Расплавляемый электролит для химического источника тока


 


Владельцы патента RU 2555369:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к расплавляемому электролиту для химического источника тока, включающему бромид, метаванадат, молибдат калия. При этом электролит дополнительно содержит молибдат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%: бромид калия 6,4-7,4, метаванадат калия 64,6-66,8, молибдат калия 15,5-16,7, молибдат лития 11,3-12,2. Предложенный электролит обладает низкими удельной энтальпией и температурой плавления. 4 пр.

 

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке составов, включающих бромиды, метаванадаты, молибдаты калия и лития, которые применяются в качестве расплавляемых электролитов в химических источников тока.

Известен электролит для химических источников тока, содержащий фторид и молибдат лития, метаванадат и молибдат калия с температурой плавления смеси 421°C и удельной энтальпий плавления 184 Дж/г (И.К. Гаркушин, Е.И. Сорокина, Т.В. Губанова, В.Г. Бамбуров. Фазовые равновесия и химическое взаимодействие в многокомпонентных системах из солей лития и калия (монография) - Екатеринбург: УрО РАН, 2012. - 98 с). Недостатком данного состава является относительно высокая удельная энтальпия и температура плавления.

Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы KCl-KVO3-(K2MoO4·Li2MoO4) (Малышева Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К., Фролов Е.И. Стабильные треугольники KCl-KVO3-LiKMoO4, KCl-LiVO3-LiKMoO4 (Li2MoO4) четырехкомпонентной взаимной системы из хлоридов, метаванадатов и молибдатов лития и калия. Журнал «Конденсированные среды и межфазные границы». - 2011. - Т. 13. - №4. С.460-466).

Удельная энтальпия плавления составила 276 Дж/г при температуре плавления эвтектического сплава 388°C.

Настоящее изобретение позволяет снизить удельную энтальпию и температуру плавления.

Новизна предлагаемого состава по сравнению с известными заключается в том, что для снижения удельной энтальпии и температуры плавления в электролит, содержащий бромид, метаванадат и молибдат калия, дополнительно введен молибдат лития в следующем соотношении компонентов, мас.%:

бромид калия 6,4…7,4
метаванадат калия 64,6…66,8
молибдат калия 15,5…16,7
молибдат лития 11,3…12,2

Примеры конкретного исполнения:

Пример 1

Переплавляют в печи шахтного типа безводные соли 0,66 г (6,6 мас.%) бромида калия + 6,57 г (65,7 мас.%) метаванадат калия + 1,6 г (16,0 мас.%) молибдат калия + 1,17 г (11,7 мас.%) молибдат лития. Температура плавления смеси 366°C, удельная энтальпия плавления 117 Дж/г.

Энтальпия плавления составов измерялась нами методом количественного ДТА. Снимали по три кривых охлаждения и нагревания исследуемого эвтектического состава и эталонного вещества (KNO3, плавится при температуре 338°C, 115,8 Дж/г). Площади пиков дифференциальных кривых на диаграммах ограничивали в соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации в термическом анализе.

Расчет удельной энтальпии плавления состава проводили по формуле:

,

где ΔtHэт - удельная энтальпия фазового перехода эталонного вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, Дж/г;

SE, Sэт - площади пиков дифференциальных кривых, отвечающие плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; ТЕ, Тэт - температуры плавления (К) эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества, соответственно.

Пример 2

По условиям примера 1 переплавляют безводные соли 0,65 г (6,5 мас.%) бромида калия + 6,46 г (64,6 мас.%) метаванадат калия + 1,67 г (16,7 мас.%) молибдат калия + 1,22 г (12,2 мас.%) молибдат лития. Температура плавления смеси 366°С, удельная энтальпия плавления 141 Дж/г.

Пример 3

По условиям примера 1 переплавляют безводные соли 0,64 г (6,4 мас.%) бромида калия + 6,68 г (66,8 мас.%) метаванадат калия + 1,55 г (15,5 мас.%) молибдат калия + 1,13 г (11,3 мас.%) молибдат лития. Температура плавления смеси 366°С, удельная энтальпия плавления 146 Дж/г.

Пример 4

По условиям примера 1 переплавляют безводные соли 0,74 г (7,4 мас.%) бромида калия + 6,51 г (65,1 мас.%) метаванадат калия + 1,59 г (15,9 мас.%) молибдат калия + 1,16 г (11,6 мас.%) молибдат лития. Температура плавления смеси 364°С, удельная энтальпия плавления 127 Дж/г.

За указанными пределами концентраций наблюдается неоднофазность составов вследствие повышения температуры плавления, отличной от эвтектической.

В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств предлагаемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.

Составы Состав смеси, мас.% Удельная энтальпия плавления, Дж/г Температура плавления, °C
KBr KVO3 K2MoO4 Li2MoO4
Прототип 11,0 84,7 4,3 - 235 430
Предлагаемый
1 6,6 65,7 16,0 11,7 117 366
2 6,5 64,6 16,7 12,2 141 366
3 6,4 66,8 15,5 11,3 146 366
4 7,4 65,1 15,9 11,6 127 364

Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав имеет температуру плавления на 64-66°C ниже и удельную энтальпию плавления на 89-118 Дж/г меньше по сравнению с прототипом, что значительно снижает энергозатраты на плавление состава и приведение его в рабочие состояние, а также расширяет диапазон использования состава по температуре.

Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий бромид, метаванадат, молибдат калия, отличающийся тем, что дополнительно содержит молибдат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бромид калия 6,4…7,4
метаванадат калия 64,6…66,8
молибдат калия 15,5…16,7
молибдат лития 11,3…12,2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в автономных, резервных, авиационных энергоустановках. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в топливных элементах. .

Изобретение относится к топливным элементам - устройствам, преобразующим химическую энергию в электрическую. .

Изобретение относится к устройствам для преобразования химической энергии в электрическую - электрохимическим генераторам, в частности к высокотемпературным топливным элементам с расплавленным карбонатным электролитом.

Изобретение относится к первичным источникам тока, в частности, к топливным элементам с расплавленным карбонатным электролитом (ТЭКЭ). .

Изобретение относится к электротехническим генераторам на топливных элементах, в частности, с расплавленным карбонатным электролитом. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высокотемпературных топливных элементах. .

Изобретение относится к материалу с обратными фазами, позволяющему смягчать температурные колебания, например, в строениях, облицовках, транспортных контейнерах и внутренних помещениях автомобилей.

Изобретение относится к тепловому аккумулятору, в частности к тепловому аккумулятору для регулирования теплового состояния устройства, установленного в космическом аппарате.
Изобретение относится к листовому конструкционному элементу из композиционного материала, используемого в жилищном и промышленном строительстве для большепролетных крыш и фасадов, в качестве сэндвичных элементов конструкции в холодильных складах, в секционных воротах, в офисных сооружениях мобильного типа или в производстве жилых вагончиков.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплоаккумулирующей солевой смеси. Теплоаккумулирующая смесь содержит 72,5-73,1 мол.% хлорида лития и 26,9-27,5 мол.% карбоната стронция.
Настоящее изобретение относится к теплоаккумулирующему составу, включающему фторид лития, бромид лития, бромид калия, при этом для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления в состав теплоаккумулирующего состава был добавлен молибдат лития, при следующем отношении компонентов, мас.%: Бромид лития 52,75 Бромид калия 45,03 Молибдат лития 0,87 Фторид лития остальное Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение работы при температуре 318 °С в качестве теплоаккумулирующего состава.
Изобретение относится к холодоаккумулирующему материалу, который может быть использован в термостабилизирующих устройствах в приборостроении и оптоэлектронике; в термоконтейнерах для транспортировки и хранения медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, применяемых в качестве энергоемких материалов в тепловых аккумуляторах.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов. .
Изобретение относится к холодоаккумулирующему материалу, который может быть использован в термостабилизирующих устройствах в приборостроении и оптоэлектронике, в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов, пищевых продуктов.
Изобретение относится к разработке холодоаккумулирующих материалов, применяемых в термостабилизирующих устройствах, например в оптоэлектронике, в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов.

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам, широко применяемым в электронной и холодильной технике, в термостабилизирующих устройствах, в быту. Теплоаккумулирующий материал включает 4,5-6,5 мас.% кристаллогидрата азотнокислого цинка, 10,5-14,5 мас.% кристаллогидрата азотнокислого никеля, 16,5-18,5 мас.% кристаллогидрата азотнокислого магния и до 100 мас.% кристаллогидрата азотнокислого лития. Указанный теплоаккумулирующий материал имеет работоспособность в интервале температур +25,5±0,5°C. Технический результат изобретения - уменьшение величины переохлаждения кристаллогидратной эвтектической системы. 1 табл., 3 пр.
Наверх