ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ КИСЛОРОДНО(ВОЗДУШНО)-МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ КИСЛОРОДНО(ВОЗДУШНО)-МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА 


RU (11) 2106723 (13) C1

(51) 6 H01M12/06, H01M10/26 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96119541/09 
(22) Дата подачи заявки: 1996.09.30 
(45) Опубликовано: 1998.03.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Кассюра В.П., Дмитренко С.В., Брауде И.М. Воздушно- алюминиевые элементы с водным солевым электролитом, электротехника, М., 1988, N 8, с.12-14. 2. Drazie A.R., Despic S., Zecevic A.O., Proc. 11-th Intern. Power Sources Symp., 1979, p.353. 3. Chem. and Eng., 1988, N 3, p.85-88. 
(71) Заявитель(и): Московский государственный авиационный институт (технический университет); Научно-производственный комплекс источников тока "Альтернативная энергетика"; Гуськова Галина Ивановна; Кулаков Евгений Борисович; Севрук Станислав Доминикович; Фармаковская Ариадна Алексеевна 
(72) Автор(ы): Гуськова Г.И.; Кулаков Е.Б.; Севрук С.Д.; Фармаковская А.А. 
(73) Патентообладатель(и): Московский государственный авиационный институт (технический университет); Научно-производственный комплекс источников тока "Альтернативная энергетика"; Гуськова Галина Ивановна; Кулаков Евгений Борисович; Севрук Станислав Доминикович; Фармаковская Ариадна Алексеевна 

(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ КИСЛОРОДНО(ВОЗДУШНО)-МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА 

Использование: химические источники тока. Воздушно-металлические электрохимические системы. Сущность изобретения: электролит для кислородно (воздушно) - металлического химического источника тока содержит водный раствор хлорида и гидроксидьа щелочного металла с ингибирующей коррозию добавкой. В качестве добавки используется станнат щелочного металла, а в качестве щелочного металла взят натрий при следующих соотношениях компонентов: NaCL 5 - 30 мас%; NaOH 0,5 - 25 мас.%; Na2SnO3 - не менее 0,1 мас.%; вода -остальное. Для усиления эффекта подавления гелеобразования в электролит могут дополнительно вводится добавки неорганического флокулянта из ряда соединений Na2CO3, Na2HCO3, Na2SO4 с концентрацией не менее 0,1 мас.% или органического флокулянта на основе полиакриловых соединений - полиакриламида (ПАА) и сополимера (ВПС) - с концентрацией в диапазоне 0,001 - 1,0 мас.%. Применение электролита обеспечивает улучшение эксплуатационных и энергетических характеристик ХИТ и повышает коэффициент использования анодного материала. 2 з.п. ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области химических источников тока (ХИТ), конкретно - к воздушно (кислородно) - алюминиевой (ВА) электрохимической системе.

Известны электролиты для ВА ХИТ, представляющие собой водные растворы хлоридов лития, натрия, калия и аммония [1]. Недостаток данных электролитов связан с образованием нерастворимого гидроксида алюминия в виде геля, который заполняет поры газодиффузионного катода, адсорбируется на поверхности анода, блокируя ее, что приводит к падению мощности и прекращению работы элемента. Кроме того, эти электролиты имеют относительно низкую электропроводность, что ухудшает вольтамперную характеристику элемента.

Известны электролиты для ВА ХИТ, в состав которых для борьбы с гелеобразованием вводят добавки коагулянтов [2]. Известны элеткролиты, в состав которых для увеличения электропроводности вводят добавку калиевой щелочи [3].

Из известных электролитов наиболее близким по совокупности существенных признаков является электролит состава Kl+KCl+KOH (водный раствор) [3].

Недостатками рассматриваемого электролита являются: увеличенная скорость коррозии анода, относительно низкое напряжение источника, гелеобразование при малой концентрации щелочи и высокая цена и дефицитность используемых реактивов, особенно йодида.

Целью изобретения является снижение скорости коррозии анода, улучшение эксплуатационных и энергетических характеристик источника и повышение коэффициента полезного использования анодного материала.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве электролита для воздушно-металлического ХИТ применен водный раствор хлорида и гидроксида щелочного металла с ингибирующей коррозию добавкой. В качестве добавки используется станнат щелочного металла, а в качестве щелочного металла взят натрий. В электролите соблюдается следующее соотношение компонентов:

NaCl 5-30 мас.%; NaOH 0,5-25 мас.%; Na2SnO3 не менее 0,1 мас.%; вода - остальное.

Для усиления эффекта подавления гелеобразования в электролит могут дополнительно вводиться добавки неорганического флокулянта из ряда соединений Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4 с концентрацией не менее 0,01 мас.% или органического флокулянта на основе полиакриловых соединений - полиакриламида (ПАА) и сополимера (ВПС) - с концентрацией в диапазоне 0,001-1,0 мас.%.

Нижний предел определяется пороговой концентрацией добавки, обеспечивающей требуемый эффект, а верхний предел - технологией приготовления электролита. Кроме того, выше верхнего предела вводить добавку нецелесообразно, поскольку эффект может измениться на противоположный, а стоимость электролита увеличивается.

Пример.

Для приготовления электролита были взяты приготовленные заранее растворы 4 М NaCl, 4 M NaOH+0,06 моль/л станната натрия, и 1% раствор ПАА в воде. Раствор ПАА готовили из твердого полимера. Приготовленные растворы смешивали так, чтобы соотношение концентраций NaCl и NaOH равнялось 5:1. К полученной смеси добавляли Na2CO3, NaHCO3 или Na2SO4 в количестве 0,1 моль/л или раствор ПАА до концентрации 0,2 мас.%.

Электролит заливали в ВА элемент, состоящий из анода из сплава алюминия с индием и газодиффузионного катода. Элемент разряжался при плотности тока j=400 А/м2 в течение 8 ч.

Параллельно испытывался ВА элемент с электролитом 4 М NaCl.

Сравнительные эксперименты показали, что во всех предлагаемых электролитах гель либо отсутствует (образуется кристаллический осадок, легко удаляемый из элемента), либо флокулирует, приобретает некоторую гидрофобизацию поверхности, легко смывается с электродов и из внутренней полости элемента проточной водой даже после 2-х суток нахождения электродов в отработанном электролите. Работоспособность их при этом сохраняется. Напряжение на элементе с предлагаемыми электролитами во всех случаях на 0,3-0,5 B выше, чем на контрольном, а скорость коррозии анода такая же или ниже. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное техническое решение может быть реализовано и обеспечивает улучшение эксплуатационных и энергетических характеристик ВА элемента, а также повышает коэффициент использования анодного материала. Стоимость заявленного электролита ниже, чем у прототипа за счет исключения из состава наиболее дорогого и дефицитного компонента - йодида щелочного металла.

Список использованных источников

1. Кассюра В.П., Дмитренко С.В., Брауде И.М. Воздушно - алюминиевые элементы с водным солевым электролитом. "Электротехника", 1988, N 8, с.12-14.

2. Drazie A.R., Despio S., Zecevic A.O., Proс. 11-th Jufern. Power Sourсes Symp. 1979. p. 353.

3. Chem. and Eng., 1988, N 3, p. 85-88г 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Электролит для кислородно (воздушно) - металлического химического источника тока, содержащий водный раствор хлорида и гидроксида щелочного металла и добавку, отличающийся тем, что в качестве добавки применен станнат щелочного металла, а в качестве щелочного металла взят натрий при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

NaCl - 5 - 30

NaOH - 0,5 - 25

Na2SnO3 - Не менее 0,1

Вода - Остальное

2. Электролит по п. 1, отличающийся тем, что, дополнительно содержит добавки соединений из ряда Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4 с концентрацией 0,01 - 1,4 мас.%.

3. Электролит по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит добавки на основе полиакриловых соединений с концентрацией в диапазоне 0,001 - 1,0 мас.%.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru