CS223860B2 - Method of preventing the formation of the passivating anode surface by discharging the galvanic primary current - Google Patents
Method of preventing the formation of the passivating anode surface by discharging the galvanic primary current Download PDFInfo
- Publication number
- CS223860B2 CS223860B2 CS754958A CS495875A CS223860B2 CS 223860 B2 CS223860 B2 CS 223860B2 CS 754958 A CS754958 A CS 754958A CS 495875 A CS495875 A CS 495875A CS 223860 B2 CS223860 B2 CS 223860B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- electrolyte
- oxygen
- anode
- iron
- cathode
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 title claims 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 16
- -1 iron ions Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- KWYJDIUEHHCHCZ-UHFFFAOYSA-N 3-[2-[bis(2-carboxyethyl)amino]ethyl-(2-carboxyethyl)amino]propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCN(CCC(O)=O)CCN(CCC(O)=O)CCC(O)=O KWYJDIUEHHCHCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 52
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 6
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 51
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 51
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 51
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 150000001860 citric acid derivatives Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 abstract 1
- FNXKBSAUKFCXIK-UHFFFAOYSA-M sodium;hydrogen carbonate;8-hydroxy-7-iodoquinoline-5-sulfonic acid Chemical class [Na+].OC([O-])=O.C1=CN=C2C(O)=C(I)C=C(S(O)(=O)=O)C2=C1 FNXKBSAUKFCXIK-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 150000003567 thiocyanates Chemical class 0.000 abstract 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 14
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 11
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229940079877 pyrogallol Drugs 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 2-aminophenol Chemical class NC1=CC=CC=C1O CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006810 Caesalpinia ciliata Nutrition 0.000 description 1
- 241000059739 Caesalpinia ciliata Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004166 Lanolin Substances 0.000 description 1
- IOYNQIMAUDJVEI-BMVIKAAMSA-N Tepraloxydim Chemical group C1C(=O)C(C(=N/OC\C=C\Cl)/CC)=C(O)CC1C1CCOCC1 IOYNQIMAUDJVEI-BMVIKAAMSA-N 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 210000000941 bile Anatomy 0.000 description 1
- 229940075397 calomel Drugs 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000012297 crystallization seed Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical compound Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940039717 lanolin Drugs 0.000 description 1
- 235000019388 lanolin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- RJMUSRYZPJIFPJ-UHFFFAOYSA-N niclosamide Chemical compound OC1=CC=C(Cl)C=C1C(=O)NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1Cl RJMUSRYZPJIFPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/045—Cells with aqueous electrolyte characterised by aqueous electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
- H01M6/5077—Regeneration of reactants or electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká způsobu zamezení vytváření pasivačního anodového povlaku při vybíjení galvanického primárního článku, který obsahuje alkalický elektrolyt, anodu a katodu, které jsou vzájemně spojeny vnějším obvodem pro Odebírání elektrické energie, přičemž aktivním materiálem anody je železo, zatímco katodou je výhodně kyslíková elektroda.The invention relates to a method for preventing the formation of a passivating anode coating upon discharge of a primary cell comprising an alkaline electrolyte, an anode, and a cathode which are connected to each other by an external electrical energy withdrawal circuit, the active anode material being iron.
S činností galvanických prvků nebo článků, obsahujících kovovou elektrodu bývají často spojeny nesnáze, neboť produkty reakce, vznikající během provozu elektrody, mají tendenci se srážet na elektrodě nebo na ní ulpívat. Jsou to například kysličníky nebo hydroxidy kovů, jimiž je elektroda pasivována a účinnost článků snížena.There are often difficulties associated with the operation of galvanic elements or cells containing a metal electrode, since reaction products formed during operation of the electrode tend to precipitate or adhere to the electrode. These are, for example, oxides or metal hydroxides, by means of which the electrode is passivated and cell efficiency is reduced.
Tento problém se zvláště projevuje u článků typu kov/vzduch nebo kov/kyslík, u nichž je anoda ze železa a elektrolytem je roztok hydroxidu alkalického kovu, příkladně roztok hydroxidu sodného nebo draselného, jelikož ionty železa, vznikající na anodě, se srážejí nebo ulpívají na anodě ve formě povlaku, který značně snižuje nebo zamezuje další funkci anody.This problem is particularly evident in metal / air or metal / oxygen cells in which the anode is of iron and the electrolyte is an alkali metal hydroxide solution, for example sodium or potassium hydroxide solution, since the iron ions formed on the anode precipitate or adhere to an anode in the form of a coating that greatly reduces or prevents further anode function.
Proto má značný význam úkol zabránit vytváření výše uvedeného povlaku na elektrodách, čímž je zajištěna stálá a účinná funkce elektrody.Therefore, it is of great importance to prevent the formation of the aforementioned coating on the electrodes, thereby ensuring a stable and efficient function of the electrode.
Vzhledem к mechanismu vytváření pasivačního povlaku na elektrodě je známo pro některé jednoduché případy, užívající příkladně anody ze zinku a kadmia v alkalickém elektrolytu, že kov je při reakci elektrody rozpouštěn před usazováním povlaku, zabraňujícího reakci. Meziprodukty, vznikající na anodě, typu Zn(OH)+ a Cd(OH)+ mohou následně reagovat s OH podle rovnicDue to the mechanism of formation of the passivation coating on the electrode, it is known for some simple cases using, for example, zinc and cadmium anodes in an alkaline electrolyte, that the metal is dissolved in the reaction of the electrode before settling of the anti-reaction coating. Zn (OH) type anode intermediates+ and Cd (OH)+ they can subsequently react with OH according to equations
Zn(OH) + + OH- - Zn(0H)2 aZn (OH) + OH - - Zn (0H) 2 and
Cd(OH)+ + OH - Cd(OH)2 , přičemž brzdění reakce nastává pouze tehdy, došlo-li к přebytku produktu rozpustnosti pro odpovídající kovový hydroxid. Meziprodukty mohou rovněž poskytovat pasivační kysličník podle rovnicCd (OH) + + OH - Cd (OH) 2, the reaction being braked only when there is an excess of the solubility product for the corresponding metal hydroxide. Intermediates can also provide passivating oxide according to equations
Zni(OH)+ -> ZnO + H+ aZni (OH) + -> ZnO + H + a
Cd(OH)+ -> CdO + H+ .Cd (OH) + - > CdO + H + .
Je-li rozpustnost mírně překročena, to jest, při nízkém přesycení, vzrůstá při vzrůstajícím přesycení i rychlost usazování. Při značném přesycení je rychlost tvoření krystalizačních zárodků vysoká ve srovnání s rychlostí růstu zárodků, a je zabráněno v usazování. To je velmi obvyklé u hydroxidů, majících nízký produkt rozpustnosti. Jakýkoli způsob, prováděný při nízkém přesycení, vede ke snížení koncentrace takových komplexních meziproduktů hydroxidů, -· což poskytuje menší riziko usazování na povrchu elektrody. Při vysokém přesycení však snížení koncentrace způsobí zvýšení rychlosti usazování. V případě zinku nebo kadmia je tvoření usazeniny, zamezující reakci, na anodě zpožďována prudkým - promícháváním, a při plynulém přivádění kapalného čerstvého elektrolytu je zamezování reakci zcela zabráněno.If the solubility is slightly exceeded, i.e. at low supersaturation, the settling rate increases as the supersaturation increases. With considerable supersaturation, the formation rate of the crystallization seeds is high compared to the growth rate of the seeds, and settling is prevented. This is very common with hydroxides having a low solubility product. Any method carried out at low supersaturation results in a reduction in the concentration of such complex hydroxide intermediates, thus providing less risk of deposition on the electrode surface. However, at high supersaturation, a decrease in concentration causes an increase in settling rate. In the case of zinc or cadmium, the formation of an anti-reaction deposit on the anode is delayed by vigorous stirring, and with continuous supply of liquid fresh electrolyte, inhibition of the reaction is completely prevented.
Pro většinu ostatních kovů, zahrnující železo, není tento jednoduchý proces dostačující pro eliminaci reakcí, které způsobují vytváření takových povlaků. Kromě toho k pasivacl obvykle dochází již před uvedením galvanického článku v činnost. Rozdíl může být způsoben tím, že množství odpovídajících produktů rozpustnosti je mnohem menšin, nebo skutečností, že mechanismy reakcí při rozpouštění a pasivaci v úvahu přicházejících kovů jsou rozdílné od mechanismů reakcí zinku a kadmia.For most other metals, including iron, this simple process is not sufficient to eliminate the reactions that cause the formation of such coatings. In addition, passivations typically occur prior to actuation of the galvanic cell. The difference may be due to the fact that the amount of the corresponding solubility products is much minor, or the fact that the mechanisms of the dissolution and passivation reactions of the metals involved are different from those of the zinc and cadmium reactions.
Vlastní pasivační povlaky na elektrodách ze železa nebo jiných kovů, které poskytují pasivační povlaky typu, odpovídajícího· pasivačnímu povlaku železa, nemohou však být eliminovány stejným jednoduchým způsobem, který byl popsán výše pro zinek a kadmium, a jak je známo, nebylo dosud nalezeno žádné jednoduché a účinné řešení tohoto· problému.The passivation coatings themselves on the electrodes of iron or other metals which provide passivation coatings of the type corresponding to the passivation coating of iron, but cannot be eliminated in the same simple manner as described above for zinc and cadmium, and as is known, no simple so far has been found and an effective solution to this problem.
Přídavně k výše uvedenému problému, pasivačních povlaků je s -články · typu · kov/ /vzduch nebo kov/kyslík spojen · -další · problém, který spočívá - v přivádění vzduchu nebo kyslíku ke katodě. U běžných - elektrod tohoto typu je vzduch, obvykle - pod , tlakem, přiváděn ke katodě, kde dochází k redukci kyslíku v přítomnosti katalyzátoru - při vytváření hydroxidových - iontů - v elektrolytu. Účinnost redukce kyslíku na - katodě, to jest reakce katody, je při vysoké hustotě - - proudu omezena rychlostí, jíž je kyslík schopen difundovat do aktivní plochy katody, - to jest, dopravou kyslíku. Doprava kyslíku a reakce katody jsou brzděny kyslíkem, přítomným v plynné fázi, zatímco elektrolyt je kapalný a elektroda pevná. Pro zlepšení -reakce katody je žádoucí učinit dopravu kyslíku účinnější, zvětšením toku kyslíku, příkladně zvý šením rychlosti kyslíku nebo zvýšením - koncentrace přiváděného kyslíku.In addition to the above-mentioned problem of passivation coatings, metal / air or metal / oxygen cells are associated with a further problem which is the supply of air or oxygen to the cathode. In conventional electrodes of this type, air, usually under pressure, is fed to the cathode, where oxygen is reduced in the presence of a catalyst to form hydroxide ions in the electrolyte. The oxygen reduction efficiency at the cathode, i.e. the cathode reaction, at high current density is limited by the rate at which oxygen is able to diffuse into the active cathode area, i.e., by oxygen transport. Oxygen transport and cathode reactions are inhibited by the oxygen present in the gas phase, while the electrolyte is liquid and the electrode is solid. To improve the reaction of the cathode, it is desirable to make oxygen transport more efficient, by increasing the oxygen flow, for example by increasing the oxygen rate or by increasing the oxygen supply concentration.
Dalším speciálním problémem, vlastním kyslíkovým elektrodám článků typu kov/ /vzduch je jejich složitá a kritická konstrukce, která je do- značné míry způsobena skutečností, že reakce kyslíku při reakci katody je třífázová reakce [plynný kyslík, kapalný elekrolyt a pevná elektroda), a tím, že toto třífázové rozhraní musí - být stále udržováno. Vzhledem k tomu jsou běžné kyslíkové katody zhotoveny - pórovité, při čemž póry mají - přesně zvolené rozměry, a dále, povrchy elektrod jsou hydrofobní alespoň na straně, vystavené působení plynu a/nebo je na této straně uplatňován protitlak. Nehledě k tomu, že takové kyslíkové katody je obtížné a nákladné vyrábět, poskytlo- by značné zjednodušení a zlepšení, pokud by kyslík mohl být přiváděn v určité koncentraci, rozpuštěn v kapalině, v kterémžto případě by nebylo nutné udržovat třífázové rozhraní a dále by byly eliminovány jiné problémy, jako je přítomnost dusíku ve vzduchu, který má tendenci otravovat katalytický materiál u běžných kyslíkových katod.Another particular problem inherent in the oxygen electrodes of metal / air cells is their complex and critical design, which is largely due to the fact that the oxygen reaction in the cathode reaction is a three-phase reaction (gaseous oxygen, liquid electrolyte and solid electrode), and by the fact that this three-phase interface must - always be maintained. Accordingly, conventional oxygen cathodes are made-porous, the pores having a precisely selected dimension, and furthermore, the electrode surfaces are hydrophobic at least on the gas-exposed side and / or a counter-pressure is applied on that side. Despite the difficulty and cost of manufacturing such oxygen cathodes, it would provide considerable simplification and improvement if oxygen could be supplied at a certain concentration, dissolved in a liquid, in which case it would not be necessary to maintain a three-phase interface and further eliminate other problems, such as the presence of nitrogen in the air, which tends to poison the catalytic material in conventional oxygen cathodes.
Z výše uvedeného textu jasně vyplývá, že existují závažné problémy, spojené jak s pasivačními povlaky na železných elektrodách, tak i s přívodem kyslíku ke kyslíkovým elektrodám. Oba tyto -problémy vyplývají z fázového rozhraní.It is clear from the above that there are serious problems associated with both the passivation coatings on the iron electrodes and the oxygen supply to the oxygen electrodes. Both of these problems result from the phase interface.
Úkolem předkládaného vynálezu je tedy eliminovat fázová rozhraní, která vedou - k pasivaci nebo k zabránění reakce, přičemž úkol se, stručně řečeno, realizuje tím, že se proces doplňuje komplexními činidly, které rozpouštějí látku, jež vede k pasivačním a inhibičním fázovým rozhraním.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to eliminate phase interfaces that lead to passivation or prevent reaction, and in short, the task is accomplished by complementing the process with complex reagents that dissolve the substance leading to passivation and inhibition phase interfaces.
Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se anoda článku uvede do styku s- komplexním činidlem· pro ionty železa, přidávaným k elektrolytu. Tímto komplexním činidlem je například kyselina etyléndiamíntetraoctová, kyanid, thiokyanát, citran, nitrilotriacetát, amoniak, kyselina etyléndiamintetrapropionová nebo kyselina dietyléntriaminpentaoctová.The process according to the invention is characterized in that the anode of the cell is contacted with a complexing agent for iron ions added to the electrolyte. The complexing agent is, for example, ethylenediaminetetraacetic acid, cyanide, thiocyanate, citrate, nitrilotriacetate, ammonia, ethylenediaminetetrapropionic acid or diethylenetriaminepentaacetic acid.
i Podle vynálzzu lze ' tedy elektrodu , na níž se - vytvořila fázová rozhraní v důsledku elektrodového povlaku zabraňujícího - její činnosti, uvést do styku s prvním komplexním činidlem, které - je v - průběhu činnosti schopno, -alespoň částečně rozpouštět povlak - elektrody a dále ji lze uvést -do styku s - druhým- komplexním činidlem -v případě, že jsou fázová rozhraní vytvářena heterogenním - přívodem aktivního -materiálu, - který je - spotřebováván na - elektrodě, přičemž - toto- druhé - komplexní činidlo je schopno vratného rozpouštění zmíněného aktivního - materiálu.Thus, according to the invention, an electrode on which the phase interfaces formed as a result of an electrode coating preventing its operation can be contacted with a first complexing agent which - during operation - is able, at least partially, to dissolve the electrode coating and further it may be contacted with a second complexing agent when the phase interfaces are formed by a heterogeneous supply of active material which is consumed at the electrode, the second complexing agent being capable of reversibly dissolving said active material.
Pro provádění způsobu podle vynálezu lze použít anodu, která je -tvořena elektricky vodivým pórovitým tělesem elektrody s přední a zadní stranou, přičemž přední strana je určena pro styk s elektrolytem v komoře pro elektrolyt, kdežto zadní strana je opatřena aktivním materiálem, který - se - spotřebovává v anodovém procesu a který -lne k tělesu elektrody působením magnetických sil. Nehledě na výhody, spojené s magnetickou -přilnavostí aktivního materiálu anody k tělesu elektrody, - je obzvlášť vhodné uspořádat aktivní -materiál anody na zadní stranu tělesa elektrody, jelikož toto- opatření eliminuje riziko zkratu, které je nutno brát v úvahu v případě umístění aktivního· materiálu na prádrn straně zejména pokud jsou anoda a kateda uspořádány v mató vzájemné vzdálenosti.For carrying out the method of the invention, an anode can be used which is formed by an electrically conductive porous electrode body with a front and a back side, the front side for contacting the electrolyte in the electrolyte chamber, while the back side is provided with active material which is it consumes in the anode process and adheres to the electrode body by magnetic forces. Notwithstanding the advantages associated with the magnetic-adhesion of the active anode material to the electrode body, it is particularly suitable to arrange the active-anode material on the back of the electrode body, since this eliminates the risk of short-circuiting to be taken into account. prádrn material on side d are particularly Poku so aa to d ate d and n can be arranged in the y Mato mutual distance.
Jelikož aktivním· materiálem anody je železo, mají póry tělesa elektrody takovou velikost, aby zabraňovaly průchodu aktivního matermte anody, avšak umožtovaty průchod elektrolytu a komplexních iontů aktivního materiálu anody.· Since the active anode material is iron, have pores of the electrode body sized to prevent passage of the active matermte yes Dy Avşa to umožtovaty r p h o s c d electrolyte complex ions of the anode active material.
Jak bylo uvedeno v předcházejícím textu, je při realizaci vynálezu přiváděno k anodě první komplexní činidlo za účelem doplnění produktů reakce, vytvářeného při činnosti elektrody, čímž je zamezováno· vytváření pasivačního povlaku na anodě. Podobně je ke katodě přiváděno druhé komplexní činidlo pro aktivní materiál na katodě (kyslík], například u článku typu kov/vzduch nebo kov/kyslík. přesněji ráčeno, podle vynátezu se provádí s ohledem na kyslíkovou katodu doplňování kyslíku a jeho uvádění na rozpustnou formu pomocí vhodného komplexního činidla, které selektivně rozpouští kyslík ze vzduchu, přičemž kyslík je přiváděn ke katodě v · kapalném skupenství, rozpuštěn v komplexním činidle nebo· v kapalné směsi, obsahující komplexní činidlo·. Na katodě je kyslík opět z komplexního čnidla uvolňován a podléhá obvyklým reakcím elektrody. Tím, že kapalina, obsahující rozpuštěný kyslík, teče okolo nebo s výhodou skrze katodu, může být difúze nebo doprava kyslíku na aktivní povrch katody značně zvýšena v porovnání s běžnými kyslíkovými katodami, kde dochází pouze k dopravě kyslíku difúzí a nenastává žádný skutečný tok kyslíku. Uvedený tok kapaliny v procesu podle vynálezu rovněž usnadní dopravu iontů OH z katody.As mentioned above, in the practice of the invention, the first complexing agent is fed to the anode in order to supplement the reaction products generated during the operation of the electrode, thereby avoiding the formation of a passivation coating on the anode. Similarly, the cathode supplying a second complexing agent for the active material of the cathode (oxygen], for example in the article metal / air or metal / ky with phorous. P řesněj and ratchets, C o dl ev y nátezu is performed with respect to an oxygen cathode replenishment oxygen and its solubilization by means of a suitable complexing agent which selectively dissolves oxygen from the air, the oxygen being fed to the cathode in a liquid state, dissolved in the complexing agent, or in a liquid mixture containing the complexing agent. Since the dissolved oxygen-containing liquid flows around or preferably through the cathode, diffusion or transport of oxygen to the active cathode surface can be greatly increased compared to conventional oxygen cathodes where only the oxygen cathodes occur. transport of oxygen by diffusion and there is no fact The liquid flow in the process of the invention will also facilitate the transport of OH ions from the cathode.
Vynález dále dovoluje užití katod jednodušší konstrukce než doposud, jelikož již neexistují tři rozdílná skupenství, nýbrž pouze dvě skupenství na katodě (kapalné skupenství a pevné skupenství). Vzdálenost od fáze (vzduch), vykazující aktivní materiál (kyslík) k aktivnímu povrchu elektrody bude méně kritická.The invention further permits the use of cathodes of simpler construction than hitherto, since there are no longer three different states, but only two states on the cathode (liquid state and solid state). The distance from the phase (air) showing the active material (oxygen) to the active surface of the electrode will be less critical.
Konečně poskytuje vynález· rovněž tu výhody že jedovaté látk^ jato· je dusíK mohou být eliminovány pomocí tomptexmho činidla rozpouštějícího pouze kysHk.Finally provision Herein y in y n and l · EZ EZ also the advantage that the poisonous substance Jato · ^ is nitrogen m the hou be eliminated yp dip s maiden tomptexmho agent p ouštějíc larger-p sH nly ky k.
Vynález bude v n^leMjímm textil popsán a doložen příklady ve spojitosti s železem a kyslíkem jako aktivními materiály. Lze ovšem užívat i jiných vhodných aktivních materiálii, pričemž tomptexm činidlo musí' být přizpůsobeno příslušnému aktivnímu materiálu. Jaké komplexi čimdte v každém zvláštním případě užít je pro odborrnka v oboru zřejmé. You will be n and l ez vn ^ leMjímm textiles described and exemplified in connection with iron and oxygen as the active materials. It can, however, also use other suitable active materiality, and the holding tomptexm agent must 'be adapted to the respective active material. What CIMdata complex here in ka m or special use and a children's p ro odborrnka in the art.
O železe se v předcházejícím textu mluví jako o aktivním materiálu. Výraz aktivní m-ateriál zde vyjadřuje, že železo je materlálem, který se spotrábovává při činnosti elektrody. Anodou tedy může být i těteso elektrody z jinteto vodivého materiáte, jato je jiný kov, který je opatrán povlatom z aktivního materiáto Těleso· elektrody se neúčastní vtestrn reakce eletarody, nýbrž slouží pouze pro nesení aktivního materiálu, tj. železa a pro odvádění elektronů, zúčastňujících se reakce elektrody na základě své elektrické vodivosti. Při skutečné činnosti elektrody se železo mění v ionty železa, které jsou podle· vynálezu doplňovány tomptexrnm· činidlem, vtodným pro železo, s výhodou kyselinou etyléndiaminotetraoctovou (EDTA). Dalšími příklady jiných vhodných komplexních činidel mohou být kyanid (CN_), thiokyanát (SCN), citran, nitrilotriacetát, amoniak, kyselina etyléndiamintetrapropionová nebo kyselina dietyltriaminpentaoctová.Iron is referred to as active material in the preceding text. The term active m aterial herein indicates that the iron is materlálem that with p otra OVaV b y electrodes during operation. Anode te dy may be têtes electro dy from jinteto in d iv eh about materiae Jato is different for s, which is a p atrane p ovlatom of active materiáto T Éles · electrodes Y are not at častn í vtestrn reaction eletarody but serve only for carrying the active material, i.e. iron, and for removing the electrons involved in the electrode reaction based on their electrical conductivity. In actual operation of an electrode varies with iron ions of iron, which according to the invention complemented tomptexrnm · · C n i DLEM, vtodným ro p e r f Ezo, preferably ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). Further examples of other suitable complex agents may be cyanide (CN _), thiocyanate (SCN), citrate, nitrilotriacetate, ammonia, acetic acid or diethylenetriaminepentaacetic etyléndiamintetrapropionová.
U obzvláště výhodného provedení je anoda čásití článku typu kov/vzduch neto tov/ /kyslík, který kromě anody obsahuje komoru pro elektrolyt, obsahující elektrolyt a katodu nebo kyslíkovou elektrodu, která je elektricky vodivá a pórovitá a je na své síranů fežfcí proti tomoře s eIektrolytem, napájena vzduchem nebo kyslíkem. Jato příklady vhodných komplexních činidel pro aktivní materiál na katodě možno uvést mono- nebo polynukleární aromatické látky se dvěma nebo více atomy, poskytujícími elektrony v prstencích nebo ve funkčních skupnách vázaných k prstencům, jako· jsou hydroxychi-noliny, vícemocné fenoly, aminofenoly nebo jejich oxidační produkty. Vícemocnými fenoly mohou být zejména hydrochinon, pyrokatechin, pyrogalol nebo jejich oxteačrn produkty. Rovněž · lze užívat nearomatických látek, které tvoří vratné komplexy s kyslíkem.In a particularly preferred embodiment, the anode is no āsīt CLA ge the PU to OV / conditi h Neto tov / / oxygen, which in addition to an anode comprising a chamber for electrolyte containing an electrolyte and a cathode and an oxygen electrode that is electrically conductive and porous, and is provided on its sulphates fežfc aNTI Tomori with EIE kt rolytem, fed with air or oxygen. Jato examples of suitable complexing agents for active material for the cathode include the mono- or polynuclear aromatic compounds having two or more atoms providing electrons in the rings or the functional skupnách s ited to the rings such as hydroxyquinoli · lanolin, polyhydric phenols, aminophenols or their oxidation products. Polyhydric phenols may be particularly hydroquinone, pyrogallol or oxteačrn p ro d u k t y. Equal to z · u l of Gd vat nonaromatic substances which form complexes reversibly with oxygen.
pro · tepší porozummn bude vynález popsán za účelem· spíše ilustrativním než ome zujícím s oNedem na článek typu tov/ /vzduch. Na přiložených výkresech zobrazuje: P ro · pulse width will porozummn y n and l ez described for purposes of illustration rather than · OMe zujícím oNedem with Article Ane k t u yp tov / / air. The attached drawings show:
Obr. 1 schematicto znázorni čtanku typu kov/vzduch, obr. · 2 napětí jako funkci proudové hustoty a obr. 3 proudovou hustotu jako funkci kon centrace kapalmy pri různém obsahu komplexního činidla. O br. 1 schematicto required displayed čtanku metal / air, FIG. 2 · voltage as a function of current density, and FIG. 3 as a function of current density fluids it con centration at r y s m of the Zn content of the complexing agent.
Znázorněný článek typu tov/vzduch je tvořen anodou 1 a katodou 2, které jsou vzájemně spojeny elektrickým vedernm 3 opatřeným odporem 4 pro odebírání elektrické energie, vytvářené v článku. Elektrody jsou uspořádány v určité vzájemné vzdálenosti, takže mezi sebou tvoří komoru 5 pro elektrolyt.Zn and Zorn currency Article Ane k t y pu tov / d mod handles consists of anodes 1 and cathodes 2 which are of vz and gently connected to y 3 vedernm electric resistor 4 provided for collecting electrical energy generated in the cell. The electrodes are spaced apart so as to form an electrolyte chamber 5 therebetween.
Při přivádění komplexního činidla pouze k anodě byla kyslíkovou elektrodou běžná kyslíková elektroda, tvořená pórovitou deskou ze spékaného niklu a stříbra. Anoda je tvořena tělesem elektrody ve formě pórovité stříbrné desky 6, která nese na své straně, odvrácené od komory 5 pro elektrolyt, želený prášek 7, který tvoří aktivní mate riál elektrody. Železný prášek je k elektrodě přidržován magneticky pomocí elektromagnetu, umístěného na zadní straně kyslíkové elekrody. Velikost pórů stříbrné desky 6 je zde kritická pouze do té míry, že nesmí nechat volně procházet železný prášek. Jako elektrolytu bylo užito čtyřmolárního roztoku hydroxidu draselného.When supplying the complexing agent only to the anode, the oxygen electrode was a conventional oxygen electrode consisting of a porous plate of sintered nickel and silver. The anode is formed by an electrode body in the form of a porous silver plate 6 which carries on its side facing away from the electrolyte chamber 5 a gelling powder 7 which forms the active material of the electrode. The iron powder is held magnetically to the electrode by an electromagnet located on the back of the oxygen electrode. Here, the pore size of the silver plate 6 is only critical to the extent that it cannot let the iron powder pass freely. A four-molar potassium hydroxide solution was used as the electrolyte.
S popsaným zařízením byl nejprve proveden ' pokus bez užití komplexního· činidla, to jest, nikoli podle předkládaného vynálezu. Komora 5 byla naplněna roztokem· elektrolytu, a čerstvý roztok elektrolytu ve formě čtyřmolárního roztoku hydroxidu draselného byl plynule přiváděn do komory po straně anody odvrácené od komory 5 · pro elektrolyt, jak je vyznačeno šipkou 8 · na o-br. 1. Současně bylo odpovídající množství roztoku · · elektrolytu odebíráno z komory 5. Čerstvý roztok elektrolytu nejprve prošel vrstvou železného prášku a poté pórovitou anodou, načež byl zaveden do komory pro elektrolyt. Současně byl ke kyslíkové elektrodě, spojené s anodou, přiveden vzduch, jak je znázorněno šipkou 9, přičemž · došlo na kyslíkové elektrodě ke vzniku hydroxidových iontů. Vzhledem k zásaditému prostředí vytvořily ionty železa na anodě hydroxid a nebylo dosaženo uspokojivé činnosti článku.With the described apparatus, an experiment was first carried out without the use of a complex reagent, i.e. not according to the present invention. The chamber 5 was filled with an electrolyte solution, and a fresh electrolyte solution in the form of a 4 molar potassium hydroxide solution was continuously fed into the chamber along the side of the anode facing away from the electrolyte chamber 5 as indicated by arrow 8 · o-br. 1. At the same time, an appropriate amount of electrolyte solution was withdrawn from chamber 5. The fresh electrolyte solution first passed through a layer of iron powder and then through a porous anode, and was then introduced into the electrolyte chamber. At the same time, air was supplied to the oxygen electrode associated with the anode as shown by arrow 9, and hydroxide ions were formed at the oxygen electrode. Due to the alkaline environment, the iron ions formed hydroxide on the anode and the cell's satisfactory operation was not achieved.
Poté byl proveden pokus podle předkládaného vynálezu způsobem, který byl popsán v předcházejícím textu, avšak s tím rozdílem, že čerstvý roztok elektrolytu, přiváděný d.o komory pro elektrolyt, byl nejprve smíšen s 50 g EDTA na litr roztoku. Roztok elektrolytu přijal ionty železa, vznikající při reakci elektrody, ve formě komplexů s EDTA, takže nedošlo k jejich usazování na kovové anodě. K^:m;pl^exní ionty železa místo toho prošly nezdržovány pórovitou anodou a byly zavedeny do komory pro elektrolyt, a pouze v této komoře bylo železo,· vysrážené · ve formě vodnatého kysličníku železa. Jelikož tato sraženina byla volně přítomná v roztoku a nebyla usazena na anodě, bylo možno ji snadno odstranit s elektrolytem z komory pro· elektrolyt. Zjistilo se rovněž, že vysrážený vodnatý kysličník železa byl · ferromagnetický, pročež mohl být snadno magneticky odstraněn z roztoku elektrolytu. Výsledky, dosažené při · provádění pokusu podle vynálezu, jsou vyznačeny v tabulce 1.The experiment of the present invention was then carried out as described above, except that the fresh electrolyte solution fed to the electrolyte chamber was first mixed with 50 g EDTA per liter of solution. The electrolyte solution received iron ions resulting from the reaction of the electrode in the form of complexes with EDTA, so that they did not deposit on the metal anode. Instead, the filler iron ions passed through the void anode and were introduced into the electrolyte chamber, and only in this chamber was the iron precipitated in the form of hydrous iron oxide. Since this precipitate was freely present in the solution and was not deposited on the anode, it could easily be removed with electrolyte from the electrolyte chamber. It was also found that the precipitated hydrous iron oxide was ferromagnetic and could therefore be readily removed magnetically from the electrolyte solution. The results obtained in carrying out the experiment according to the invention are shown in Table 1.
TABULKA 1TABLE 1
Teplota (°C)Temperature (° C)
Proudová hustota · (mA/cm2)Current density · (mA / cm 2 )
Napětí článku (mVJCell voltage (mVJ)
300300
100100 ALIGN!
500500
Výše uvedená anoda může být nahrazena anodou jiného typu, v kterémžto případě ]e výše uvedeným tělesem elektrody, to · · jest pórovitou stříbrnou deskou, perforovaná nebo pórovitá deska z jiného materiálu, který je elektricky vodivý a magnetický, příkladně spékaná deska z magnetického kysličníku železa a kysličníku barya, opatřená elektricky vodivou vrstvou. Toto uspořádání činí zbytečným výše uvedený Oddělený elektromagnet, přičemž železný prášek je přidržován k tělesu elektrody svým vlastním magnetismem. U · výše popsaného provedení je aktivní materiál anody, to jest železný prášek, uspořádán na · straně elektrody, odvrácené .od komory pro- elektrolyt. To však není nutné, jelikož železný prášek může být rovněž umístěn na straně elektrody, směřující dovnitř komory pro elektrolyt. Dále · výše popsané zařízení sestává z ·· jediného článku, avšak pro· praktické účely je zařízení s výhodou vybaveno· dvoučinnými elektrodami, to jest, znázorněná anoda má odpovídající těleso elektrody i na druhé straně železného prášku, přičemž toto těleso elektrody směruje do další komory pro elektrolyt. Odpovídajícím způsobem je kyslíková elektroda vybavena další pórovitou deskou ze spékaného niklu a stříbra, která hraničí s třetí komorou pro elektrolyt. Tímto způsobem · může být jednoduchým způsobem vytvořena baterie článků. V takové · baterii je · vzduch přiváděn ke kyslíkovým elektrodám prostoru mezi pórovitými a spékanými deskami z niklu a stříbra, zatímco· roztok elektrolytu a komplexní činidlo jsou vedeny k železnému prášku · v prostoru mezi pórovitými · tělesy elektrod. Jakmile je aktivní materiál, to jest železný prášek, spotřebován, může být čerstvý železný prášek přiveden k tělesům elektrod a magneticky . · k nim· uchycen. Specifický systém pro· tento účel je podrobně popsán v americkém patentu č. 3 811 952. Rovněž není nutno plynule zásobovat článek · roztokem elektrolytu, komplexním činidlem a/nebo · aktivním materiálem, jelikož článek se může vyskytovat rovněž ve formě primární baterie, u níž byla kovová elektroda naplněna železným · práškem a dostatečným · množstvím komplexního činidla pro doplňování iontů železa, tvořených z kovového prášku, předběžně.The aforementioned anode may be replaced by another type of anode, in which case the aforementioned electrode body, i.e. a porous silver plate, a perforated or porous plate of another material that is electrically conductive and magnetic, for example a sintered plate of magnetic iron oxide. and barium oxide provided with an electrically conductive layer. This arrangement renders the aforementioned separate electromagnet unnecessary, wherein the iron powder is held to the electrode body by its own magnetism. In the embodiment described above, the active anode material, i.e. the iron powder, is disposed on the electrode side facing away from the electrolyte chamber. However, this is not necessary since the iron powder may also be located on the electrode side facing the electrolyte chamber. Furthermore, the apparatus described above consists of a single cell, but for practical purposes the apparatus is preferably equipped with double-acting electrodes, i.e. the anode shown has a corresponding electrode body on the other side of the iron powder, which electrode body is directed to another chamber. for electrolyte. Correspondingly, the oxygen electrode is equipped with another porous plate of sintered nickel and silver, which borders on the third electrolyte chamber. In this way, a battery of cells can be created in a simple manner. In such a battery, air is supplied to the oxygen electrodes of the space between the porous and sintered nickel and silver plates, while the electrolyte solution and the complexing agent are led to the iron powder in the space between the porous electrode bodies. Once the active material, i.e. the iron powder, is consumed, the fresh iron powder can be brought to the electrode bodies and magnetically. Attached to them. A specific system for this purpose is described in detail in U.S. Patent No. 3,811,952. There is also no need to continuously supply the cell with an electrolyte solution, a complexing agent and / or an active material, since the cell may also be present as a primary battery. the metal electrode was pre-filled with iron powder and a sufficient amount of a complex iron ion replenishing agent formed from the metal powder.
Při dalším · pokusu byl studován účinek koncentrace kapaliny a koncentrace komplexního činidla v článku výše uvedeného ' typu kov/vzduch, · který obsahoval · . anodu, tvořenou pórovitou spékanou stříbrnou deskou · · s perforovaným magnetem z kysličníku železa a kysličníku barya, přičemž železný prášek je udržován magnetickými silami ke straně · · anody, odvrácené od komory pro elektrolyt. · Katodou byla spékaná deska zIn another experiment, the effect of the liquid concentration and the concentration of the complexing agent in the metal / air cell of the above-mentioned type was contained. an anode consisting of a porous sintered silver plate with a perforated iron oxide and barium oxide magnet, the iron powder being held by magnetic forces to the side of the anode facing away from the electrolyte chamber. The cathode was a sintered plate of
1β niklu a stříbra. Na stranu katody, odvrácenou od knmory pro elektrolyt, byl přiváděn vzduch pod ttatam 0,01 až 0,05 MPa. Anoda i katoda měly plochu 2 cm2. Eletarotytem byl hydroxid draselný s měnící se přísadou EDTA jako komplexního činid^ a elektrolyt protékal článkem rychlostí 20 ml za minutu. Clánek byl umfetěn do ohnvactoo taxu za účelem udržování konstantní teploty 50 °C. Křivka závislosti proudu na napětí anody byla měřena proti referenční elektrodě (kalomelové elektrodě) v článku. Obr. 2 znázorňuje křivku závislosti proudu na napětí článku při různých koncentracích komplexního činidla (EDTA). Z vyobrazení je zřejmý že kftvka závislosti proudu na napětí se po zvýšení koncentrace EDTA nejprve zlepšila za účelem dosažení optimální hodnoty 5 g EDTA na 100 ml elektrolytu [5 Μ KOH). Při dalším přidávání EDTA při určitém napětí poklesla proudová hustota článku, takže při 50 g EDTA na 100 ml elektrolytu je hodnota proudové hustoty při určitém napětí nižší, než při přidání 2 g EDTA na 100 ml elektrolytu. Je zřejmé, že i za těchto1 podmínek existuje optimum s ohledem na koncentraci EDTA, .obnášející 5 až 10 ' g EDTA na 100 ml elektrolytu.1β nickel and silver. On the cathode side, facing away from knmory electrolyte, supplied with air by d p ttatam 0.01 to 0.05 MPa. Yes d ai cathode had yp jail 2 cm second Eletarotytem Potassium hydroxide with varying addition of EDTA to the I to P om LEXN rea of ¹H-and electrolyte flowed through the cell at a rate 20 ml per minute. Cl and was not to umfetěn ohnvactoo tax in order to maintain a constant temperature of 50 ° C. The current versus anode voltage curve was measured against a reference electrode (calomel electrode) in the cell. Giant. 2 shows a current versus cell voltage curve at different concentrations of complex reagent (EDTA). From the figure is seen from a s e kftvka respects, rou p d in voltage after increase of the concentration of EDTA improved with a view to achieving the optimal value of 5 g of EDTA to 100 ml of electrolyte [5 Μ KOH). Upon further addition of EDTA at a certain voltage, the current density of the cell decreased, so that at 50 g EDTA per 100 ml electrolyte, the current density at a certain voltage was lower than when adding 2 g EDTA per 100 ml electrolyte. It is clear that under these conditions, there is one optimum with respect to the concentration of EDTA .obnášející 5-10 'g of EDTA to 100 ml of electrolyte.
Odpovídající podmínky jsou rovněž patrny z obr. 3, který znázorňuje proudovou hustotu jata funkci tancentrace elekfrotyto při různých koncentracích komplexního činidla (EDTA). Nejnižší křivka znázorňuje stav bez jakéhokoli přidání komplexního činidla. Pak křivky ukazují, že rostoucí koncentrace EDTA vyvotavá zvy^jto se soudovou hustotu až do koncentrace 5 až 10 g EDTA na 100 ml elektrolytu. Při dalším vzrůst:u koncentrace EDTA proutavá hustota 1 opětně klesá takže při tancentraci 50 g EĎTA na 100 ml elektrolytu byto dosahováno relativně nízkých hodnot proudové hustoty. Tyto hodnoty nebyly nicméně vyšší než hustoty, získané bez jakéhokoli přidání komplexního činidla.Corresponding conditions are also shown in FIG. 3, which shows the current density to Jata f un ci tancentrace elekfrotyto at various concentrations of complexing agent (EDTA). The lowest curve represents the state without any addition of complexing agent. Then the curve shows that increasing concentrations of EDTA increases vyvotavá ^ JTO judgments with a density of d and a concentration of 5 to 10 grams of EDTA per 100 ml of the electrolyte. In another excit growth: at concentration E DTA proutavá density re 1 decreases TA tancentraci that when 50 g of EDTA to 100 ml of the electrolyte is achieved consume relatively low values of current density. However, these values were not higher than the densities obtained without any addition of the complexing agent.
Z obr. 3 je dále zřejmé, že proudová hustota vykazuje relativně striktní závislost na koncentraci elektrolytu. Tato závislost nenastává, jak je uváděno při nedostatku komplexního činidla, kdežto proudová hustota se při optimálním přidání komplexního činidla, to jest při 5 až 10 g na 100 ml, mění otato 125 mA/cm2 pn mtato se koncentraci elektrolytu. Z průběhů křivek je patrno, že optimální hodnota koncentrace elektrolytu obnáší 5 mtííí KOH na litr.It is further evident from FIG. 3 that the current density exhibits a relatively strict dependence on the electrolyte concentration. This dependency does not occur, as disclosed in the absence of a complexing agent, while the current density at the optimal addition of the complexing agent, i.e. at 5 to 10 g per 100 ml, changing Ö This 12 was 5 mA / cm 2 PN mtato the electrolyte concentration. Z p r s ub EH LR ive to p atm, the optimum value of the electrolyte concentration OBn as and MTII 5 KO H per liter.
Konečně byl rovněž proveden pokus, vyšstřující účinek přivádění komplexního činidla ke kyslíkové eletaodě Při tomto pokusu bylo užito výše uvedeného zařízení a elektrolytem byl roztok 5 M KOH, k němuž bylo přidáno 5 g EDTA na l00 m1 elektrotytu. Místo aby byl na stranu kyslíkové elektrody, odvrácenou od, komory pro elektrolyt, přiváděn vzduch pod tlakem, byl k ní přiváděn výše uvedený elektrolyt. Tento elektrolyt byl smíšen s pyrogalolem, doplněným kyslíkem. Kyslík byl přiváděn v komplexní fázi v kapalném skupenství a nikoli ve skupenství! plynném. Hkom bylo dosaženo uspokojivé funkce článku. Néjlepšího výsledku bylo dosaženo při užití pórovité katody, jíž procházel elektrolyt, obohacený kyslíkem. The onečně would l also made of p okus, wherein šstřující effect of supplying a complexing agent to the alkyl s phorous memory eletaodě In this experiment, using the above-mentioned apparatus and the electrolyte was 5 M KOH solution, to which was about EXAMPLE id Yes 5 g of EDTA per l 00 m 1 of electrolyte. Instead of supplying air under pressure to the side of the oxygen electrode facing away from the electrolyte chamber, the above electrolyte was supplied to it. This electrolyte was mixed with oxygen-supplemented pyrogalol. Oxygen was introduced in the complex phase in the liquid phase and not in the phase! pl ynném. Hkom b y lo achieve satisfactory operation article. The best result was obtained using an oxygen-enriched electrolyte pore cathode.
Pyrokatechin byl rovněž testován jata tamplexm činidto pro kyshk a při užití grafitové katody poskytoval větší zkratový proud než pyrogalol. Hodnoty, dosažené s hydrochinonem a kyselinou askorbovou, zaujaty polohy mezi tadnotami výše uvetanými.B pyrocatechol yl tested straight from Jata there pl EXM alkyl of bile for the SH and in the use of graphite cathodes providing higher short circuit current than pyrogallol. Values obtained with hydroquinone and ascorbic acid, taken between the semi hy d uvetanými notes above.
U výše uvedeného provetanú kde je užito' železa, jako aktivního materiálu pro' anodu byly komplexní ionty železa, vznikající v procesu, sráženy v elektrotytu ve forme magnetického vodného' kysličníku železa, který může být oddělován od elektrolytu a získáván specifickým způsobem, který bude popsán v následujícím textu.In the above Uve d en eh of provetanú where it is used 'iron as the active material for the anodes were complex ions of iron, produced in the process, the precipitation in the of electrolyte in f orme magnetic aqueous' iron oxide, which can be separated from the electrolyte, and gives specific as described below.
Jak je znázorněno na obr. 1, je elektrolyt veden z čtanta do tadráe M. Elektrolyt oljsahuje magnetický vodnaty kysličník ^leza, který byl vysrážen z komplexního železa. Při vstupním roztoku elektrolytu do nádrže 10 je magnetický vodnatý kysličník železa oddělován pomocí magnetů 11. Pokud by srážení vodnatého ' kysličníku železa bylo nedokonalé, bude roztok v nádrži roubován krystaly magnetického kysličníku železa, s výhodou při promíchávání roztoku. Po oddělení veškerého kysličníku železa z roztoku je vyčištěný roztok odčerpáván z nádrže a může být v případě požadavku vracen zpět do článku typu kov/vzduch, znázorněného na obr. 1. Budiž poznamenáno, že při oddělování kysličníku železa v nádrži 10 bude postupně se zvětšující vrstva vodnatého kysličníku železa působit jako filtr znečištěného elektrolytu, který je přiváděn do nó^^ rnmž se mstem elektrotytu stane účinnějším.As shown in FIG. 1, the electrolyte in the en d of NO to Tanta Tadrai M. Aqueous Electrolyte oljsahuje magnetic dapper ky ^ Leza to which was precipitated from complex iron. At the electrolyte inlet solution to the tank 10, the magnetic hydrous iron oxide is separated by magnets 11. If the precipitation of the hydrous iron oxide is imperfect, the solution in the tank will be grafted with crystals of magnetic iron oxide, preferably by stirring the solution. After the removal of all iron oxide from the solution, the purified solution is pumped from the tank and can be returned to the metal / air cell shown in FIG. 1 if desired. the hydrous iron oxides act as a filter contaminated electrolyte, which is fed by d noh ^^ rnmž the sweet wine of electrolyte becomes effective.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7409209A SE384950B (en) | 1974-07-15 | 1974-07-15 | WAY TO AGAINST THE FORMATION OF PASSIVATIVE ANOD COATING WHEN URL LOADING OF A GALVANIC PRIMER CELL, WHICH ANOD'S ACTIVE MATERIAL IS MADE OF IRON AND ANOD FOR PERFORMING THE KIT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS223860B2 true CS223860B2 (en) | 1983-11-25 |
Family
ID=20321709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS754958A CS223860B2 (en) | 1974-07-15 | 1975-07-14 | Method of preventing the formation of the passivating anode surface by discharging the galvanic primary current |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS575028B2 (en) |
AT (1) | AT348053B (en) |
AU (1) | AU477110B2 (en) |
BE (1) | BE831332A (en) |
BR (1) | BR7504458A (en) |
CA (1) | CA1053323A (en) |
CS (1) | CS223860B2 (en) |
DD (1) | DD118752A5 (en) |
DE (1) | DE2531402C3 (en) |
ES (1) | ES439371A1 (en) |
FR (1) | FR2279227A1 (en) |
GB (1) | GB1471806A (en) |
IT (1) | IT1039760B (en) |
NL (1) | NL7508249A (en) |
PL (1) | PL108707B1 (en) |
SE (1) | SE384950B (en) |
SU (1) | SU697064A3 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3175411D1 (en) * | 1981-07-17 | 1986-11-06 | John D H Julian | Electrolyte for electro-chemical cells |
JP6311683B2 (en) * | 2015-09-10 | 2018-04-18 | トヨタ自動車株式会社 | Iron-air battery electrolyte and iron-air battery |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS533055B2 (en) * | 1971-10-19 | 1978-02-02 | ||
JPS4848928A (en) * | 1971-10-20 | 1973-07-11 |
-
1974
- 1974-07-15 SE SE7409209A patent/SE384950B/en unknown
-
1975
- 1975-07-09 AT AT529675A patent/AT348053B/en not_active IP Right Cessation
- 1975-07-10 IT IT25255/75A patent/IT1039760B/en active
- 1975-07-10 FR FR7521745A patent/FR2279227A1/en active Granted
- 1975-07-10 NL NL7508249A patent/NL7508249A/en not_active Application Discontinuation
- 1975-07-14 GB GB2945475A patent/GB1471806A/en not_active Expired
- 1975-07-14 AU AU83010/75A patent/AU477110B2/en not_active Expired
- 1975-07-14 ES ES439371A patent/ES439371A1/en not_active Expired
- 1975-07-14 DD DD187285A patent/DD118752A5/xx unknown
- 1975-07-14 CS CS754958A patent/CS223860B2/en unknown
- 1975-07-14 BR BR7504458*A patent/BR7504458A/en unknown
- 1975-07-14 PL PL1975182052A patent/PL108707B1/en unknown
- 1975-07-14 SU SU752153121A patent/SU697064A3/en active
- 1975-07-14 BE BE158267A patent/BE831332A/en not_active IP Right Cessation
- 1975-07-14 CA CA231,360A patent/CA1053323A/en not_active Expired
- 1975-07-14 DE DE2531402A patent/DE2531402C3/en not_active Expired
- 1975-07-14 JP JP8609275A patent/JPS575028B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2279227B1 (en) | 1979-03-23 |
DD118752A5 (en) | 1976-03-12 |
FR2279227A1 (en) | 1976-02-13 |
GB1471806A (en) | 1977-04-27 |
IT1039760B (en) | 1979-12-10 |
ES439371A1 (en) | 1977-03-01 |
BR7504458A (en) | 1976-07-06 |
ATA529675A (en) | 1978-06-15 |
SU697064A3 (en) | 1979-11-05 |
JPS575028B2 (en) | 1982-01-28 |
CA1053323A (en) | 1979-04-24 |
SE7409209L (en) | 1976-01-16 |
DE2531402C3 (en) | 1980-02-07 |
DE2531402B2 (en) | 1979-06-07 |
DE2531402A1 (en) | 1976-01-29 |
AU8301075A (en) | 1976-10-14 |
JPS5132925A (en) | 1976-03-19 |
NL7508249A (en) | 1976-01-19 |
SE384950B (en) | 1976-05-24 |
AU477110B2 (en) | 1976-10-14 |
AT348053B (en) | 1979-01-25 |
PL108707B1 (en) | 1980-04-30 |
BE831332A (en) | 1975-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Beck | The redox mechanism of the chelate-catalysed oxygen cathode | |
EP0729648B1 (en) | Stabilised electrolyte solutions, methods of preparation thereof and redox cells and batteries containing stabilised electrolyte solutions | |
Okinaka | An Electrochemical Study of Electroless Gold‐Deposition Reaction | |
CN102037593B (en) | Electrochemical cell, and particularly a cell with electrodeposited fuel | |
JP3455709B2 (en) | Plating method and plating solution precursor used for it | |
US8632921B2 (en) | Electrochemical cell with diffuser | |
WO1989005363A1 (en) | Vanadium compound dissolution processes | |
CN102027616A (en) | Electrochemical cell, and particularly a metal fueled cell with non-parallel flow | |
WO2013141861A1 (en) | Secondary redox flow battery and method of making same | |
KR101529373B1 (en) | Method and arrangement for producing metal powder | |
US20190103614A1 (en) | Systems and methods for management of additives in electrochemical cells | |
JP2004066223A (en) | Electrolyte waste water treatment device, electrode used for the device and power generation device | |
CN105210164A (en) | Hetero-ionic aromatic additives for electrochemical cells comprising a metal fuel | |
WO2013182478A2 (en) | Method and regeneration apparatus for regenerating a plating composition | |
US4095015A (en) | Galvanic processes and anodes for carrying the processes into effect | |
ES2218161T3 (en) | PROCEDURE FOR OBTAINING NICKEL HYDROXIDES. | |
CS223860B2 (en) | Method of preventing the formation of the passivating anode surface by discharging the galvanic primary current | |
RU2194802C2 (en) | Method for separating technetium out of nitrate solution | |
Salzberg et al. | Cathodic disintegration of tin | |
US3433672A (en) | Electrical battery | |
US2625507A (en) | Method of electrodepositing nickel | |
Minato et al. | Homogeneous catalytic reduction of polyoxometalate by hydrogen gas with a hydrogenase model complex | |
Ravindran et al. | Inhibition of zinc corrosion in alkali solutions | |
Muir et al. | Cuprous hydrometallurgy: Part I. Electrorefining copper via acidic solutions of cuprous sulphate containing organic nitriles | |
CN117940612A (en) | Method and apparatus for enriching substrates with alkali metals and electrolytes |