 (1968). R&sum&-On examine, pour differents modeles de la collision electron-atome neutre, les consequences dans le calcul de la conductivite scalaire moyenne d’un gaz lorentzien, du choix de la fonction de ponderation. Les rtsultats indiquent que pour la plupart des calculs d’application technique l’expression utilisee habituellement est suffisante, &ant donnt qu’elle conduit aux valeurs exactes dans les limites dun facteur deux.
xi
JOHN O’M. BOCKRIS, Philadelphia, Pa. 19140.
Electrochemistry
Laboratory,
University
of Pennsylvania,
A need for changes, particularly the introduction of quantum meehanimt treatments, the university teaching of electrochemistry: Energy Conversion 8, 141-143 (1968).
into
Z~~~~s~g~l) Der Gegenstand von Elek~~he~e-K~sen an Unive~it~ten der westlichen Lander ist unvereinbar mit (a) der Natur des Gegenstandes (Ladungstransport durch Grenzfllchen); (b) die Ausdehnung, bis zu der elektrochemische Uberlegungen eine Rolle spielen in den Oberflachen-Erscheinungen in Chemie, Metallurgie und Biologie. (2) Was als Ele~roche~e bezeichnet wird, kijnnte vorteilhaft begrenzt werden zu Gegenstanden mit der folgenden Definition: Elektrochemie ist das Gebiet, das die Relationen zwischen dem Passieren elektrischer Strijme durch Grenztliichen und durch chemische ObertlIchen Reaktionen (solch ein Gebiet wird manchmal “Elektrodik” genannt) beinhaltet. IO&, das Studium des Verhaltens ionischer Ladungen in kondensierten Phasen, kann vorteilhaft gelehrt werden als Teil der physikalischen Chemie der Liisungen. Die Grundvorstellungen i.iber die Effekte von Potentialdifferenzen an Grenztllchen und die G~hwindi~eit des Ladungstransportes durch diese hindurch, zus~en mit einer Darstellung der grundsltzlichen Prinzipien der Elektrokatalyse, die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie sowie die elektrochemische Beeinllussung der Stabilitlit von Oberflachen sollte ein Teil von Undergraduate-Kursen in physikalischer Chemie bilden. Mit ~insi~ht auf die vielen Bereiche, deren Basis durch solchen Stoff gegeben wird, sollte etwa die Halfte der Zeit fur heterogene Reaktionen verwendet werden, urn Elektronen-Durchtrittsreaktionen durch Granzflachen zu beschreiben. (3) Die arunds&zliche Behandluna des ~lektronendurchtrittes an Grenzflachen wurde 1931 durch_Gurney eingefiihrt. Es war eine der ersten Anwendungen der Qu~te~~~~~ auf Chemie. Die Behandlung wurde missverstanden und seitdem vernachllssigt. (4) Elektrochemische Reaktionen miissen immer quantenhaft behandelt werden. (5) Einige chemische Obe~~chen-R~t~onen haben Brennstoffzellen~nliche Mechanismen, d.h. bestehen aus zwei Teilreaktionen deren jede einen Elelctronendurchtritt beinhaltet. Es wird spekuliert, dass solche Reaktionen den Ursprung der im Gehirn beobachteten Strome bilden.
R. KLINK and H. G. PLUST, Physikalisches Laboratorium Baden, Switzerland.
de A.G. Brown Boveri & Cie.,
Uber den Wasser- und Wiirmetransportmechanismus in Hz0 Entzugssystem zellen Aggregate: Energy Conversion 8, 145-149 (1968).
fib Brennstoff-
Zusammenfassung-Die vorliegende Untersuchung betrifft die Dimensionierung von HaO-Entzugssystemen, wie sie im Zusammenhang mit Brennstoffzellen benotigt werden, urn das Reaktionswasser aus dem Elektrolyt zu entfemen. Es wurde eine Abhangiglceit der H20-Entzu~stromdichte vom Abstand d zwischen der Kondensationsund Verdampferwand gefunden. Sie kann darauf zurtickgefiihrt werden, dass bei d > 2 mm der HzOund Wlrmetransport in vermehrtem Masse durch Konvektion erfolgt. Die sich dabei ausbildenden laminaren Unterschichten bestimmen die Grosse des I&O-Entzugsstroms. Er ist durch die HzO-Diffusion in diesen Schichten und einen iiberlagerten konvektiven Verdrangungsstrom bestimmt und lasst sich zahlenmassig durch die Stefan’sche Gleichung erfassen. Sie erklart such die gegeniiber Stickstoff mit Wasserstoff als Hilfsgas erhijhte Ii~O-En~~stromdichte: 0,413 g/cm2 h bei N2 bzw. 0,503 g/cm2 h bei Ha (dr ivy54°C mit iw, nOnd 2: 16”C), sowie such die Druckabhlngigkeit der HaO-Entzugsstromdichte.
S. SCHWEITZER, The Towne School of Civil and Mechanical of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, U.S.A.
Engineering,
University
Average scalar electrical conductivi~ in a Lorentzian gas: Energy Cunversion 8, 151-153 (1968). Zusammenfassung-Der EinAuss der Benutzung verschiedener Gewichts-Funktionen bei der Berechnung der mittleren skalaren elektrischen ~itf~hi~eit in einem Lorentz-Gas wird betrachtet fur eine Reihe von Elektronen-neutralen Stoss-Modellen. Die Ergebnisse lehren, dass fur viele ingenieurmlssige Berechnungen der gewohnlich benutzte Ausdruck fur die gemittelte Leitfahigkeit ausreichend sein dtirfte, weil er Ergebnisse liefert, we1 es Resultate innerhalb eines Faktors in ~bereinstimmung mit dem akkuraten Resultat ergibt. xii