PL178258B1 - Lead of lead oxide electrode and lead-acid accumulator - Google Patents
Lead of lead oxide electrode and lead-acid accumulatorInfo
- Publication number
- PL178258B1 PL178258B1 PL95310913A PL31091395A PL178258B1 PL 178258 B1 PL178258 B1 PL 178258B1 PL 95310913 A PL95310913 A PL 95310913A PL 31091395 A PL31091395 A PL 31091395A PL 178258 B1 PL178258 B1 PL 178258B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- lead
- electrode
- cross
- linked
- glassy carbon
- Prior art date
Links
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 title description 3
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 18
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N lead dioxide Inorganic materials O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical class 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 4
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229940075397 calomel Drugs 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical compound Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 229940046892 lead acetate Drugs 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006350 polyacrylonitrile resin Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 235000011006 sodium potassium tartrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001075 voltammogram Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y02E60/126—
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Description
Przedmiotem wynalazku jest elektroda z ołowiu lub z tlenku ołowiu do ogniw elektrochemicznych, np. do akumulatora kwasowo-ołowiowego.The present invention relates to a lead or lead oxide electrode for electrochemical cells, e.g. for a lead-acid battery.
Stosowane najczęściej elektrody ołowiowe zawierają substancję czynną na podłożu w postaci kratownicy wykonanej przykładowo ze stopu metalicznego ołowiu z domieszką innych metali, jak antymon. Kratownicę wypełnia się mechanicznie substancją czynną z tlenków ołowiu w postaci pasty, którą poddaje się odróbce elektrochemicznej (formowaniu), w celu otrzymania elektrody ołowiowej (przez redukcję) lub tlenkowej - PbC02 (utlenianie). Elementem pracującym płyty elektrody jest tylko powierzchnia substancji czynnej naniesionej na powierzchnię kratownicy. W związku z tym, jednąz podstawowych wad znanych akumulatorówjest ich zbyt duży ciężar w stosunku do pojemności elektrycznej. Jest to związane głównie ze zbyt dużym ciężarem kratownicy nie biorącej udziału w procesach elektrochemicznych. Spełnia ona tylko zadanie przewodzenia prądu elektrycznego oraz mechanicznego utrzymania masy czynnej w odpowiedniej geometrii.The most commonly used lead electrodes contain the active substance on a support in the form of a lattice made, for example, of a metallic lead alloy with an admixture of other metals, such as antimony. The grid is mechanically filled with an active substance of lead oxides in the form of a paste, which is subjected to electrochemical processing (forming) in order to obtain a lead electrode (by reduction) or an oxide electrode - PbC02 (oxidation). The working element of the electrode plate is only the surface of the active substance applied to the surface of the grid. Accordingly, one of the main disadvantages of the known batteries is that they are too heavy in relation to their electrical capacity. This is mainly due to the fact that the truss is too heavy and is not involved in electrochemical processes. It only fulfills the task of conducting electric current and mechanically maintaining the active mass in the appropriate geometry.
Usieciowany węgiel szklisty (reticulated vitreous carbon) jest znanym materiałem, a jego wytwarzanie przedstawiono np. w opisach patentowych USA nr nr 3 927186,4067 956 i 4154 704.Cross-linked vitreous carbon is a known material and its preparation is described, for example, in U.S. Patent Nos. 3,927,186, 4067,956 and 4,154,704.
Ze względu na swoje właściwości przewodzenia prądu usieciowany węgiel szklisty jest stosowany jako materiał elektrodowy, m. in. do konstrukcji elektrod przepływowych służących do detekcji substancji elektroaktywnych, elektrod do badania procesów elektromechanicznych, elektrod enzymatycznych, przy czym może mieć także zastosowanie do konstrukcji ogniwa paliwowego.Due to its electrically conductive properties, cross-linked glassy carbon is used as an electrode material, e.g. for the construction of flow electrodes for the detection of electroactive substances, electrodes for the study of electromechanical processes, enzymatic electrodes, and it can also be used in the construction of a fuel cell.
Dotychczasowe badania sugerują, że nakładanie metalicznych powłok galwanicznych na podłoża niemetaliczne, np. materiały porowate, wymaga elektrochemicznego aktywowania lub modyfikowania powierzchni podłoża przez osadzanie warstwy metalu szlachetnego.Previous studies suggest that the application of metallic electroplating coatings on non-metallic substrates, e.g. porous materials, requires electrochemical activation or modification of the substrate surface by depositing a noble metal layer.
Dotyczy to również nakładania powłok z Pb lub Pb02 i ma na celu zwiększenie przyczepności nakładanej warstwy do podłoża. Z polskiego opisu patentowego nr 167 796 znany jest sposób galwanicznego nanoszenia ołowiu lub tlenku ołowiowego na przewodzące materiały węglowe, np. usieciowany porowaty węgiel szklisty, w którym materiał węglowy przed naniesieniem Pb lub PbO2 pokrywa się wstępnie metalem szlachetnym, np. platyną.This also applies to the application of Pb or Pb02 coatings and is intended to increase the adhesion of the applied layer to the substrate. Polish patent specification No. 167 796 discloses a method of electroplating lead or lead oxide on conductive carbon materials, e.g. cross-linked porous glassy carbon, in which the carbon material is pre-coated with a noble metal, e.g. platinum, prior to the application of Pb or PbO2.
Obecnie nieoczekiwanie stwierdzono, że można otrzymać elektrodę z Pb lub Pb^2 wielokrotnie lżejszą od typowej elektrody ołowiowej z siatką (lub kratownicą), która przy dobrej odporności na obciążenia mechaniczne i elektryczne wykazuje właściwości elektrochemiczne, podobne do właściwości czystego ołowiu lub tlenku ołowiu.It has now surprisingly been found that it is possible to obtain an electrode made of Pb or Pb ^ 2 many times lighter than a conventional lead electrode with a mesh (or lattice) which, with good resistance to mechanical and electrical stress, exhibits electrochemical properties similar to those of pure lead or lead oxide.
178 258178 258
Ponadto, wbrew sugestiom stanu techniki okazało się, że ołów osadzony bezpośrednio na porowatym usieciowanym węglu szklistym wykazuje takąsamą, a nawet lepsząprzyczepność do podłoża i właściwości elektrochemiczne, jak ołów osadzony na porowatym węglu szklistym pokrytym platyną. Pozwala to na znaczne zmniejszenie kosztów.Moreover, contrary to the suggestions of the prior art, it has been found that lead deposited directly on porous cross-linked vitreous carbon exhibits the same or even better substrate adhesion and electrochemical properties as lead deposited on platinum-coated porous vitreous carbon. This allows for a significant cost reduction.
Elektroda według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera aktywną warstwę z ołowiu lub z tlenku ołowiu posiadającąusieciowaną strukturę, osadzoną elektrolitycznie bezpośrednio na stanowiącym przewodzące podłoże usieciowanym węglu szklistym.The electrode according to the invention is characterized in that it comprises an active layer of lead or lead oxide having a cross-linked structure, electrolytically deposited directly on the cross-linked glassy carbon that forms a conductive substrate.
Elektroda według wynalazku może zawierać podłoże z usieciowanego węgla szklistego o porowatości w szerokim zakresie, na ogół od 3 do 50 p/cm (porów na centymetr, tj .8-125 ppi).The electrode according to the invention may comprise a cross-linked glassy carbon substrate with a broad range of porosities, generally from 3 to 50 p / cm (pores per centimeter, i.e. 8-125 ppi).
Korzystne jest podłoże o porowatości od 7 p/cm do 22 p/cm, a zwłaszcza od 10 p/cm do 18 p/cm.A substrate with a porosity of from 7 µm / cm to 22 µm / cm, especially from 10 µm / cm to 18 µm / cm, is preferred.
Objętość luk porowatego podłoża może wynosić od 80 do 97%, korzystnie 90 do 97%, a przeciętna wielkość porów od 0,1 do 1,0 mm.The void volume of the porous substrate may be from 80 to 97%, preferably 90 to 97%, and the average pore size from 0.1 to 1.0 mm.
Gęstość porowatego podłoża może być w zakresie od 0,03 do 0,08 g/cm3.The density of the porous substrate may range from 0.03 to 0.08 g / cm 3 .
Średnica włókien może wynosić od 0,002 cm do 0,2 cm.The diameter of the fibers may be from 0.002 cm to 0.2 cm.
Elektroda według wynalazku może zawierać podłoże z porowatego usieciowanego węgla szklistego, takiego jak standardowy RVC lub modyfikowany dalej przez: aktywowanie z wytworzeniem produktu o powierzchni aktywnej do około 500 m2/g lub przez sprasowanie z wytworzeniem struktury anizotropowej o znacznie większej gęstości, np. 0,2 g/cm3 do 0,38 g/cm3, w połączeniu ze zmniejszoną porowatością i objętością luk.The electrode of the invention may comprise a substrate of porous reticulated vitreous carbon, such as a standard RVC or modified further by activation to form a product having an active surface to about 500 m 2 / g or by compression to form a structure anisotropic much higher density, for example. 0 2 g / cm3 to 0.38 g / cm3, combined with reduced porosity and void volume.
Elektrody z Pb i PbO2 według wynalazku otrzymuje się przez elektrolityczne naniesienie Pb-katodowo, a PbO2-anodowo na przewodzący usieciowany węgiel szklisty.The Pb and PbO 2 electrodes according to the invention are obtained by electroplating Pb-cathodically and PbO2-anodically onto conductive cross-linked glassy carbon.
Z usieciowanego węgla szklistego usuwa się najpierw pęcherzyki powietrza przez zagotowanie w wodzie lub roztworze elektrolitu. Jako kąpiel do ołowiowania można stosować typową kąpiel, na przykład opierającą się na azotanie lub octanie ołowiu. Korzystna jest jednak do katodowego osadzania ołowiu kąpiel zawierająca Pb(CH3COO)2, NaOH i KNaC4H406 x 2H20 (sól Seignette’a) w proporcjach wagowych 75:20:50 (g/dm3). Temperatura nanoszenia ołowiu wynosi 20-25°C. Do anodowego osadzania dwutlenku ołowiu (PbO2) dogodna jest kąpiel zawierająca Pb(^O3)2 i Cu(N (.)3)2 x 2H20 w proporcjach wagowych 250:50 (g/dm3). Temperatura elektroosadzania wynosi 60°C. Czas nanoszenia przy natężeniu prądu od 10 mA/cm2 do 20 mAW dla Pb i PbO2 może wynosić od 5 min. do 20 min.Air bubbles are first removed from the cross-linked glassy carbon by boiling in water or an electrolyte solution. A conventional lead bath, for example one based on nitrate or lead acetate, can be used as the lead bath. Preferred is, however, lead to cathode deposition bath containing Pb (CH3COO) 2, NaOH and KNaC4H40 6 x 2H 2 0 (Rochelle's salt), in proportions by weight of 75:20:50 (g / dm3). The lead application temperature is 20-25 ° C. For the anodic deposition of lead dioxide (PbO2), a bath containing Pb (^ O3) 2 and Cu (N (.) 3) 2 x 2H2O in a weight ratio of 250: 50 (g / dm3) is convenient. The electrodeposition temperature is 60 ° C. The application time for a current of 10 mA / cm 2 to 20 mAW for Pb and PbO2 can be 5 min. up to 20 minutes
Jak stwierdzono, trwałąpowłokę Pb otrzymuje się przy czasie nanoszenia 10 min. i natężeniu prądu 15 mA/cm2. Trwałąpowłokę PbO2 otrzymuje się przy czasie nanoszenia 10 min. i gęstości prądu 15 mA/cm2.As stated, a permanent Pb coating is obtained with an application time of 10 min. and a current of 15 mA / cm2. A durable PbO 2 coating is obtained with an application time of 10 minutes. and a current density of 15 mA / cm 2 .
Otrzymana elektroda ma trwałą trójwymiarową usieciowaną strukturę utworzoną przez osadzenie aktywnej warstwy o trójwymiarowej usieciowanej strukturze na usieciowanym węglu szklistym. Po naniesieniu aktywnej warstwy przeciętna średnica (grubość) włókien może wynosić od 0,003 do 0,21 cm.The obtained electrode has a permanent three-dimensional cross-linked structure formed by depositing an active layer with a three-dimensional cross-linked structure on cross-linked glassy carbon. After the application of the active layer, the average diameter (thickness) of the fibers may be from 0.003 to 0.21 cm.
Elektroda według wynalazku jest o wiele lżejsza, mniejsza i tańsza niż typowe elektrody ołowiowe.The electrode according to the invention is much lighter, smaller and cheaper than conventional lead electrodes.
Właściwości elektrochemiczne elektrody według wynalazku (określanej jako Pb/RVC i PbO2/RV C) były badane w roztworach NaOH, Na2B407 oraz z zastosowaniem elektrody kalomelowej i platynowej, odpowiednio jako elektrody odniesienia oraz pomocniczej. Dla porównania, analogiczne próby przeprowadzono dla elektrody z czystego ołowiu (99,9%) oraz dla elektrod zawierających Pb lub PbO2 osadzony na usieciowanym węglu szklistym pokrytym platyną (Pb/Pt/RVC i PbO2'ZPt/RVC). Wszystkie krzywe chronowoltoamperometryczne były rejestrowane w zakresie potencjałów - 1,5 V do 0,7 V (vs SCE).The electrochemical properties of the electrode according to the invention (referred to as Pb / RVC and PbO2 / RV C) were tested in NaOH, Na2B407 solutions and with the use of calomel and platinum electrodes as reference and auxiliary electrodes, respectively. For comparison, analogous tests were carried out for a pure lead electrode (99.9%) and for electrodes containing Pb or PbO 2 deposited on cross-linked glassy carbon coated with platinum (Pb / Pt / RVC and PbO2 ' Z Pt / RVC). All the chronovoltoamperometric curves were recorded in the potential range - 1.5 V to 0.7 V (vs SCE).
W celu zbadania trwałości elektrod rejestrowano woltammogramy bezpośrednio po sporządzeniu elektrody oraz po kilku seriach cyklicznej polaryzacji.In order to test the durability of the electrodes, the voltammograms were recorded immediately after the preparation of the electrode and after several series of cyclic polarization.
Wyniki przedstawiono na załączonych rysunkach, na których: fig.l przedsjawja krzwvą cbronowoltoamperometry cznadla elektrody Pb w roztworze 0,5 M H2SO4. Szybkość polaryzacji 10 mYs’1; fig. 2 - krzywą chronowoltoamperometrycznądla elektrody Pb/RVC w roztworze 0,5The results are presented in the attached figures, in which: Fig. 1 shows the Cbronvoltoammeter of the Cbronvoltoampmeter for the Pb electrode in a solution of 0.5 M H2SO4. Polarization speed 10 mYs- 1 ; Fig. 2 is a chronovoltoam curve for the Pb / RVC electrode in a solution of 0.5
178 258178 258
M H2S04- Szybkość polaryzacji 10 mVs'*; fig. 3 - wykonane za pomocą mikroskopu skaningowego zdjęcie powierzchni elektrody według wynalazku - PbO2/RVC; fig. 4 - wykonane za pomocą mikroskopu skaningowego zdjęcie powierzchni elektrody według wynalazku - PbO2/RVC; fig. 5a - krzywą chronowoltoamperometryczną dla elektrody PbO2/RVC w roztworze 0,1 M NaOH. Szybkość polaryzacji 0,5 mVs'1; fig. 5b - krzywą chronowoltoamperometryczną dla elektrody PbO2/RVC w roztworze 0,5 M H2SO4. Szybkość polaryzacji 10 mVs4; fig. 6 - krzywą chronowoltoamperometryczną dla elektrody Pb/Pt/RVC w roztworze 0,5 M H2SO4. Szybkość polaryzacji 10 mVs_l; fig. 7 -krzywą chronowoltoamperometryczną dla elektrody PbO2/Pt/'RVC w roztworze 0,5 M H2S04. Szybkość polaryzacji 10 mVs1MH 2 SO4- Polarization speed 10 mVs'*; Fig. 3 - a scanning microscope photograph of the electrode surface according to the invention - PbO2 / RVC; Fig. 4 is a scanning microscope photo of the electrode surface according to the invention - PbO2 / RVC; Fig. 5a is a chronovoltoam curve for a PbO 2 / RVC electrode in a 0.1 M NaOH solution. Polarization speed 0.5 mVs -1 ; Fig. 5b shows a chronovoltoamperometric curve for a PbO2 / RVC electrode in a 0.5M H2SO4 solution. Polarization speed 10 mVs 4 ; Fig. 6 is a chronovoltoam curve for a Pb / Pt / RVC electrode in a solution of 0.5 M H2SO4. Polarization rate 10 mVs -1 ; Fig. 7 is a chronovoltoamperometric curve for a PbO 2 / Pt / 'RVC electrode in a solution of 0.5 M H 2 SO 4. Polarization rate 10 mVs1
Krzywe chronowoltoamperometryczne przedstawione na fig. 1 i 2 wskazują, że elektroda według wynalazku z Pb ma podobne właściwości jak czysty ołów. Elektroda według wynalazku z PbO2 ma podobne właściwości jak znana elektroda otrzymana przez zmieszanie pasty węglowej ze sproszkowanym PbO2 (fig. 5a i fig. 5b). Nie obserwowano wpływu podłoża z usieciowanego węgla szklistego na właściwości elektrochemiczne osadzonego ołowiu i tlenku ołowiu. Porównanie krzywych chronowoltoamperometrycznych przedstawionych odpowiednio na fig. 2 i 5b oraz 6 i 7 wskazuje, że elektrody według wynalazku: Pb/RVC i PbO2/RVC mają nieoczekiwanie tak dobrą, a nawet lepszą trwałość jak elektrody modyfikowane platyną: Pb/Pt/RVC i Pbt^/Pt/RYC. Potwierdzają to zdjęcia powierzchni elektrodowych wykonane za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, przedstawione na fig. 3 i 4.The chronovoltoamperometric curves shown in Figures 1 and 2 show that the Pb electrode of the invention has similar properties to pure lead. The PbO 2 electrode according to the invention has similar properties to the known electrode obtained by mixing a carbon paste with powdered PbO 2 (Fig. 5a and Fig. 5b). No influence of the cross-linked glassy carbon substrate on the electrochemical properties of the deposited lead and lead oxide was observed. A comparison of the chronovoltoamperometric curves shown in Figs. 2 and 5b and 6 and 7, respectively, shows that the electrodes according to the invention: Pb / RVC and PbO 2 / RVC have unexpectedly as good and even better durability as the platinum modified electrodes: Pb / Pt / RVC and Pbt ^ / Pt / Fig. This is confirmed by the images of the electrode surfaces taken with the scanning electron microscope, presented in Figs. 3 and 4.
Usieciowany węgiel szklisty można otrzymać różnymi znanymi metodami, np. przez karbonizację usieciowanej żywicy poliuretanowej impregnowanej w odpowiednich warunkach żywicą utwardzalną lub jej prekursorem, np. żywicą furanową.The cross-linked glassy carbon can be obtained by various known methods, e.g. by carbonizing a cross-linked polyurethane resin impregnated under suitable conditions with a curable resin or a precursor thereof, e.g. a furan resin.
Usieciowany węgiel szklisty można także otrzymać z innych produktów wyjściowych, takich jak żywica poliakrylonitrylowa, celuloza, alkohol winylowy, żywice termoutwardzalne i podobne.Cross-linked glassy carbon can also be obtained from other starting products, such as polyacrylonitrile resin, cellulose, vinyl alcohol, thermosetting resins, and the like.
Konfiguracja atomów węgla w produkcie zmienia się w zależności od warunków karbonizacji, a żądana postać nazywana „węglem szklistym” jest ogólnie określana jako forma nieuporządkowana o odmiennej strukturze krystalicznej. Warunki karbonizacji prowadzące do otrzymania węgla szklistego są znane i opisane w literaturze.The configuration of the carbon atoms in the product varies depending on the carbonization conditions, and the desired form called "glassy carbon" is generally referred to as a disordered form with a different crystal structure. The carbonization conditions to obtain glassy carbon are known and described in the literature.
Elektrody według wynalazku można stosować np. w akumulatorze kwasowo-ołowiowym.The electrodes of the invention can be used, for example, in a lead-acid battery.
Wynalazek ilustrują niżej podane przykłady.The following examples illustrate the invention.
Przykład I. Kawałek porowatego węgla szklistego o nazwie handlowej RVC, o wymiarach 10x10x5 mm, o porowatości 18 porów/cm (45ppi), gęstości 0,05 g/cm3, objętości luk około 91% zagotowano w roztworze zawierającym 75 g/dm3 Pb(CH3COO)2, 20 g/dm3 NaOH i 50 g/dm3 KNaC4H406 x 2H20. Następnie poddano przez 10 minut elektrolizie katodowej w tym samym roztworze, w temperaturze pokojowej (20°C) przy natężeniu prądu 15 mA/cm2. Otrzymano elektrodę Pb o przeciętnej średnicy włókien 0,06 mm.Example I. A piece of porous glassy carbon with the trade name RVC, 10x10x5 mm in size, with a porosity of 18 pores / cm (45ppi), a density of 0.05 g / cm 3 , a void volume of about 91%, was boiled in a solution containing 75 g / dm3 Pb (CH 3 COO) 2 , 20 g / dm3 NaOH and 50 g / dm3 KNaC4H40 6 x 2H 2 0. Then it was subjected to cathodic electrolysis in the same solution for 10 minutes at room temperature (20 ° C) at a current intensity of 15 mA / cm2. A Pb electrode was obtained with an average fiber diameter of 0.06 mm.
Trwałość elektrody zbadano w roztworze 0,5 M H2S04 za pomocą cyklicznej chronowoltoamperometrii w zakresie potencjałów od -1,0 V do +2,0 V vs. SCE, przy szybkości polaryzacji 10 mV/s, a wyniki przedstawiono na fig. 2.The electrode stability was tested in a 0.5 MH 2 SO 4 solution using cyclic chronovoltoamperometry in the potential range from -1.0 V to +2.0 V vs. SCE, at a polarization rate of 10 mV / s, and the results are shown in Figure 2.
Przykładu. Kawałek porowatego węgla szklistego o nazwie handlowej RVC, o wymiarach 10x10x5 mm, o porowatości 18 porów/cm (45ppi), gęstości 0,05 g/cm3, objętości luk około 91% zagotowano w roztworze zawierającym 250 g/dm3 Pb(N03)2, i 50 g/dm3 Cu(N03)2 x 2H20. Następnie poddano przez 10 minut elektrolizie anodowej w tym samym roztworze, w temperaturze 60°C, przy natężeniu prądu 15 mA/cm2. Otrzymano elektrodę PbO2 o przeciętnej średnicy włókien 0,07 mm.An example. A piece of porous glassy carbon with the trade name RVC, size 10x10x5 mm, porosity 18 pores / cm (45ppi), density 0.05 g / cm3, void volume of about 91% was boiled in a solution containing 250 g / dm 3 Pb (NO3) 2 and 50 g / dm3 Cu (N03) 2 x 2H 2 0 were then reacted for 10 minutes the anodic electrolysis in the same solution at 60 ° C, at a current of 15 mA / cm2. A PbO2 electrode with average fiber diameter of 0.07 mm was obtained.
Trwałość elektrody zbadano w roztworze 0,5 M H2S04 za pomocą cyklicznej chronowoltoamperometrii w zakresie potencjałów od -1,0 V do +2,0 V vs. SCE, przy szybkości polaryzacji 10 mV/s, a wyniki przedstawiono na fig. 5b.The durability of the electrode was tested in a 0.5 M H2SO4 solution using cyclic chronovoltoamperometry in the potential range from -1.0 V to +2.0 V vs. SCE, at a polarization rate of 10 mV / s, and the results are shown in Figure 5b.
Sposobem analogicznym otrzymano elektrody z PbO2 i Pb o wymiarach 10x10x5 mm na nośniku z usieciowanego węgla szklistego (RVC) o porowatości 3 i 44 pory/cm i objętości luk od 90% do 97%. Trwałość elektrod zbadano za pomocą chronowoltoamperometrii cyklicznej w 0,5An analogous method was used to obtain PbO 2 and Pb electrodes with dimensions of 10x10x5 mm on a cross-linked glassy carbon (RVC) carrier with a porosity of 3 and 44 pores / cm and a void volume from 90% to 97%. The durability of the electrodes was tested by cyclic chronovoltoammetry at 0.5
178 258178 258
M H2SO4· Uzyskane wyniki są takie same, jak przedstawione na fig. 2 i 5b. SEM ogniwa składającego się z elektrod otrzymanych sposobem opisanym w przykładzie I i II, przy użyciu jako elektrolitu 5 M kwasu siarkowego, wynosiła 2,2 V.MH 2 SO4 · The obtained results are the same as shown in Figs. 2 and 5b. The SEM of the cell consisting of the electrodes obtained as described in Examples 1 and 2, using 5 M sulfuric acid as electrolyte, was 2.2 V.
178 258178 258
178 258178 258
Fig. 5 bFig. 5 b
178 258178 258
F»9178 258F »9178 258
Fig.7Fig.7
178 258178 258
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies. Price PLN 2.00.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL95310913A PL178258B1 (en) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Lead of lead oxide electrode and lead-acid accumulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL95310913A PL178258B1 (en) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Lead of lead oxide electrode and lead-acid accumulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL310913A1 PL310913A1 (en) | 1997-04-14 |
| PL178258B1 true PL178258B1 (en) | 2000-03-31 |
Family
ID=20066084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL95310913A PL178258B1 (en) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Lead of lead oxide electrode and lead-acid accumulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL178258B1 (en) |
-
1995
- 1995-10-12 PL PL95310913A patent/PL178258B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL310913A1 (en) | 1997-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5116946B2 (en) | Electrochemical cell suitable for use in electronic devices | |
| Itaya et al. | Electrodeposition of Pt ultramicroparticles in Nafion films on glassy carbon electrodes | |
| KR101818085B1 (en) | Highly corrosion-resistant porous metal body and method for producing the same | |
| US4224392A (en) | Nickel-oxide electrode structure and method of making same | |
| US8017270B2 (en) | Electrochemical cell fabricated via liquid crystal templating | |
| Czerwiński et al. | Electrochemical behavior of lead dioxide deposited on reticulated vitreous carbon (RVC) | |
| EP2313353A1 (en) | Electrode for lead-acid battery and method for producing such an electrode | |
| Hossain et al. | Effects of additives on the morphology and stability of PbO2 films electrodeposited on nickel substrate for light weight lead-acid battery application | |
| Mohammadi et al. | Anodic behavior and corrosion resistance of the Pb-MnO2 composite anodes for metal electrowinning | |
| JPS58171589A (en) | Electrode for electrolysis and its manufacture | |
| JP2006510172A5 (en) | ||
| Ciszkowska et al. | Graphite multi-micro-disc based mercury film electrode: Comparison of experimental and theoretical anodic stripping results | |
| EP0071119A2 (en) | Nickel reticulate electrode for nickel oxide electrodes | |
| GB2027260A (en) | Zinc electrodes | |
| EP0750360B1 (en) | Electrode substrate for battery and process for preparing the same | |
| Czerwiński et al. | Electrochemical behavior of nickel deposited on reticulated vitreous carbon | |
| JPS5983352A (en) | Manufacture of electrode for fuel cell | |
| Metikoš-Huković et al. | Electrochemical kinetics of anodic layer formation and reduction on antimony and antimonial lead | |
| US2492206A (en) | Lead perchloric acid primary cell | |
| Daoud et al. | Electrochemical performance of novel Pb alloys reinforced with Ni-coated fly ash microballoon composite foams in Lead Acid Battery | |
| PL178258B1 (en) | Lead of lead oxide electrode and lead-acid accumulator | |
| WO1989001996A1 (en) | Method and nickel-oxide electrode for applying a composite nickel-oxide coating to a metal carrier | |
| US3684480A (en) | Nickel fibers useful for galvanic cell electrodes | |
| PL180939B1 (en) | Lead-acid accumulator | |
| US4399005A (en) | Method of nickel electrode production |