Газодиффузионный электрод химического источника тока



Газодиффузионный электрод химического источника тока
Газодиффузионный электрод химического источника тока

 


Владельцы патента RU 2402115:

Воржев Владимир Фёдорович (RU)
Стекольникова Наталья Михайловна (RU)
Стекольников Юрий Александрович (RU)
Мамонтова Юлия Евгеньевна (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении воздушных электродов для первичных химических источников тока (ХИТ) со щелочным электролитом. Согласно изобретению воздушный электрод состоит из запорного слоя из гидрофобизированной ацетиленовой сажи (ГФС) со стороны воздуховода, а активный слой - из смеси ГФС и мелкодисперсного каталитически активного угля СИТ, в состав которого включены продукты пиролиза фталоцианина и ацетата кобальта (1:1) на углеродном носителе не менее 10% от общего состава массы, как электрокатализаторы электровосстановления кислорода. Техническим результатом является улучшение электротехнических характеристик ХИТ. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении воздушных электродов для первичных источников тока (ХИТ).

Согласно изобретению активная масса воздушного электрода (катода) химического источника тока со щелочным электролитом содержит электрокатализатор электровосстановления кислорода на основе продуктов пиролиза ацетата кобальта и фталоцианина на углеродном носителе (уголь СИТ) не менее 10% от общего состава массы при соотношении фталоцианин:ацетат кобальта 1:1.

Известен миниатюрный химический источник тока, содержащий корпус с отверстием, в котором находится положительный воздушный электрод, состоящий из гидрофильного и гидрофобного слоя, активного слоя, металлического токоотвода. Положительный электрод отделен от отрицательного из частиц цинка сепаратором и набухающим слоем [1].

Известен воздушный электрод с щелочным электролитом наиболее близкий к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату, содержащий гидрофобизированную сажу, мелкодисперсный каталитически активный уголь СИТ. Воздушный электрод представляет собой двухслойную пористую пластину, в которой со стороны воздуховодного отверстия расположена гидрофобизированная ацетиленовая сажа (ГФС), затем активный слой из смеси сажи ГФС и угля марки СИТ в отношении 25:75 об.% [2]. Однако в таком источнике тока напряжение разомкнутой цепи составляет 1,44-1,45В, напряжение под нагрузкой 1,26÷1,33В.

Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик воздушного электрода на основе изменения технологии изготовления, повышение напряжения разомкнутой цепи и напряжения под нагрузкой.

Цель достигается за счет использования в известном воздушном электроде электрокатализатора восстановления кислорода на основе продуктов пиролиза фталоцианина и ацетата кобальта на углеродном носителе. Из композиции ацетата кобальта, фталоцианина (Н2Рс) и активированного угля получен электрокатализатор восстановления кислорода, по своей активности не уступающий катализаторам, изготовленным из углеродного материала, обработанного азотсодержащими органическими комплексами железа, кобальта или марганца. Синтез электрокатализатора заключается в термообработке шихты, а различные мольные соотношения Рс2-:Со2+, входящие в шихту, позволяют заключить, что наиболее активные катализаторы получаются при соотношении Рс2-:Со2+=1:1 (фиг.1) и при содержании Со2+ в катализаторе не менее 8% (фиг.2). При содержании Со2+ в шихте до 5% в соотношении Рс2-:Со2+=1:1 активность катализатора падает, что обусловлено низкой вероятностью образования активных центров в катализаторе. При увеличении содержания композиции Рс2-:Со2+=1:1 от 5 до 8% происходит скачкообразное увеличение активности катализатора (фиг.1). Дальнейшее увеличение содержания Рс2- и Со2+ в шихте увеличивает токоотдачу, которая прямо пропорциональна мольному содержанию Со2+ и Рс2- в катализаторе, что приводит к уменьшению перенапряжения реакции восстановления кислорода. Данный электрокатализатор не уступает по своей активности известным пиролизованным макроциклическим азотным - комплексам d-металлов. Пиролиз смеси шихты вышеуказанного состава вели при 750°С в атмосфере аргона при атмосферном давлении в течение нескольких секунд. Использование такого продукта пиролиза позволяет увеличить токовую нагрузку на химический источник, а также использовать угли в составе катода, менее каталитически активные, чем уголь СИТ (например, КАД, АГ-3, Дарко) за счет высокой электрокаталитической активности катализатора.

Источники информации

1. А.С. № 691115 (СССР), НO1М 12/06, 1979.

2. Пат. № 2366039 (Россия), НO1М 4/96, 2009.

Активная масса воздушного электрода (катода) первичного химического источника с щелочным электролитом, отличающаяся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик, номинального напряжения разомкнутой цепи и напряжения под нагрузкой, содержит электрокатализатор электровосстановления кислорода на основе продуктов пиролиза ацетата кобальта и фталоцианина на углеродном носителе (уголь СИТ) не менее 10% от общего состава массы при соотношении фталоцианин: ацетат кобальта 1:1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к воздушным электродам для щелочных источников тока. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к созданию двухслойных конденсаторов, поляризованный электрод которых содержит смешанный активированный углерод, состоящий из, по меньшей мере, двух видов активированного углерода, включающих расширяющийся активированный углерод и не расширяющийся активированный углерод с различными удельными поверхностями, при этом удельная поверхность смешанного активированного углерода не меньше чем 900 м2/г и меньше 1900 м2/г.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении газодиффузионных электродов химических источников тока системы «металл-воздух».
Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу получения материала для отрицательных электродов - анодов литиевых источников тока. .
Изобретение относится к способам изготовления каталитически активного слоя (КАС) газодиффузионного электрода для топливных элементов (ТЭ). .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к биполярным пластинам для топливных элементов. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к изготовлению литиевых аккумуляторов. .
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении катодов для химических источников тока. .

Изобретение относится к химическим источникам тока и касается отрицательного электрода литий-ионного аккумулятора. .

Изобретение относится к гальваническим элементам и воздушному катоду для них. .
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении никелевых или кадмиевых электродов для щелочных аккумуляторов. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении никель-цинковых аккумуляторов. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродам металл-гидридных аккумуляторов. .

Изобретение относится к области химических источников тока. .
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве щелочных аккумуляторов и электродов для них. .

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве щелочных аккумуляторов ламальной конструкции. .
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве электродов щелочных аккумуляторов. .

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к конструкциям и способам производства безламельных электродов щелочных аккумуляторов. .

Изобретение относится к области химических источников тока и может быть использовано при изготовлении цинковых пастообразных анодов
Наверх