CS201284B1 - Elektrochemické zdroje elektrického proudu - Google Patents
Elektrochemické zdroje elektrického proudu Download PDFInfo
- Publication number
- CS201284B1 CS201284B1 CS446678A CS446678A CS201284B1 CS 201284 B1 CS201284 B1 CS 201284B1 CS 446678 A CS446678 A CS 446678A CS 446678 A CS446678 A CS 446678A CS 201284 B1 CS201284 B1 CS 201284B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- electrode
- oxygen
- electric current
- hydrogen
- electrodes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Vynález se týká elektrochemických zdrojů elektrického proudu tvořených kladnou kyslíkovou elektrodou a zápornou elektrodou, kterou může být elektroda vodíková nebo kovová, ponořených do alkalického elektrolytu. Podle vynálezu tvoří kyslíkovou elektrodu katalyticky aktivní polymerní hmota vzniklá termickou redukcí termicky dissociovatelných kyslíkatých sloučenin stříbra na polyfenylenoxidových řetězcích. Zdroj dosahuje vysoký měrný výkon 102 až 103 kW na 1 m2 plochy elektrod a může pracovat v širokém tepelném rozmezí.
Description
Vynález se týká elektrochemických zdrojů elektrického proudu, ve kterých elektrický proud vzniká oxidací kovu nebo vodíku kyslíkem, probíhající na elektrodách.
Tyto zdroje elektrického proudu jsou známy a široce využívány. Jejich využití ve větším měřítku brání zejména to, že se prozatím nepodařilo uspokojivě vyřešit hlavní nedostatek těchto zdrojů - především nízkou proudovou hustotu a malou stabilitu, kterou lze za~ tížit známé kyslíkové elektrody, u nichž velmi rychle vzniká vysoké polarizační napětí, které snižuje účinnost elektrochemického zdroje.
Nyní bylo zjištěno, že elektrochemické zdroje elektrického proudu s vyšším měrným výkonem než dosavadní vzniknou, použije-li ae jako kyslíková elektroda, plynová difúzní elektroda, jejíž příprava je popsána v čs. autorských osvědčeních č. 175580 a 175936.
Předmětem vynálezu jsou elektrochemické zdroje elektrického proudu, tvořené kladnou kyslíkovou elektrodou a zápornou elektrodou, kterou může být elektroda vodíková nebo kovová jako zinková, kadmiová, železná, sodíková, obě elektrody ponořené v alkalickém elektrolytu, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že kyslíkovou elektrodu tvoří katalyticky aktivní polymerní organokovová hmota vzniklá termickou redukcí termicky dissociovatelných kyslíkatých sloučenin stříbra na polyfenylenoxidových řetězcích.
Největší předností elektrochemických zdrojů elektrického proudu je vysoký měrný výkon. 2 3 2 lze s nimi dosáhnout výkonu 10 az 10 kW na 1 m plochy elektrod pri dlouhodobém trvalém provozu. Tyto zdroje proudu mohou pracovat ve velni širokém tepelném rozmezí, za mrazu i při teplotách přes 200 °C, kdy však již nastává částečná degradace organokovové polyraerní hmoty, tvořící kyslíkovou elektrodu. Výkon je omezen schopností odvádět teplo z pracujícího zdroje proudu.
Elektrochemický zdroj elektrického proudu podle vynálezu tvoří článek, jehož jednu elektrodu tvoří vodíková plynová difúzní elektroda, realizovaná například promýváním vodíku pórovitou hmotou na bázi niklu nebo kovová elektroda, tvořená kovy a jejich slitinami. Jako materiál pro kovové elektrody jsou vhodné především kovy se záporným elektrickým potenciálem vůči kyslíkové elektrodě, například zinek, kadmium, železo, sodík.
Druhou elektrodu tvoří katalyticky aktivní organokovová polymerní hmota, vzniklá reakcí termicky dissociovatelných kyslíkatých sloučenin stříbra s polyfenylenoxidem. Příprava těch to elektrod a jejich vlastností jsou popsány v čs. autorských osvědčeních č. 175580 a 175936.
Elektrolyt tvoří alkalické roztoky, zejména koncentrované roztoky hydroxidu draselného a sodného. Uspořádání elektrochemických zdrojů podle vynálezu je provedeno známými způsoby.
201 204
K sycení kyslíkové elektrody kyslíkem lze použít čistého kyslíku nebo jeho směsí s ji nými plyny, například vzduohu. Zdroj proudu je jen málo citlivý na nečistoty, které mohou snižovat katalytickou účinnost kladné éLektrody. Optimální pracovní tlak závisí na způsobu přípravy elektrodové hmoty a konstrukci článku, zpravidla nemusí být vyšší než 5.10^ Fa.
Vynález blíže osvětlí následující příklady.
Příklad 1
Do 7N KOH elektrolytu byla vložena kyslíková plynová difúzní elektroda vyrobená způsobem popsaným v čs. autorském osvědčení 175580. Pracovní tlak kyslíku na elektrodě byl 3.10^ Pa. Jako protielektroda byla použita třívrstvá vodíkové plynová difúzní elektroda, vyrobená ze směsi Raneyova niklu práškového niklu, šíovanu amonného a karbonylovém niklu. Elektroda pracovala při tlaku vodíku 1.10^ Pa. Systém elektrod tvořící elektrochmický článek elektrického proudu pracoval při teplote 338 K. Elektrický potenciál elektrod , napětí U a výkon P článku jsou uvedeny v tabuloe 1. Potenciály elektrod byly měřeny proti Hg/HgO elektrodě, která byla použita jako referentní.
Elektrická proudová hustota a měrný výkon jsou uváděny vzhledem ke geometrické ploše kysli kové elektrody, která byla P=6 cm2. (Geometrická plocha vodíkové elektrody byla 10 cm2.) Pokles svorkového napětí článku je převážně ovlivňován změnou elektrodového potenciálu vodíkové elektrody, jak je patrné z tabulky.
Příklad 2 *
Do 7N KOH elektrolytu byla vložena kyslíková plynová difúzní elektroda vyrobená způsobem popsaným v čs. autorském osvědčení č. 175580 obdobně jako v příkladě 1. Pracovní tlak kyslíku elektrody byl 3.1Ο5 Pa. Geometrická plocha kyslíkové elektrody byla 6 cm2. Jako protielektroda byla použita zinková elektroda ze zinkového plechu elektrolytické čistoty. Tento systém elektrod tvořící elektrochemický článek elektrického proudu pracoval při teplotě 338 K. Aby změna svorkového napětí byla dána převážně změnou elektrického potenciálu kyslíkové elektrody, byla zinková elektroda větší než 78 cm2. Z tohoto důvodu byla zinková elektroda zatěžována proudovou hustotou maximálně 30 mA/cm2. Rovněž byl vyměňován po určité době elektrolyt. Kyslíková elektroda byla zatěžována maximální elektrickou proudovou hustotou cca 400 mA/cm2. Elektrolytické potenciály elektrod byly měřeny proti niklové elektrodě, která byla použita jako referentní. Naměřené hodnoty jsou uvedeny v tabulce 2.
201 284
Příklad. 3
Byl sestaven elektrochemický systém elektrod kyslík-zinek obdobně jako je uvedeno v příkladu 2. Pracovní teplota elektrolytu 7N KOH však byla volena 298 K. Elektrické potenciály elektrod byly rovněž měřeny proti niklové sílce jako referentní elektrodě. Naměřené hodnoty jsou uvedeny v tabulce 3.
201 284
Tabulka 1. Elektrický potenciál elektrod , svorkové napětí U a výkon P elektrochemického Slánku elektrického proudu vodík-kyslík, T 338 K.
elektrický potenciál elektrod ( ί-Λ) proti napětí článku (U) proud výkon Slánku elektrodě Hg/HgO mV mV
| Kyslíková | vodíková | vypočtené z potenciálů elektrod | naměřené | celkový I mA | měrný A/m2 | celkový P mW | měrný P W/m2 |
| + 120 | - 1113 | 1233 | 1240 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| + 90 | - 1088 | 1178 | 1165 | 120 | 200 | 139,80 | 233 |
| + 65 | - 1048 | 1113 | 1080 | 300 | 500 | 324,00 | 540 |
| + 45 | - 938 | 983 | 940 | 600 | 1000 | 564,00 | 940 |
| - | - 873 | - | - | 720 | 1200 | - | - |
| - | - | - | 830 | 900 | 1500 | 747,00 | 1245 |
Tabulka 2. Elektrický potenciál ψ , napětí U a výkon P elektrochemického Slánku elektrického proudu kyslík-zinek, T = 338 K.
elektrický potenciál napětí Slánku (U) proud výkon Slánku elektrod (<? ) proti elektrodě Ni mV raV
| kyslíková | zinkové | vypočtené z potenciálů elektrod | naměřené | celkový I mA | měrný A/m2 | celkový P^ mW | měrný P W/m2 |
| - 330 | - 1870 | 1540 | 1530 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| - 530 | - 1830 | 1300 | 1320 | 240 | 400 | 316,80 | 528 |
| - 590 | - 1820 | 1230 | 1230 | 360 | 600 | 442,80 | 738 |
| - 630 | - 1810 | 1180 | 1170 | 480 | 800 | 561,60 | 936 |
| - 670 | - 1790 | 1120 | 1170 | 600 | 1000 | 702,00 | 1170 |
| - 710 | - 1780 | 1070 | 1070 | 720 | 1200 | 770,40 | 1284 |
| - 780 | - 1780 | 1000 | 1020 | 840 | 1400 | 856,80 | 1428 |
| - 790 | - 1780 | 990 | 1000 | 960 | 1600 | 960,00 | 1600 |
| - 820 | - 1770 | 950 | 950 | 1080 | 1800 | 1026,00 | 1710 |
| - 870 | - 1770 | 900 | 910 | 1200 | 2000 | 1092,00 | 1820 |
201 284
| - 1000 | - 1760 | 760 | 790 | 1500 | 2500 | 1185,00 | 1975 |
| - 1050 | - 1740 | 690 | 690 | 1800 | 3000 | 1242,00 | 2070 |
| - 1300 | - 1730 | 430 | 450 | 2502 | 4170 | 1125,90 | 1876 |
Tabulka 3. Elektrický potenciál elektrod^ , napětí U a výkon P elektrochemického článku elektrického proudu kyslík-zinek, T = 298 K.
| elektrický potenciál | napětí článku (U) | proud | výkon článku | ||||
| elektrod ( j) elektrodě Ni | proti | ||||||
| mV | mV | ||||||
| kyslíková | zinková | vypočtené | naměřené | celkový měrný | celkový | měrný | |
| z potenciálů | i | P | P | ||||
| elektrod | |||||||
| mA | A/nP | mW | W/nT | ||||
| - 410 | - 1870 | 1460 | 1440 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| - 740 | - 1840 | 1100 | 1100 | 240 | 400 | 264,00 | 440 |
| - 860 | - 1820 | 960 | 980 | 360 | 600 | 352,80 | 588 |
| - 985 | - 1820 | 835 | 86 0 | 480 | 800 | 412,80 | 688 |
| - 1030 | - 1800 | 770 | 750 | 600 | 1000 | 450,00 | 750 |
| - 1140 | - 1800 | 660 | 650 | 720 | 1200 | 468,00 | 780 |
| - 1220 | - 1790 | 570 | 570 | 840 | 1400 | 478,80 | 798 |
| - 1310 | - 1780 | 470 | 460 | 960 | 1600 | 441,60 | 736 |
| - 1400 | - 1780 | 380 | 321 | 1080 | 1800 | 346,68 | 578 |
| - 1450 | - 1775 | 325 | 310 | 1200 | 2000 | 372,00 | 620 |
201 284
Claims (1)
- Elektrochemické zdroje elektrického proudu tvořené kladnou kyslíkovou elektrodou a zápornou elektrodou, kterou může být elektroda vodíková nebo kovová jako zinková, kadmiová, železná, sodíková s oběma elektrodami ponořenými v alkalickém elektrolytu, vyznačené tím, že kyslíkovou elektrodu tvoří katalyticky aktivní polymemí organokovová hmota vzniklá termickou redukci termicky dissociovatelných kyslíkatých sloučenin stříbra na po lyfenylenoxidových řetězcích.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS446678A CS201284B1 (cs) | 1978-07-05 | 1978-07-05 | Elektrochemické zdroje elektrického proudu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS446678A CS201284B1 (cs) | 1978-07-05 | 1978-07-05 | Elektrochemické zdroje elektrického proudu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS201284B1 true CS201284B1 (cs) | 1980-10-31 |
Family
ID=5387473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS446678A CS201284B1 (cs) | 1978-07-05 | 1978-07-05 | Elektrochemické zdroje elektrického proudu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS201284B1 (cs) |
-
1978
- 1978-07-05 CS CS446678A patent/CS201284B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lan et al. | Electrochemical synthesis of ammonia directly from air and water using a Li+/H+/NH 4+ mixed conducting electrolyte | |
| AU2010330009B2 (en) | Battery and method for operating a battery | |
| KR0124985B1 (ko) | 알칼리형 연료 전지 | |
| Rasiyah et al. | A Mechanistic Study of Oxygen Evolution on NiCo2 O 4: II. Electrochemical Kinetics | |
| US4783381A (en) | Process for the production of electricity in a fuel cell, and fuel cell | |
| DK141768B (da) | Elektrokemisk celle med en med vand højreaktiv metalanode. | |
| US3062909A (en) | Fuel cell electrode | |
| JP4568124B2 (ja) | 空気極および該空気極を用いた空気二次電池 | |
| US4275125A (en) | Fuel cell | |
| US3600228A (en) | Multiple electrolyte high voltage cell | |
| US20030049509A1 (en) | Alkaline direct methanol fuel cell | |
| US3925100A (en) | Metal/air cells and air cathodes for use therein | |
| CS201284B1 (cs) | Elektrochemické zdroje elektrického proudu | |
| Ma et al. | Performance Study of Direct Borohydride Fuel Cells Employing Polyvinyl Alcohol Hydrogel Membrane and Nickel‐Based Anode | |
| JP4937527B2 (ja) | 燃料電池用白金触媒及びこれを含む燃料電池 | |
| US3536533A (en) | Fuel cell electrode | |
| JPS6154163A (ja) | 酸水素系燃料電池 | |
| US3393099A (en) | Method of producing layer of cobalt oxide on nickel surface during fuel cell operation | |
| US3230114A (en) | Catalyst electrodes and process for storing electrical energy | |
| Kronenberg | Polarization Studies on High‐Temperature Fuel Cells | |
| US3296030A (en) | Fuel cell with stabilized zirconia electrolyte and nickel-silver alloy anode | |
| Kordesch | Hydrogen-oxygen fuel cells with carbon electrodes | |
| US3255045A (en) | Electric cell | |
| Santos et al. | Zinc negative electrode for direct borohydride fuel cells | |
| Hosseini et al. | Effects of anionic surfactant sodium dodecyl sulfate on electrochemical performances of zinc-air flow batteries |