u ubllkowano dnia 2$ lutego l$tó r. t****** k *.«^.' POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITE! LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45371 KI. 21 b, 6/02 Centralne Laboratorium Akumulatorów i Ogniw *) Poznan, Polska Sposób oznaczania zdolnosci depolaryzacyjnej wegla Aktywnego i depolaryzatorów organicznych oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Patent trwa od dnia 3 lutego 1961 r.Stosowane dotychczas chemiczne metody oznaczania aktywnosci weflia nie dawaly do¬ statecznych podstaw do oceny jego zdolnosci depolaryzacyjnej i/llub zdolnosci dopolaryza- cyjnej depolaryzatorów organicznych.Stwierdzono bowiem, ze zdolnosci dopolary- zacyjne wegli aktywnych Vfoifo depolaryzato¬ rów organicznych, takich jak np. dwunitro- benzen, nitrofenoli, mitroanUlna Hp., zaleza w duzym stopniu od warunków w jakich pra¬ cuja, a mianowicie od nawilzania, domieszek oraz wielkosci nacisku wywieranego na te substancje. Analiza chemiczna pomija wplyw tych czynników i stad wyniki uzyskane ta droga sa niedostateczne.Badanie zdolnosci depolaryzacyjnych wegli i/lub depolaryzatorów organicznych w normal- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa mgr Henryk Purol i dr Kazimierz AppeU. nych ogniwach galwanicznych jest rzecza kosztowna i pracochlonna. Poza tym istnieja tu takze trudnosci obadania wplywu wyzej wymienionych parametrów ze wzgledu na tech¬ niczne trudnosci wykonania ogniw z depolary- zatorem o dowolnym stopniu nawilzenia, spra¬ sowania i ilosci domieszek.Sposób wedlug wynalazku polega na wyla¬ dowaniu w specjalnym urzadzeniu próbnego ogniwka cynku — wegiel, gdzie depolaryza- torem jest badany depolaryzator, zwlaszcza wegiel aktywny, którego zdolnosc depolaryza- cyjna dhce sie onzaczyc. Depolaryzator w cza¬ sie pomiaru aktywnosci znajduje sie pod okre¬ slonym cisnieniem. Optymalna ilosc stosowa¬ nego etetetroiitu zalezy od rodzaju badanego dopolaryzatora i moze byc latwo ustalona sposobem wedlug wynalazku. Ogniwko wy¬ ladowuje sie pradem o stalym natezeniu do okreslonego napiecia koncowego. Czas wylado¬ wania jest przyblizonym wskaznikiem zdol¬ nosci depolaryzacyjnej depolaryzatora.' Zastosowanie stalego nacisku w czasie po¬ miaru na badany depolaryzator jest konieczne, gdyz zdolnosc depolaryzacyjna dwupolaryzato- rów jest zalezna takze od wywieranego na nie cisnienia. Prowadzenie pomiarów przy stalym cisnieniu jest jednym z warunków otrzyma¬ nia powtarzalnosci wyników. Innymi czynnika¬ mi wplywajacymi na powtarzalnosc sa: jedna¬ kowa grubosc warstwy badanego depolaryzato- ra, równomierne nawilzenie próbki w kazdym miejscu oraz jednakowy stopien nawilzenia.Okazalo sie, ze do otrzymania jednakowej gru¬ bosci warstwy badanego depolaryzatora lepiej jest uzywac depolaryzator suchy.Rzeczywista miara zdolnosci depolaryzacyj- nej badanej próbki depolaryzatorów jest ilosc energii dostarczanej przez próbke w wyzej podanych warunkach, która ze wzgledu na zmiennosc napiecia w czasie nalezy obliczyc wedlug wzoru: L = i • tk • J-(-Lu0+U1 + Ul+- • • + k \2 + UM+.i-U^- L = uzyskana energia (praca) w dzulsach, i = natezenie pradu wyladowania w ampe- rach, tk = czas wyladowania do napiecia konco¬ wego w sekundach, k = ilosc pomiarów w czasie wyladowania, U. = napiecie poczatkowe, Ui, U2 itd. = napiecie w równych, kolejno po sobie nastepujacych odcinkach czasu, Uk = napiecie koncowe.Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wynaDazku sklada sie zasadniczo z trzech czesci: prasy do wywierania nacisku na bada¬ na próbke depolaryzatora, ogniwka próbnego lub kilka ogniwek próbnych, odpowiedniego znanego stabilizatora pradu i woltomierza.Urzadzenie przedstawiono przykladowo na rysunku.Prase stanowi rura metalowa 1 na podsta¬ wie 2, na która od góry wkreca sie glowice 3 ze sprezyna 4 i trzpieniem 5. Górny koniec trzpienia jest zakonczony nakretka ogranicza¬ jaca 6. Ogniwo próbne sklada sie z krótkiej, grubosciennej rury winidurowej 7, w której umieszczony jest gruby krazek cynkowy 8.Na krazku cynkowym 8 od góry nalozony jest niski kubek wytloczony z folii cynkowej, stanowiacy ujemna elektrode próbnego ogniwa 10. Na folii znajduje sie przekladka z bibuly filtracyjnej 11, a na niej próbka badanego depolarytaftora 12.Krazek cynkowy 8, na którym nalozony jest kubek cynkowy stanowiacy elektrode ujemna 10, opiera sie na elastycznej podkladce 9. Pod¬ kladka umozliwia odpowiednie pochylenie sie krazka cynkowego 8 i takie polozenie czynnej powierzchni folii cynkowej, aby jej przyle¬ ganie do próbki depolaryzatora poprzez bi¬ bule filtracyjna zachodzilo na calej powierzch¬ ni w przypadku, gdyby warstwa badanego we¬ gla nie byla jednakowo gruba. Ma to istotne znaczenie dla powtarzanlinosci wyników.Winidurowy walec jest zamkniety od góry elektroda weglowa 23 w ksztalcie walca, sty¬ kajaca sie w dolnej czesci z badana próbka depolaryzatora. Górna czesc elektrody weglo¬ wej jest osadzona najpierw w pierscieniu me¬ talowym 14, a nastepnie w pierscieniu wini- durowym 15. Obie elektrody maja wyprowa¬ dzenia na zewnatrz w postaci krótkich pretów metalowych 16 i 17, przy czym pret od elek¬ trody ujemnej osadzony jest w krazku cyn¬ kowym przy pomocy gwintu w tym celu, aby mozna go latwo wyjmowac.W nizej podanych przykladach objasniono sposób wedlug wynalazku, przy czym przy¬ klady te nie ograniczaja zakresu wynalazku w jakiejkolwiek mierze.Przyklad I, Badany wegiel aktywny prze¬ siewa sie przez sito o srednicy otworów naj¬ lepiej 0,1 mm w celu usuniecia duzych ziarn, przeszkadzajacych w uzyskaniu powtarzalnych wyników.Przy pomocy krótkiej rury winidurowej wchodzacej w sklad próbnego ogniwo oraz odpowiednio dopasowanego do jej otworu wal¬ ca winidurowego wyciska sie dwa niskie kubki z wycietych uprzednio krazków o srednicy 22 mm z folii cynkowej o grubosci 0,1 mm i bibuly filtracyjnej. Kubek cynkowy naklada sie na cynkowy krazek i przy pomocy szkliste¬ go papieru oczyszcza sie czynna powierzch¬ nie kubka. Kubek z bibuly filtracyjnej sklada sie lekko w otwór rury winidurowej i wsypuje w niego badana próbke wegla aktywnego w ilosci 0,1 g, rozgarniajac ja równomiernie. Na¬ stepnie do kubka z próbka wegla wklada sie elektrode weglowa, po czym elektroda ta wy¬ konuje sie lekki obrót w celu usuniecia nie¬ równosci. Calosc wciska sie mniej wiecej do polowy dlugosci rury. Tak przygotowane ogni¬ wo odwraca sie otwartym koncem rury dogóry i nakraplla elektrolit skladajacy sie z 20% wodnego roztworu chlorku amonowego bezpo¬ srednio na bibule. W ciagu kilkunastu se¬ kund elektrolit rozchodzi sie najpierw równo¬ miernie po bibule, a nastepnie dopiero wsiaka w badana próbke wegla i depolaryzatora or¬ ganicznego. Dawkowanie elektrolitu przepro¬ wadza sie przy pomocy specjalnej pipety, aby otrzymac staly stopien nawilzenia.Sporzadzone w wyzej wymieniony sposób ogniwo próbne wyladowuje sie pradem o sta¬ lym natezeniu 15 mA do koncowego napiecia 700 mV. W równych odstepach czasu, np. piecio¬ minutowych, mierzy sie napiecia i wykresla krzywa zaleznosci napiecia od czasu. Po jedno¬ razowym uzyciu folia cynkowa nie nadaje sie do ponownej próby, gdyz jest juz zbyt cienka.Pzyklad II. Przygotowanie ogniwa i po¬ miar wykonuje sie w sposób analogiczny, jak to zostalo opisane w przykladzie I z ta róznica, ze zamiast jednego ogniwa stosuje sie 3 ogniwa, ustawiajac je jedno na drugim w prasie urzadzenia wedlug wynalazku i laczac je szeregowo. PL