BG4162U1

BG4162U1 - Електрохимична клетка съдържаща зеолит

Info

Publication number: BG4162U1
Application number: BG5403U
Authority: BG
Inventors: Ивайло Беловски; Райчев Беловски Ивайло; Благовеста МИДЮРОВА; Николаева Мидюрова Благовеста; Тодор МИХАЛЕВ; Михайлов Михалев Тодор
Original assignee: Райчев Беловски Ивайло; Николаева Мидюрова Благовеста; Михайлов Михалев Тодор
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2021-12-15

Abstract

Полезният модел се отнася до електрохимична клетка, която ще намери приложение за получаване на елекродвижещо напрежение. Електрохимичната клетка по полезния модел, съдържаща корпус (1) към който е монтиран резервоар (4) съдържащ солена вода с 3% концентрация на NaCl, като на стената на корпуса (1), която е към резервоара (4) са оформени най-малко два отвора (7), по всички вътрешни стени на корпуса (1) е разположен текстилен материал (2), в оформено вътрешно пространство на корпуса (1) е разположена зеолитна смес (3) съдържаща предварително обработен зеолит тип клиноптилолит с размер на частиците от 300 до 400 микрометъра до посребрен зеолит, глина и солена вода с 3% концентрация на NaCl, в зеолитната смес (3) са разположени меден електрод (5) и цинков електрод (6), които са свързани с медни проводници. Съотношението на посребрения зеолит към глина, към солена вода, съгласно полезния модел е от 5,71:1:2,85 до11,4:1:5,71. Корпусът (1) е от електроизолационен полимерен материал, а текстилeн материал (2) е със 100% съдържание на памук. Зеолитната смес (3) съдържа глината с точно определен химичен и фазов състав. Медният електрод е медна пластина с размери 100 x 40 x 1, а цинковият електрод е цинкова пластина с размери 100 x 30 x 2, двата електрода са свързани с медни проводници 2 mm2. Полезният модел осигурява опростена конструкция и метод на получаване на електрохимичната клетка. След употреба зеолитната смес се разгражда напълно в природата и не създава опасни отпадъчни продукти. Съгласно приложението, броят на електрохимичните клетки може да е n броя, свързани последователно или паралелно с медни проводници.

Description

Област на техниката

Полезният модел се отнася до електрохимична клетка, която ще намери приложение за получаване на елекродвижещо напрежение.

Предшестващо състояние на техниката

CN 1 055 835 А. публикуван на 30.10.1991 се отнася до електрохимична клетка, чийто положителен електрод съдържа калай и/или негова сплав, а електролитът съдържа зеолит или смектит, модифицирани с калаена сол. Тази електохимична клетка може да работи, като обикновена суха клетка, а също като твърда клетка или акумулатор.

WO 9 852 243 А1. публикуван на 19.11.1998. разкрива електрохимичен реактор, където зеолита се използва, като мембрана разделяща катодното и анодното пространства, а електролитът е сол или хидроксид на алкален метал, сол на алкалоземни метали или на редкоземни метали.

KR 2004 00 43 919 А. публикуван на 27.05.2004 е описан метод за получаване на сребърно-керамичен материал, в който първо се приготвя керамична суспензия чрез диспергиране на керамичен прах във вода, поставяне на положителен и отрицателен електроди в суспензията, следва разбъркване на суспензията със скорост от 200 до 500 об/мин при температура от 30°С до 100°С, след което се прилага напрежение от 2 до 120 V към електродите, извършва се допълнително изсушаване на филтрираната и измита суспензия при температура от 80°С до 100°С. Керамичният прах е избран от силициев диоксид. алуминиев оксид, титанов прах и прах от зеолит. положителният електрод е чисто сребро, а отрицателният е чист алуминий или негова сплав.

WO 2020 202 698 А1, публикуван на 08.10.2020 се отнася до батерия, която включва положителен и отрицателен електроди и твърд електролит. Твърдият електролит е сулфиден, а зеолита е под форма на прах с размер на частиците до 1 pm и се използва за адсорбиране на сулфиден газ и подпомага предотвратяването на влагата. Изобретението има сложна конструкция.

Техническа същност на полезния модел

Цел на полезния модел е да се създаде електрохимична клетка за получаване на елекродвижещо напрежение, която да съдържа електролит, който да не е зеолитен прах, а смес съдържаща зеолит с размер на частиците от 300 до 400 pm, като след употребената зеолитна смес да се разгради напълно в природата и да не създава опасни отпадъчни продукти, да има опростена конструкция и опростена технология за получаването на електролитната клетка.

Целта се постига с електрохимична клетка, при която към корпуса е монтиран резервоар съдържащ солена вода с 3% концентрация на NaCl, като на стената на корпуса, която е към резервоара, са оформени наймалко два отвора. По всички вътрешните стени на корпуса е разположен текстилен материал, а в оформеното вътрешно пространство на корпуса е разположена зеолитна смес, която съдържа предварително обработен зеолит тип клиноптилолит е размер на частиците от 300 до 400 pm до посребрен зеолит, глина и солена вода c 3% концентрация на NaCl. В зеолитната смес са разположени меден електрод и цинков електрод, които са свързани с медни проводници.

Посребреният зеолит е получен, като зеолит тип клиноптилолит се залива с 1500 ml разтвор на посребрена вода с концентрация на сребърни йони 50 mg/1. след което се изсушава.

Текстилният материал вложен в електрохимичната клетка е със 100% съдържание на памук.

Съотношението на посребрения зеолит към глината към солената вода е от 5,71:1:2.85 до 11,4:1:5,71.

Съгласно полезния модел, глината е със следния химичен и фазов състав, химичен състав SiOa - 66,07%, АЬО₃ - 17,58%, MgO - 2,18%, Na₂O - 0.91%. К₂О - 2,5%, Р₂О₅ - 0,1%, СаО - 1,3%, МпО - 0,06%, Fe₂O₃ - 5,2%, TiO₂ - 0,6%, фазов състав кварц - 42%, албит - 35%, микроклин - 12%. мусковид - 6%, калцит - 2%.

Електродите в електрохимична клетка, са както следва: медният електрод е медна пластина с размери 100 х 40 х 1. цинковият електрод е цинкова пластина с размери 100 х 30 х 2. като двата електрода са свързани с медни проводници 2 mm².

Съгласно полезният модел, електрохимичните клетки могат да бъдат п на брой, свързани последователно или паралелно с медни проводници в зависимост от приложението им.

Корпусът на електрохимична клетка, съгласно полезния модел е от електроизолационен полимерен материал.

Методът за получаване на електрохимична клетка включва следната последователност от технологични операции: на първи етап смления зеолит тип клиноптилолит с размер от 300 до 400 pm се посребрява, като от 400 до 800 g зеолит тип клиноптилолит се заливат с 1500 ml разтвор на посребрена вода с концентрация на сребърни йони 50 mg/1. след което се изсушава на хладно и проветриво място, на втори етап посребрения зеолит се поставя в стъклен съд с вместимост 1500 ml добавя се 70 g глина и се залива с от 200 до 400 ml солена вода с 3% концентрация на NaCl, сместа се хомогенизира до получаване на еднородна консистенция, на трети етап по стените на корпуса се поставя текстилен материал омокрящ се от отворите на резервоара със солена вода с 3% концентрация на NaCl, на четвърти етап в оформеното вътрешно пространство на корпуса се поставя зеолитната смес от етап две и на шести етап се поставят в зеолитната смес меден електрод и цинков електрод свързани с медни проводници.

С една електрохимична клетка, съгласно варианти на изпълнение на полезния модел, се получава постоянно електрично напрежение от 0,6 V и ток от 20 mA до 0,8 V и ток от 30 mA.

Зареждането на клетките става, като в резервоара на клетката се поставя солена вода с 3% концентрация на NaCl. до определената маркировка на резервоара.

Включването в зеолитната смес на точно опреден вид глина осигурява възможност да се уплътни зеолитната маса и по добре да прилепне към електродите за да се подобри йонния обмен в твърдия зеолитен електролит.

Зеолитьт е клиноптилолит и е добит от находището в с. Бели пласт в североизточни Родопи и има точно определен качествен и количествен състав.

Качественият и количествен състав на използвания по полезния модел клиноптилолит е посочен в Таблица 1 и Таблица 2.

Таблица 1. Химичен състав на клиноптилолит от с. Бели Пласт, mass. %

K umi Ί: I и i ι;ι i

Таблица 2. Характеристики на клиноптилолита

И<шо<юмснеи капан;

( ь.п.ржан

ΊΟ \1 О. III.Hl

K ΙΗΗΟΙΠΠ h' Illi

В дифрактограмата от фигура 3 има само пикове на минералите клиноптилолит [(Na. К. CakiSi, А1)з(,О72.20НзО] и малки примеси от кварц. Направеният количествен анализ показа, че изследваната проба съдържа 98% клиноптилолит с формула [(Na, К, Ca)f,(Si, А1)збО?2.20Н2О] и 2% кварц с формула SiCk.

Предимствата които осигурява полезният модел са:

Опростена конструкция и технология на получаване на електрохимичната клетка.

След употреба зеолитната смес се разгражда напълно в природата и не създава опасни отпадъчни продукти.

Електрохимичната клетка осигурява възможност за широко приложение, поради възможността да се съединяват наброй електрохимични клетки, свързани последователно или паралелно с медни проводници в зависимост от приложението им.

Пояснение на приложените фигури

Полезният модел е описан по-подробно с позоваване на приложените фигури, илюстриращи негово примерно изпълнение, от които:

Фигура 1 представлява изглед в перспектива на електрохимичната клетка, съгласно полезния модел;

Фигура 2 представлява изглед по А - А от фигура 1;

Фигура 3 представлява дифрактограма на природен зеолит от с. Бели пласт, тип клиноптилолит.

BG4162 UI

Примери за изпълнение на полезния модел

С позоваване на приложените фигури са описани подробно предпочитани примерни изпълнения на електрохимичната клетка, съгласно полезният модел.

Пример 1

При илюстрираното изпълнение:

BG4162 UI

Контейнерът е изработен от електроизолационен полимерен материал в случая поливинилхлорид и е с вместимост 800 ml.

Резервоарът за вода 4 е запълнен със солена вода с 3% концентрация на NaCI.

По стените на контейнера се поставя памучен текстилен материал със 100% съдържание на памук, който преминава и през отворите 7 на резервоара 4.

400 g зеолит тип клиноптилолит с размер на частиците 400 pm, сс посребрява, като се залива с 1000 ml разтвор на посребрена вода с концентрация на сребърни йони 50 mg/1. Сместа се оставя да изсъхне на хладно и проветриво място. След което в съд от 1500 ml се поставя посребрения зеолит и се залива с 200 ml солена вода с 3% концентрация на NaCI, добавя се и 70 g глина. Така получената смес се разбърква до пълна хомогенизация след което се поставя в оформеното вътрешно пространство на контейнера на електрохимичната клетка.

Поставят се в сместа два електрода, меден и цинков. Медният електрод е медна тръба с диаметър 20 mm и дължина 120 mm, цинковия електрод е цинкова пластина с размери 100 х 30 х 2. Двата електрода са сързани с медни проводници 2 mm²

Електрохимичната клетка създава постоянно електрично напрежение от 0.6 V и ток от 20 mA.

Пример 2

Както в пример 1, но солената вода е морска с 3% концентрация на NaCI.

Пример 3

Резервоарът за вода е 4 е запълнен със солена вода с 3% концентрация на NaCI

Но стените на контейнера се поставя памучен текстилен материал със 100% съдържание на памук, който преминава и през отворите 7 на резервоара 4.

800 g зеолит тип клиноптилолит с размер на частиците 300 pm се посребрява, като се залива с 1000 ml разтвор на посребрена вода с концентрация на сребърни йони 50 mg/1. Сместа се оставя да се изсъхне на хладно и проветриво място. След което в съд от 1500 ml се поставя посребрения зеолит и се залива е 400 ml солена вода с 3% концентрация на NaCI. добавя се и 70 g глина. Така получената смес се разбърква до пълна хомогенизация, след което се поставя в оформеното вътрешно пространство на контейнера на електрохимичната клетка.

Поставят се в сместа два електрода, меден и цинков. Медният електрод е медна тръба с диаметър 20 mm и дължина 120 mm, цинковия електрод е цинкова пластина с размери 100 х 30 х 2. Двата електрода са свързани с медни проводници 2 mm².

Електрохимичната клетка създава постоянно електрично напрежение от 0.8 V и ток от 30 mA.

Пример 4

Електрохимичната клетка описана в пример 1 са 15 на брой електрохимични клетки свързани последователно с медни проводници и създават постоянно електрично напрежение от 9 V и ток от 300 mA.

Claims

Електрохимична клетка съдържаща корпус, в който е разположен зеолит и електроди, характеризираща се с това, че към корпуса (1) е монтиран резервоар (4) съдържащ солена вода с 3% концентрация на NaCl, като на стената на корпуса (1), която е към резервоара (4), са оформени най малко два отвора (7), а по всички вътрешни стени на корпуса (1) е разположен текстилен материал (2), като в оформено вътрешно пространство на корпуса (1) е разположена зеолитна смес (3) съдържаща предварително обработен зеолит тип клиноптилолит с размер на частиците от 300 до 400 микрометъра до посребрен зеолит, глина и солена вода с 3% концентрация на NaCl, а в зеолитната смес (3) са разположени меден електрод (5) и цинков електрод (6), които са свързани с медни проводници