CS231353B1

CS231353B1 - Elektrochemický zdroj proudu

Info

Publication number: CS231353B1
Application number: CS23881A
Authority: CS
Inventors: Vitalij D Pochodenko; Vjaceslav G Kosecko; Vladimir I Barcuk; Kim S Isagulov
Original assignee: Vitalij D Pochodenko; Vjaceslav G Kosecko; Vladimir I Barcuk; Kim S Isagulov
Priority date: 1981-01-12
Filing date: 1981-01-12
Publication date: 1984-11-19

Abstract

Sekundární elektrochemický zdroj proudu, založený na oxidaci a redukci volných radikálů, je tvořen katodou, anodou a organickým rozpouštědlem, ve kterém je rozpuštěna anorganická sůl. Jako aktivní hmota anody se používají stabilní volné ani- ontové radikály organických sloučenin, jako katoda stabilní volné kationtové nebo různé elektroneutrální radikály. Aktivní hmoty katody a anody jsou rozpuštěny v organickém rozpouštědle, proud se odvádí kovovými nebo grafitovými elektrodami. Akumulátor má vysoké elektromotorické napětí (až 4,6 V), velký počet provozních cyklů a' ;je schopen pracovat v širokém rozsahu záporných a kladných teplot. Zdroj nevyžaduje složitou technologii montáže, může být hermeticky uzavřen a ve vlhku není nebezpečí výbuchu.

Description

Elektrochemický zdroj proudu

Sekundární elektrochemický zdroj proudu, založený na oxidaci a redukci volných radikálů, je tvořen katodou, anodou a organickým rozpouštědlem, ve kterém je rozpuštěna anorganická sůl. Jako aktivní hmota anody se používají stabilní volné aniontové radikály organických sloučenin, jako katoda stabilní volné kationtové nebo různé elektroneutrální radikály.

Aktivní hmoty katody a anody jsou rozpuštěny v organickém rozpouštědle, proud se odvádí kovovými nebo grafitovými elektrodami. Akumulátor má vysoké elektromotorické napětí (až 4,6 V), velký počet provozních cyklů a' ;je schopen pracovat v širokém rozsahu záporných a kladných teplot. Zdroj nevyžaduje složitou technologii montáže, může být hermeticky uzavřen a ve vlhku není nebezpečí výbuchu.

231 353 [I

- 4OnjíCAHKE JI30EPETEHJÍH Κ ABTOPCKCW CBWTEJIBCW

3aaBjieHo:	15.06.79
3aBBKa	2782879/24-07
MKM²	HOIM 4/60
ÁBTopa:	Β.Λ.ΠοχοΛβηκο, Β.Γ.ΚοπιβΉΚΟ, B .Jí .EapnyK, K .0 .JÍcaryjioB
3afíBHTejn>:	JÍHCTHTyT $H3HnecK0Ě xhmhh hm. JT.B.HHCap&eBCKoro AH yOCP

Ha3BaHfle Π3θόρβτβΗΗη: XJWTECKKFi KCTOOTK TOKÁ

03Ο0ρβΤβΗββ OTHOCHTCH K OdJiaCTH ΧΗΜΗπβΟΚΗΧ HCTOHHH— & kob TOKa, a ημθηηο- κ ηοτοήηηκυ Toica c opraHHnecKHM sjíeK· TpOJIHTOM.

W3BecT6H XHMoecKo hcto^hhk TOKa, cosep&ainHií opramrcecKZK KaTO^, pacTBopeHHHž b íByoKHCH cepu, z JiHTneBuS ano# (I).

OjyjaKO TeMnepaTypHHK peznM padom stopo HCTOHHHka BecBMa orpaHnnen, nocKOJiiKy TeMnepaTypa Knnenna pacTBOpjíTejis ( so₂ ) paBHa - I0°C κ tskoh βλόμθητ μοκθτ padoTaTB jmiiiL npa HH3KHX TewinepaTypax hjih npn dojiee bhcokhx TeMnepaTypax nos naBJíSHHSM. TaKOH TeMnepaTypHHK pestnM . padora TpedyeT cjiojehoh TexHOJiorm 'η3γοτοβλθηηη SJíeMeHTa h cneizHajíLfiux ycjioBHH ero xpaHennH, npn stom bo H3desa® nne B3pHBa SJíeMeHTa TpedyeTCH ycTaHOBJíenne b sjíeMeHTe.

flonojiHHTejiLHoro ycTpoiicTBa. íajiee, nocKOjiBKy β Η3βθοτηομ BapHaHTe HCTOHHHKa TOKa Hcnojn>3yeTca , KOTopan bo μηογηχ χημηήθοκηχ peaKunnx BHCTynaeŤ b KanecTBe BOCCTaHOBHTeJIH, TO STO npHBOSHT K BeCLMa OrpaHHHeHHOKSy BHdOpy KaTOAOB (oKncjiHTejieS), odjiaxaiomax bhcokhm OKHCjizTeJiBhhm noTeHunajiOM.

KpoMe τογο, jiByoKHCB cepu pearnpyeT c MeTajuinnecKHM jiHTneM, ήτο yMeHBmaeT οροκ xpaneHHH ncTcnHHKa tokh.

Ιΐ3ΒθθτθΗ τ&κκβ hctohhhk τοκη, Hantíojiee djiH3KH2 κ upe^JiaraeMOMy no τβΧΗΗΗβοκο® cy^socTH z ^ocTHraeMOMy pe- 2 . 3yjiLTaTy, conepsainní: opraHHHecKHfí KaTO,n, pacTBopeHHHH b opramraecKOM ΒΛβκτροΛκτθ η λητηθβηζ aHon (2).

OftHaKO ópramnecKiie κομοθκοη, HCnojiB3yeMHe β θτομ ΗΟΤΟΉΗΗΚβ TOKa, IUIOXO paCTBOpHMH B OpraHiraeCKHX ΘΗβΚΤρΟJiHTax. Θ.λ.ο. TaKoro HCTOOHKa TOKa 2,98-3,26 b. 3tot hctohhhk TOKa He nepe3apHJKaeM.

IíeJIB Η300ρβΤβΗΗΗ - nOBHlUeHKe θ.β.Ο. HCTOHIÍHKa TOKa.

JUh θτογο b npejyiaraeMOM ηοτοηηηκθ τοκη b KanecTBe icaTOjxa B3HT CTadHJiLHHM KaTHOH—pajyiKaji apoMHTHHecKoro aMHHa hjih reTepoiXHKJiKHecKoro coeAH-HeHHH ra CTaÓHHBHHií θηθκTpoHeiiTpajiBHiíií paoKan apoMaTHHecKoro ΚΗΟοροβ- hjih a30Tcosepscamero coeoHeHHH.

B KanecTBe KaTo^a mojkho HcnojiB3OBaTB KaTHOH-pa#HKaji TpiITOJIÍDiaMHHa HJIH <peHa3MHa HJIH ΘΜΘΚΤρΟΗθβτρΟΒΗΚΜ pajIHKO $eHOKcoa hjih ji^eHHZTopHJiropasMJia.

TÍUh odecneneHO nepe3apHKeHH0CTH npeoaraeMoro hcTOHHMKa TOKa b KanecTBe anona B3HT CTadHJiBHuS aHHOS-pauMKaji apoMaTM^ecKoro coejyiHeHHH j HanpHMep Ha^TajiHHa, pacTBOpMMHM B OpraHHHeCKOM ΘΛΌΚΤρΟΛΗΤΘ.

KpoMe BHCOKMX OKHCJIHTeJIBHO—BOCCTaHOBHTeJIBHHX CBOŽCTB OH θφφθΚΤΗΒΗΟΓΟ HCH0JIB30BaHHH B OdpaTHMHX HCTOHHHKaX TOKa CBodoone paoKajm hojdkhh odJianaTB ,π;οοτ&τοήηοη CTaÓHJIBHOCTBH3 (τθ ΘΟΤΒ fíOJirHM ΒρθΜβΗΘΜ SH3HH) HO ΚρΗΗΗβίΐ Mepe β τβπβΗΗβ ηθοκοηβκηχ jieT. 3thm TpedoBaHHHM b KaveCTBe KaTOflHHx MaTepnajiOB ynoBJíeTBopnioT: CTatíHJiBHHe KaTMOH-paoKajm pana-iiapa$eHoeHflHaMHHa, Tpn^eHHjiaMHHa, $eHa3HHa, $eHTHa3HHa, THaHTpeHa h spyrne; ejieKTpoHefiTpajIBHHe 38Μβ1ΙίβΗΗΗβ φβΗΟΚΟΗΗΒΗΗΘ, ΟφθΗΟΗΗΚρΟΤΠβρδΒΗΗΒΗΗβ, ΤρπφβΗΗΛΜβΤΟΒΗΗβ , ΤρΗφβΗΗΛΙΒβρΠ£3θΙ>ΗΗβ , ΗΗΤρΟcoBHHe η Apyrne paoKajiH, a β KanecTBe aHOSHHX MaTepnajiOB - CTadHJiBHHe aHHOH-paoKajiH Ha^Tajioa, aHTpaneHa, deH3HHpefía, deH30$eH0jia h .npyrnx apoMaTHHecKHX yrjieBonopo^OB.

Hctohhhk TOKa pa3nejieH Ha KaTOooe h aHOooe προοτpaHCTBa nojiynpoHHiíaeMoft neperopoooH, odjianaiomefí cbohctbom CBodooo nponycKaTB HeopraHHHecKHe hohh sjíeKTpojiHTa

Z ÍIOJIHOCTLK) 3Β£βρΧΗΒ8ΤΒ ΟΒΟόΟβΗΗΘ ρθ£ΖΚ&7ΙΗ. B ΚύΤΟβhom z aHO^HOM npocTpaHCTBe Haxo®aTca ojyíH z τοτ se 3JieKtpojiht, coctohekz Z3 Heopramraeοκογο pacTBopzTejia ά jczccoiwpoBaHHOM β ηθμ HeopraHZHecKofi cojiz. B aHOAHOM προ— CTpaHCTBe pacTBopen pa^zKaji—BoccTaHOBZTejiB, a b κβτο,πηομ pazZKaJi-OKzcjizTejiB. Τοκοοβθμ ocymecTBJíaeTCH npz πομοεζ χζμηήθοκζ ζΗβρτΗκχ κ pauzKajiy-βοοοτηηοβζτθτπο z κ pajwajiyOKzcjiHTejiio MeTaJUnreecKZX zjiz rpa$zTOBux 3JieKTpoji;oB, norpyseHHHX β pacTBop KawHoro π aHO^noro npocTpancTBa. ToKOoópa3yioinefi peazuzeS npz paóOTe Tanoro sjíeMeHTa hb;ιηθτοη OKzcjieHze pajizKajia-BOCCTaHOBZTejia (4^r) pajuncajiOM OKZCJIZTSJíeM ( ) ZJIZ ( R¹' ).

sjíeKTpoHefiTpajiBHHií pa^ZKaji. 3apas zcTOHHz-fta npoTeKaeT no oópaTHOít peaxnzz: b aHO^HOM npocTpaHCTBe προζοχοζζτ BOccTaHOBjíenne sjíeKTpoHefiTpajiBHofí MOJieKyjm A a β KaTOjiHOM - OKzcjieHze. sjíeKTpoHeĚTpaJiBHOÉ MOjieKyjm /?

ΙΙΡοβθλθηηηθ Φζβζκο-χζμζηθοκζθ zccjienoBaHza noKa3ajm, hto npozecc pa3paza π 3ap$ma Tazoro zcTOHHZKa TOKa CBH3aH TOJIBKO JIZEB C ΠβρθΗΟΟΟΜ SJíeKTpOHa,. Ηβ ΒΗδΗΒΒΙΌΕδ— ro najiBHezinzx HeoópaTzwx χζμζηθοκζχ npeBpameHzw padonzx BemecTB, a oópa3yx>mzeca npz stom ηηοτζιιη odjianaxT zckjhoήζτθ;ιβηοζ CTaózjiBHocTBio, πρζπθΜ pereHepaiiza HacTzu τοκοoópa3yioineS peaziizz npoTezaeT KOjnraecTBeHHO. B czjiy storo TaKOz zctohhzk TOKa, ocHOBaŽHnS Ha οκζο;ιζτθ;ιβηο-βοοCTaHOBZTejiBHHX npeBpamefízax CBodojwx pawajiOB, cnocodeH BHjxepszBaTB HeorpaHzaeHHO dojranoe hzcjio 3apH£H0-pa3pHjwx IXZKJIOB.

- 4 nOCKOJILKy B TaKOM ΗΟΤΟΝΗΗΚΘ ΤΟΚΗ ΚΟΜΠΟΗΘΗΤΗ (ΟΒΟόΟβηηθ pajBiKajm) TOKOOÓpa3yiomeH peawm hojihoctbio pacTBopem b sjíeKTpcuMTe, το He TpeóyeTCH cíieiiHajiBHOíí τθχηολογμ íipHrOTOBJíeHHH TBepSHX ΘΛΘΚΤρΟβΟΒ H3 OKHCJIKTeJLH HJIH BOCCTaHOBHTejiH, a npoiiecc pa3pH£a-3aps£a He CBS3aH c sjíeKTΡΟΧΗΜΗΉΘΟΚΗΜ φΟρΜΗρΟΒΗΗΗΘΜ H 3JieKTpOKpHCTaJUIH3aiíHeíí ΤΒθρΛΗΧ ΘΗβΚΤρΟΑΟΒ H, CJie^OBaTejIiHO, He ΒΗΗΗΘΤ Ha H3MeHeHHe fljioma&H h oÓBeMa θπβκτροβΟΒ.

B TaÓJiHiie npHBeneHti Ηβκοτορκβ ίΐρπΜβρυ KOHicpeTHoro ΒΗΠΟΗΗΘΗΗΗ OÓpaTHMHX HCTOHHHKOB ΤΟΚΗ,' ΟΟΗΟΒΗΗΗΚΧ Ha OKHCJIHTeJILHO-BOCCTaHOBHTeJIBfíHX peaKUHHX CBOÓOUHHX pa&HKaJIOB.

Ahoh	KaTOft	SjíeKTpojiHT	S.S.c., B
aHHOH—pajxHicaji Ha$TajiHHa	κητηοη—panHKaji TpHTOJIHJiaMHHa	ΤΓΦ +LÍC1	3,8-4,6
aHHOH-paAHKaji aHTpaiieHa	KaTHOH-pa^HKan TpHTOJIHJiaMHHa	ΤΓΦ 4-LiCl	3,6-4,1
ηηηοη—pajiHKaji óeH3aHTpaneHa	KaTHOH—pa^Hicaji TpHTOJIHJiaMHHa	ΤΓΦ +oio₄	3,6-3,9
aHHOH-pajyiKaji deH30$eH0Ha	KaTHOH-pajiHKaji TpHÓpOMTpH$eHHJI- aMHHa	CH^CN+LiCl	3,5-3,8
aHHOH-pajiHKaji Ha$TaHHfía	φβΗΟΚΟΐυΐΒΚΗ$ pa&HKaji	ΤΓΦ +NaC10₄	3,2-3,5
aHHOH-pajiHKaji HagÓTajiHHa	JUÍ$eHHJIHHKpHJI- rH£pa3HJIBHH2 paAHKaji	ΤΓΦ +NaC10₄	3,3-3,6
annoH-pasmcaji Ha^iTajiHHa	κητηοξ—pajiHKaji φβΗ0ΤΠΗ3ΗΗΗ	ΊΤΦ +LÍC1	3,5-3,8
aHKOH-paftHKaji tíeH3aHTpaiíeHa .	KaTHOH-paHHKSJI TpHTOJIHJiaMHHa	ΤΓΦ +LÍC1	3,4-3,7
ΤρΗφβΗΗΛφβρ,Π#“	κητηοη—panHKaJi	0Η^Ν0₂₊Ιϊα0₄ 2,6-2,8
3HJILHHÍÍ pajíHKaJI HpHMenaHHe:	TpnaHTpeHa ΤΓΦ - TeTparn#po3iypaH

- 5 . §O?mA H30EPETEBH

1. ΧΠΜΠΗΘΟΚΠΠ ΠΟΤΟΗΗίΙΚ TOKa, CO^epsaiUHK OpraHHHeCKKÍí kstoa, pacTBopeHHhiM b opraHMecKOM οπθκτροππτθ, π ano#, OTJi0Ha0OKCfl. τθμ, hto, c nejmo ποβηιπθηππ

3.£.C., HHKJIHHHOCTH, B Κ3ΗΘΟΤΒΘ KaTO£a B3HT CTaÓHJIBHHŘ KaTHOH-pa^HKaji apoMaroecKoro awuHa mí ΓθτθροππιυικΗθ οκογο οοθαηηθηππ, CTadnjiBHKfí 3JieKTpoHeSTpajn.fíií2 pajwaji apoμητπηθοκογο Kncjropojí- íulh a3OTConepsamero οοθαπηθηκη.

2. Χημηηθοκηπ hctohhhk τοκβ πο π.Ι, o τ ji η h a κ m Π H C Η ΤΘΜ, HTO B ΚΗΗΘΟΤΒΘ KaTOfía B3HT KaTilOH—pa&HKaJi TpHTOjrajiaMHHa.

3. ΧηΜΠΗθοκηη hctohhhk TOKa no u.I, OTjrnnaK)O m Ά K C fl ΤΘΜ, HTO Β ΚΗΗΘΟΤΒΘ KaTO^a B3flT KaTflOH—paplíKaJi $eHa3oa. .

4. ΧηΜΗΗθοκηη ποτοηηπκ tokh jon.I, OTJinHaiom η h c a τθμ, . hto b KanecTBe KaTona B3flT sneKTpoHenTpajiBHHH pajy-iKan čpeHOKcnna.

5. XMraecKHií ποτοηηπκ TOKa no π.Ι, OTJiHHa»m Π H C R ΤΘΜ, HTO Β ΚΗΗΘΟΤΒΘ KaTO^a B3flT 3ΑΘΚΤρ0Ηθ2TpajiBHnfi panoaji nn^ieHíuinnKpnjirnspasnjia.

6. ΧπΜΠΗΘΟΚίΠί J1CTOHHHK TOKa ΠΟ Π.Ι, OT-OHSIOm κ fi c fl τθμ, hto, c nejme» οόθΟΠθΗθΗΠΗ nepe3apnsaeMOCTn, b KanecTBe anoxa B3flT οτη0ππβηηκ amioH-pa&KKafl apoMaTínecκογο coejuíHemifl, pacTBopeHimií β opraminecKOM ΒΑθκτροηητθ.

7. XflMHHeCKHň ÍÍCTOHHflK TOKa ΠΟ Π.Π.Ι fl 6, O T JI -fl HaiOlUHÍÍCH ΤΘΜ, HTO Β ΚΗΗΘΟΤΒΘ ' aHO£a B3flT afíHOH- -panKKaji ηηΦτηλαηη.

UCTOHHflKfl KH$0pM31W, HpflHflTHe BO ΒΗΑΜΗΠΠΘ ΠρΠ 3Κ0ΠθρΤΠ3θ:

1. ΠετθΗΤ GUIA Jé 3578500, 136-6, 1971.

2. HaTenT ΟΠΙΑ Jé 3804675, 136-137, 1974.

-6AHHOTAIW - iPa3padOTSH odpaTEitó xwraecKMií kctohhhk τόκε (aKK^yJIHTOp) , OCHOEaHHHÍí Ha OKÍICJIETeAEHO—EOCCTaHOEH- ;

?eJiLKKX peaxííHHX ceoóoahhx pajnucaAOB, coctohuikS Z3 Ka- l

TO£a, ano^a, opraHHHecKoro pacTEopiiTejin, ε κοτοροΜ pacT- J

Eopena HeopraHinecKaH cojie. B KanecTEe padonero EeigecT- ?

Ea anojxa HcnojiL3yíOTCfl CTadrjiEHiie cEOdoAHne annoH-pajm- e ksah opraiiEHecKiix οοοαεκθεεΚ, a b KanecTBe xaTOAa cts- h drjiLHHe cEodojmue κετκο- ejih sJíeKTpoHeHTpajrEHue oajwajih pasJíKHHHx KJiaccoB. Padonne BemeeTBa KaTOjia h aHO.ua pacTEopeHH e opraHinecKOM pacTBopHTejie, τοκοοϊ>θμ ocy- ;

meCTEJIHeTCH C ΜβΤΒΑΑίΓΊβΟΚΙΙΧ HAH ΓρβφΕΤΟΕΗΧ SJíeKTpOJTOB, i

Ακκρ,ιγ,ζίΕτορ odJia^aeT ehcoko2 3JIC (ao 4,6 Β), doALmoíi . í·'

Aekxzhhoctek) h cnocodeH paóoTaTE β nmpokOM HHTepsaJie ' J οτρπίζετθΑΒΗίΕο ií ποΛοκΗΤδΑΕΗΗχ Tewnepaayp. Potohhkk He J

TpedyeT caoxhoíi τθχηοαογκη cdopKH, μο&θτ óhte ε3γοτοβ- |

Aea e repMenraecKOM BapzaHTe h He E3puBoonaceH npn no- t na^eHEH EJiarz. £

Claims

Předmět vynálezu .

1. Elektrochemický zdroj proudu, obsahující katodu, rozpuštěnou v organickém elektrolytu, a anodu vyznačující se tím, že s cílem zvýšit elektromotorické napětí je katodou stabilní kationtová radikál aromatického aminu nebo heterocyklické sloučeniny, stabilní elektroneutrální radikál aromatické kyslikaté nebo dusíkaté sloučeniny.
2. Elektrochemický zdroj proudu podle bodu 1, vyznačující se. tím, že katodou je kationtový radikál tritolilaminu.
3. Elektrochemický zdroj proudu podle bodu 1, vyznačující se tím, že katodou je je kationtový radikál fenazinu.
4. Elektrochemický zdroj proudu podle bodu 1, vyznačující se tím, že katodou 'je elektroneutrální radikál fenoxylu.
5. Elektrochemický zdroj proudu podle bodu 1, vyznačující se tím, že katodou je elektroneutrální radikál difenylpikrylhydrazilu.
6. Elektrochemický zdroj proudu podle bodu .1, vyznačující se tím, že anoda je stabilní aniontový radikál sromátické sloučeniny, rozpuštěný v organickém elektrolytu.
7. Elektrochemiský zdroj proudu podle bodů 1 a 6, vyznačující se tím, že anodou je aniontový radikál naftalenu.