DE2134572B2 - Fester lonenleiter, der Silberjodid und wenigstens ein Jodid und/oder Cyanid von Kalium, Rubidium und/oder Cäsium enthält - Google Patents

Fester lonenleiter, der Silberjodid und wenigstens ein Jodid und/oder Cyanid von Kalium, Rubidium und/oder Cäsium enthält

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DE2134572B2 DE2134572A DE2134572A DE2134572B2 DE 2134572 B2 DE2134572 B2 DE 2134572B2 DE 2134572 A DE2134572 A DE 2134572A DE 2134572 A DE2134572 A DE 2134572A DE 2134572 B2 DE2134572 B2 DE 2134572B2
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Description

Sehr gute Eigenschaften haben lonenleiter, die aus 55 5 AgJ — KJ — Cd(CN)2 5,0 · 10"3
Silberjodid, wenigstens einem Jodid und/oder Cyanid 4AgJ — KJ — CsJ(CN)2 3,84 · 10 5
von Kalium, Rubidium und/oder Cäsium und wenig- 4AgJ — Ki ZnJ 5 · 10"
stens einem Jodid und/oder Cyanid von Mangan, 4AsjI KCN ZnJ 1 · 10 δ
Eisen, Kobalt. Nickel, Kupfer, Zink, Gallium, Cad- 2
mium. Indium. Zinn. Gold, Quecksilber und/oder 60 4AgJ -KJ-CdJ2 1,67 ·10~3
Thallium in einem Molverhältnis von etwa 4:1:1 be- 4Ag1 — KCN — Ct]|2 -U3 ■ 10 1
stehen. 4AgJ-KCN-Cd(CN)2 5,(X)-IO3
In der Praxis als brauchbar erwiesen haben sich 4AgJ KJ 2Cd(CN)2 1,43 · 10 3
lonenleiter, die aus Silberjodid. Kaliumiodid und ncr-vr-K<\ -,\* 1« ·>
Zinkcyanid bestehen, vorzugsweise in einer mengen- 65 |Ag - KCN -0 5Cd(CN)2 3,64 · 0
mäßigen Zusammensetzung entsprechend der Formel J ASJ ~ RJ ~ <-<Η<-Ν>2 ö·00 ■ W '
2AgJ-KJ-Cd(CN)2 3,33 · 10"
4AgJ-KJ-Zn(CN)2 4AgJ-KJ-Ni(CN)2 8,00 · 10 2
(Fortsetzung Tabelle Γ)
4AgJ-2KCN-ZnJ2
Molare Zusammensetzung Spezifische Zusammensetzungen )-' cm*1. Die ternäre 5 ergibt. Das zeigt, daß bei 1, beim Zusatz von ZnJ4 zu dem von CN zu J 1 Spezifische
Leitfähigkeit
(Ohm—' orH		 dem Minimum von System AgJ-KCN des Verhältnis vorzugsweise darüber, liegen soüte. 1 Leitfähigkeit
(Ohm-* cm-1,
251C) haben und daß die wenigstens 1 25°C)
2AgJ- KJ- Ni(CN). 7,14 · 10-2 meisten von ihnen sehr gut leitfähig sind. Die spezifi Mo! 1
4AgJ — KJ — Mn(CN),. 6,25 · 10-2 sche Leitfähigkeit des binären Systems 4AgJ — KCN 10 Tabelle II AgJ 1
4AgJ-KCN-Co(CN)1 1,25 · 10-* bei 25 C liegt bei 1,4 · 10 · Ohrr Molprozent 1 1,32 · 10-l
4AgJ — KCN — CoJ,, 1,33- 10- - Verbindung AgJ 2 1,40-10-»
4AgJ — KJ — CoJj 5,0 · 10-e 2 8,33 -10-2
4AgJ - KJ - C0(CN)2 4,35 ■ 10- - 15 5 KJ Zn(CN)1 2 3,57 · ΙΟ"8
4AgJ-KJ-Sn(CN)2 5,0-1O2 4 2 1,79- 10- *
AgJ — KCN -■- CuCN 8,70 · 10 4 71,4 3 2,50 · ΙΟ3
4AgJ — KCN — CuCN 1,25 · 10-2 66,6 2 2 5,26 · 10-2
4AgJ-KCN-TiCN 4,00-10 3 20 60,0 1 1 3 6,25-10 2
5,28 AgJ — KCN — 2,64HgJ2 3,5 ■ 10-5 50,0 0,5 1 5,71 · 10 2
8AgJ-KCN-4HgJ8 3,4 · 10-2 33,3 5 1 3 2,77 -10-2
5.28AgJ-KJ-2.64HgJ1 2,3 · 10-2 20,0 4 1 4 2,86 · ΙΟ3
8AgJ — KCN-4CdJ2 1 ·10-3 "5 62,5 3 1 1 8,33 · 10-1
57,1 2 1 3,40 · 10 2
Man sieht aus diesen Zahlen, daß mit wenigen 50,0 1 1
Ausnahmen alle erwähnten 40,0 1/2 1 3,57 · 10 *
spezifische Leitfähigkeiten über 25,0 1
4		 1 3,33 · 10-2
1 · 10 3 Ohm l cm » bis 25°C 30 14,3 -\ 1 1,25 ■ 10-6
SO 0 3 1
4 1
42,9 1 \
44,4
50,0 1
1
0
4AgJ — KJ — Zn(CN)2
hat die gleiche Leitfähigkeit. Dementsprechend ist das ternäre System vorzuziehen. Zur Bestimmung der Wirkung der molaren Zusammensetzung der bevorzugten lernären Systeme wurden mehrere derartige Stoffe hergestellt, und ihre spezifischen Leitfähigkeiten wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 11 enthalten.
Die Tabelle II zeigt, daß das ternäre System
AgJ — KJ — Zn(CN)2
eine gute Leitfähigkeit hat, obwohl nur 2 Mol AgJ zusammen mit 2 Molen vom Zn(CN)2 zugegen sind. Man sieht ferner, daß beim Weglassen von KJ Systeme schlechter Leitfähigkeit erhalten werden. Andere Versuche, die nicht in der Tabelle II wiedergegeben sind, haben gezeigt, daß die reinen Systeme
4AgJ — KJ — ZnJ2
und die gemischten Systeme 4AgJ — KCN — ZnJ2 verhältnismäßig schlecht leitfähig sind, daß aber eine Verdoppelung des Gehaites an KCN in dem letzteren System einen guten Leiter
Die Bedeutung der Zahlen der Tabelle II wird dann besonders ersichtlich, wenn man die Werte in Gewichtsteiie umrechnet. So enthält beispielsweise das binäre System 4AgJ - KJ 43 Gewichtsprozent Silber. Das ternäre System
4AgJ — KJ — Zn(CN)2
mit der gleichen Leitfähigkeit enthält nur 35,3 Gewichtsprozent Silber. Durch Erhöhung des molaren Anteils des Zusatzstoffes auf Kosten von AgJ können sogar noch weitere Mengen von Silber erspart werden, ohne daß die Leitfähigkeit unzulässig verschlechtert wird.
Die guten spezifischen Leitfähigkeiten der erfindungsgcmäßen Stoffe empfehlen ihre Verwendung als Elektrolyte in galvanischen Elementen, wobei zweckmäßigerweise eine Silberanode negative Elektrode mit einer entsprechenden Kathode positive Elektrode verwendet wird. Die erfindungsgemäßen Stoffe können auch in anderen elektrochemischen Vorrichtungen als lonenleiter verwendet werden.

Claims (4)

Die Zusätze von Metalljodiden oder Met?'lcyaniden Patentansprüche: können als Verdünnungen angesehen werden. Da diese Zusatzstoffe in der Regel sehr schlechte lonenleiter
1. Fester lonenleiter mit einer spezifischen Leit- sind oder sogar als Isolatoren angesehen werden könfähigkeit von wenigstens 5 · 10"4 Ohm"1 cm"1 bei 5 nen, ist es überraschend, daß Silberjodid in erheblichen 25"C, der Silberjodid und wenigstens ein Jodid Mengen durch diese Stoffe ersetzt werden kann, ohne und/oder Cyanid von Kalium, Rubidium und/oder daß hierbei die spezitischen Leitfähigkeiien ernsthaft Cäsium enthält, dadurch gekennzeich- verringert werden. Für Fachleute ist es ater nicht net, daß er als weiteren Bestandteil wenigstens ein überraschend, daß gewisse Zusätze der erwä'· „n Art Jodid und/oder Cyanid von Mangan, Eisen io weniger zufriedenstellend sind als andere uriu daß die Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Gallium, Cadmium. Wirkung des einen Zusatzes auf ein bestimmtes binä-Indium, Zinn, Gold, Quecksilber und/oder Thal- res System sehr verschieden ist von seiner Wirkung auf Hum enthält. ein anderes binäres System.
2. lonenleiter nach Anspruch 1, dadurch ge- Der Mechanismus der lonenleitfähigkeit in Feststofkennzeichnet, daß er aus Silberjodid. wenigstens 15 fen ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Daher kann einem Jodid und/oder Cyanid von Kalium, Rubi- die Wirkung eines bestimmten Zusatzes nicht mit völlidium und/oder Cäsium und wenigstens einem ger Sicherheit vorausgesagt werden. Es ist aber anzu-Jodid und/oder Cyanid von Mangan, Eisen, Ko- nehmen, daß die Ionenleitfähigkeit mit einer »offenen« bait. Nickel, Kupfer, Zink, Gallium, Cadmium, Struktur zusammenhängt, die eigne Bewegung der Indium, Zinn, Gold, Quecksilber und/oder Thal- 20 Silberionen erlaubt. Zusätze, welche die Struktur lium in einem Molverhältnis von etwa 4: I : I be- »verschließen«, führen zu einer geringeren Leitfähigkeit, steht. während Zusätze, welche die Struktur »lockern« oder
3. lonenleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch »öffnen«, sogar die Leitfähigkeit des binären Materials gekennzeichnet, daß er aus Silberjodid, Kalium- verbessern können.
jodid und Zinkcyanid besteht. 25 Die erfindungsgemäßen lonenleiter sind nicht
4. lonenleiter nach Anspruch 3, dadurch gekenn- schwierig herzustellen. Die Ausgangsstoffe sollten eine zeichnet, daß seine Zusammensetzung der Formel gute Reinheit haben und frei von Wasser sein. Die
Ausgangsstoffe werden in den gewünschten Mengen in
4 AgJ — K.I — ZN(CN)2 einem geschlossenen Tiegel unter einem inerten Gas,
30 z. B. Argon, Helium oder Stickstoff, geschmolzen.
entspricht. Wenn alles geschmolzen und innig gemischt ist,
schreckt man die Schmelze auf Raumtemperatur ab.
Die erhaltene Masse kann zerkleinert und zu Kügel-
chen verformt werden, wobei darauf geachtet werden 35 muß, daß keine Feuchtigkeit aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft einen festen Ionenleilcr mit Zahlreiche Muster verschiedener Zusammensetzungen
einer spezifischen Leitfähigkeit von wenigstens wurden auf diese Art hergestellt, und ihr Widerstand
· 10 4 Ohm"1 cm ' bei 25 C, der Silberjodid und wurde gemessen mit einer Standard-Leitfähigkeits-
wenigstens ein Jodid und/oder Cyanid von Kalium, Brücke mit 1000 Zyklen. Die nachstehende Tabelle
Rubidium und/oder Cäsium enthält. 40 zeigt repräsentative Gruppen von erfindungsgemäßen
Nach der USA.-Patentschrift 34 43 997 sind feste Stoffen zusammen mit ihren spezifischen Leitfähig-
lonenleiter dieser Zusammensetzung bekannt. Sie kciten bei 25 "C.
haben aber den Nachteil, daß sie bei Temperaturen
unter etwa 20 bis 30 C thermodynamisch instabil sind. Tabelle 1
Aufgabe der Erfindung ist ein fester lonenleiter der 45 ~, Z ] I .c ,
... , λ . 1 u· ι · p-i.· 1 · 1 «.1 L Molare Zusammensetzung Spezifische
erwähnten Art, der bei guter Leitfähigkeit den Nach- Leitfähigkeit
teil der ihermodynamischen Instabilität bei Tempera- (Ohm1 cm-',
türen unter Raumtemperatur nicht aufweist. 25 O
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge-
löst, daß der feste lonenleiter als weiteren Bestandteil 50 4AgJ — KJ -Zn(CN)2 1,40· 10 l
wenigstens ein Jodid und/oder Cyanid von Mangan, 4AgJ KCN Zn(CN)n 6.67- 10 2
Eisen, Kobalt. Nickel. Kupfer, Zink. Gallium, Cad- "
«nium. Indium, Zinn. Gold. Quecksilber und/oder ^Ag J- KJ--2Zn(CN), 6.25 · 0
Thallium enthält. 4AgJ-KCN-Zn(CN)2 1.11-10°
DE2134572A 1970-07-16 1971-07-10 Fester lonenleiter, der Silberjodid und wenigstens ein Jodid und/oder Cyanid von Kalium, Rubidium und/oder Cäsium enthält Expired DE2134572C3 (de)

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