SU44970A1 - Медно-свинцовый электрический аккумул тор - Google Patents

Description

Уже известны медно-свинцовые аккумул торы , например, с раствором серной кислоты в качестве электролита.

Положительный и отрицательный электроды предлагаемого аккумул тора состо т из угл  или графита.

Электролитом служит насыщенный водный раствор двух солей: азотно-кислого свинца РЬ(МОз)2 и азотно-кислой меди Си(КОз)2.

При зар дке аккумул тора происходит электролиз этих солей следующим образом: медь осаждаетс  в металлическом виде на отрицательном угольном электроде аккумул тора, свинец же осаждаетс  в форме двуокиси свинца PbOg на положительном угольном электроде аккумул тора .

Основна  химическа  реакци , идуща  при зар дке аккумул тора, выражаетс  следующим уравнением:

Pb(N08)2 + Си(Шз), +2Н20 Си + РЬ02+4НКОз.

При работе-разр дке аккумул тора, происходит обратный процесс в следующем виде: медь, окисл  сь, с катодного полюса переход т в раствор с об (224)

разованием исходной азотнокислой меди, что и до зар дки аккумул тора.

Двуокись же свинца восстанавливаетс  в окись РЬО, котора  с анодного полюса переходит в раствор с образованием исходного азотнокислого свинца.

Химическа  реакци  при разр дке аккумул тора дл  обоих полюсов будет выражатьс  прежним уравнением, но в обратном виде:

Си + РЬОа + 4НКОз CuCNOs) + + РЬ(КОз),4-2НгО.

В конструктивном отношении аккум л тор может быть выполнен весьма различно . Электролит представл ет собой насыщенный водный раствор эквивалентных количеств азотнокислых свинца и меди. Но 1 л воды беретс  и раствор етс  294 г безводной соли .азотнокислого свинца и 215 г водной азотнокислой меди. На 1 см- анода беретс  до 20 см электролита.

Если количество накопившейс  при электролизе азотной кислоты не превышает 7% от веса электролита, то такой электролит практически не дает запаха и паров окислов азота в воздух, т. е. воздух дл  человека не делаетс  вредным , Зто находит себе объ снение в том, что до этол., концентрации азотна  к0слсйрд дает.,С. водой прочные жидкие и малолетучие гидраты. Наличие 7Vo азотной кислоты обеспечивает емкость акку1П л тора 20 ампер-часов на 1 литр электролита . Эта емкость дл  практических целей вполне достаточна.

Если свободной азотной Кйслоты в электролите накопл етс  нн больше 7%, то металлическа  медь катодного полюса (при обычной комнатной температуре) практически не выдел ет из азотной кислоты газообразной окиси азота и других газообразных продуктов. Это объ сн етс  образованием на металлической меди твердой пленки соли и тем, что при данной концентрации азотной кислоты и ниже- скорость реакции между медью и электролитом весьма мала.

При наличии на аноде такого окислител , как двуокись свинца, в результате большого числа зар док и разр док аккумул тора, никакого восстановлени  азотной кислоты в низшие соединени  азота, но утверждению автора, не наблюдаетс .

По данным автора после 50 зар дных циклов опытного аккумул тора химический анализ электролита показал, что практически электролит осталс  неизменным .

Более того, автор умышлемпо вводил в электролит некоторое количество аммиака. Оказываетс , что в услови х аккумул тора, аммиак постепенно окисл етб  в азотную кислоту.

Таким образом, побочные реакции по отношению к главной выражены весьма слабо и идут в услови х аккумул торов в направлении образовани  высших кислородных соединений азота.

Дополнительными мерами и введением стабилизируюш;их веществ количество накопл ющейс  при электролизе азотной кислоты можно доводить до 12% от веса электролита без уш;ерба дл  аккумул тора и работающих. В этом случае емкость аккумул тора повышаетс  до 30 ампер-часов на 1 литр электролита.

При емкости 30 ампер-часов услови  к концу зар дки аккум5 л тора не ухудшаютс , и газообразные продукты электролиза не выдел ютс , так как в электролите после зарйдки аккумул тора еще остаетс  достаточное количество медных и содержащих свинец ионов.

Выделение газообразных продуктов из электролита прл электролизе может иметь место только при чрезмерных плотност х тока (свыпге 5 ампер на квадратный дециметр анода). Зар дку с чрезмерной плотностью тока и выделением газообразных продуктов в воздух делать не следует: происходит потер  азотной кислоты электролита за счет потерь в воздух соединений азота.

Конечно, вместо азотнокислых можно употребл ть медные соли и свинцовые других кислородных кислот, лишь бы эти соли были: растворимы в воде, и только соли органических кислот из-за их окислени   вл ютс  непригодными. Особенно пригодны медные и свинцовые соли, галор ды кислородных кислот, но эти соли дороги и менее изучены в применении к аккумул тору.

Медно-свинцовый гиекумул тор, у которого электроды погружены в электролит , имеет небольшой саморазр д, если процент азотной кислоты, накопившейс  в электролите в результате электролиза, не превышает 5%. При высшем проценте азотной кислоты саморазр д делаетс  заметным. В отношении саморазр да анод с двуокисью свинца 5стойчив, менее устойчив катод из меди.

В качестве материала дл  электродов, на которых при электролизе осаждаетс  медь и двуокись свинца, автор примен ет графит или уголь. Уголь достаточно прочен, дешев и электронроводен. На аноде уголь покрываетс  при зар дке аккумул тора двуокисью свинца, котора  и предохран ет уголь от окислени . Медь весьма хорошо осаждаетс  на угле. Поскольку медь покрывает угольный электрод в форме капсулы, то местные токи практически отсутствуют.

Некотора  ломкость графитовых и угольных электродов  вл етс  недостатком , но он перекрываетс  их дешевизной и возможностью беспреп тственной замены сломанных и поврежденных электродов новыми без порчи аккумул тора в целом.

Б качестве катодного электрода можно брать вместо угл  ту же медь.

Характеристика аккумул тора следующа . Электродвижуща  сила аккумул тора 1, 2-1,5 Б ольта; емк J сть 15- 30 амперчасов на 1 литр электролита; плотность зар дибго и разр дного токов на 1 дециметр и не выше 5 ампер; при высших плотност х происходит выделение газообразных продуктов, что вредно дл  электролита; внутреннее сопротивление - мен ющеес : оно незначительно в начале зар дки и весьма мало в середине и конце зар дки аккумул тора; раствор электролита все врем  остаетс  прозрачным.

По дешевизне, сроку службы и другим показател м медио-свинцовому аккумул тору , по мнению автора, нредстоит большое будущее, особенно в радиотехнике и при аккумулировании ветровой энергии.

Предмет изобретени .

Claims (3)

1.Медно-свинцовый электрический аккумул тор, отличающийс  тем, что, с целью получить аккумул тор, в котором активные материа.1ы как отрицательного, так и положительного электродов при разр де переход т в раствор в виде солей соответствующих металлов, выдел емых снова на электродах при зар де , в качестве электролита применен разбавленный раствор азотной кислоты.

2.В аккумул торе по п. 1 применение раствора азотной кислоты коицентрацни в пределах 7-12 весовых процентов.

3.В аккумул торе по п. 1 примененпе в качестве материала неактивной токоподвод щей электродов - угл , графита и тому подобного материала с развитой поверхностью.