Угольный электрод кислородной деполяризации для химических источников тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛВтОРСКОМ СВИДЕтЕЛЬСтЕЬ

20226l

Союа Советских

Социалистических

Республик

Все ";:„a=-: ==.я т"нг 2л1

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16 111.1966 (№ 1061798/24-7) с присоединением заявки №

Кл. 21Ь, 7/01

МПК Н Olm

УДК 621.352,36.035.222.2 (088.8) Приоритет

Комитет по делам иаобретеннй и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 141Х.1967. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 24.Х1.1967

Авторы изобрегсния

М. Д. Кочергинский, С. Л. Калачев, Л, Ф. Пенькова, С. П. Деренская, В. А. Науменко и Н. С. Лидоренко

Заявитель

УГОЛЬНЬ! Й ЭЛЕКТРОД КИСЛОРОДНОЙ ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ

ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА

Известны угольные электроды кислородной и воздушной деполяризации для химических источников тока, состоящие из двух слоев, один из которых, соприкасающийся с газовой фазой, выполнен из материала с крупнопористой структурой и при определенном давленич газа пропитывается электролитом неполностью, а другой слой, соприкасающийся с электролитом, выполнен из микропористого, смачиваемого электролитом материала и является запорным слоем. В этом последнем слое происходит большое падение напряжения. Кроме того, указанные электроды непригодны для использования их в качестве окислителя воздуха, так как при этом в них наблюдается накопление и нертной примеси— азота.

Цель настоящего изобретения — повышение срока службы и уменьшение веса угольного электрода. Предложенный электрод выполнен из двух скрепленных между собой пластин, на внутренней стороне каждой из которых имеются гнезда для запрессовки активной массы с перфорированным дном. Гнезда соединены между собой каналами, которые выведены в общий канал, проходящий по оси электрода и соединенный со штуцером для подвода газа.

Раббота предлагаемого электрода основана на принципе вытеснения электролита из пор однослойного электрода посредством подачи воздуха под давлением. Величину давления, которое должно быть подано, можно найти из рассмотрения пористой структуры однослойного угольного электрода. B угольном электроде так же,,как и в порошке активированного угля, наблюдаются поры трех типов: микропоры, переходные поры и макропоры.

Чтобы сделать микропоры и переходные по1о ры, обладающие наибольшей поверхностью в электроде, доступными для протекания электрохимической реакции, необходимо высокое давление (от 20 до 1000 кг/сит- ), что технически трудно достижимо.

15 Однако вытеснение электролита из микропор и переходных пор не является необходимым условием для работы электродов с высокими плотностями тока. При давлении воздуха или кислорода, равном 0,5 — 5 ати, мож20 но получить достаточно высокую плотность тока (до 150»a/сл при комнатной температуре). Так как предлагаемый электрод работает в полностью промокшем состоянии, его срок работы практически неограничен. Элек25 трод, работающий по описанному принципу, должен выдерживать давление до 5 ати и одновременно должен быть легким и иметь большую рабочую поверхность.

На фиг, 1 схематически изображен предлаЗр гаемый электрод, вид спереди и сечение по

202261

15 г0 г5

А — А; на фиг. 2 — одно гнездо электрода, вид спереди и сечение; на фиг. 3 изображен предлагаемый электрод в аксонометрии; на фиг. 4 — 7 показаны различные варианты выполнения предлагаемого электрода.

Электрод состоит из двух пластин 1, имеющих круглые гнезда 2, снабженные мелкими отверстиями 8 для доступа электролита. Между гнездами 2 расположены каналы 4, которые обеспечивают доступ воздуха или кислорода от штуцера 5 ко всем гнездам электрода. В гнезда запрессована порошковая угольная активная масса б. Пластины электрода соединены друг с другом при помощи заклепок 7 и сварки по контуру 8, что обеспечивает работу электрода без деформации при перепаде давления до 5 ати. В месте прохождения заклепок их заваривают или герметизируют щелочестойким составом, например, эпоксидным компаундом. Для предотвращения разрушения активной массы в пластину запрессована сетка 9.

Круглая форма гнезд и небольшой их диаметр повышает качество запрессовки активной массы, что обеспечивает высокие характеристики электрода и упрощает его изготовление.

На фиг. 4 показан предлагаемый электрод с гнездами прямоугольной формы, позволяющей увеличить поверхность электрода.

Пластины электродов могут быть выполнены из коррозионно стойких в щелочной среде металлов или пластмасс, например, полиамидных смол, поликарбоната и других, посредством литья под давлением. Токоотводом в пластмассовых пластинах служит металлическая сетка 9, которая армируется в пластины при их изготовлении.

На фиг. 5, б и 7 показана форма выполнения электрода, имеющего наименьший вес.

Для этого пластины 1 изготавливают из тонкого листового металла. На фиг. 5 представлен вид электрода спереди и его сечение; на фиг. б — сечение одного гнезда и вид на него сверху; на фиг. 7 — электрод в аксонометрии.

В данном случае электрод состоит из двух гофрированных и перфорированных пластин (, сваренных по периферии и в центральной части между гнездами. Электролит поступает к активной массе через отверстия 8, выполненные в виде прорезей, воздух (кислород)— чсрез каналы 10. Для предотвращения разрушения электрода внутрь канала 11, служащего для доступа воздуха к активной массе, вставлена перфорированная трубка 12.

Предлагаемые электроды обеспечивают при плотности тока 150 ла/сл использование,кислорода до 90%.

Предмет изобретения

1. Угольный электрод кислородной деполяризации для химических источников тока, полностью пропитанный электролитом и работающий под давлением, выполненный из двух скрепленных между собой пластин, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения срока службы и уменьшения веса, каждая из указанных пластин снабжена на внутренней стороне гнездами с перфорированным дном для запрессовки активной массы.

2. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что гнезда соединены между собой каналами, которые выведены в общий канал, проходящий по оси электрода и соединенный со штуцером для подвода газа.

202261 иа 7

Составитель Ю. Драгомирова

Редактор F.. Кречетова Техред T. П. Курилко Корректоры: А. П. Татаринцева и И. Л, Кириллова

Заказ Зб!9)5 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2