Способ изготовления кислородного электрода топливного элемента

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 14.05.75 (21) 2133869/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.07.77.Бюллетень № 27 (1)542416 (51) М. Кл.

Н 01 М 4/88

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений н открытий (53) УДК 621.352. . G (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.08.77 (72) Авторы изобретения

О. А. Левина и К. А. Радюшкина

Институт электрохимии АН СССР (71) Заявитель (54) спосов изготовлкния кислоРодного электРодА

ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА

Изобретение относится к .химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении кислородных электродов для топливного элемента с кислым электролит ом. 5

Известен способ изготовления кислородного электрода топливного элемента путем активации углей различных марок мономерами и полимерами фталоцианинов железа и кобальта (1 J заключающийся в том, l0 что уголь пропитывают раствором фталоцианина металла в концентрированной серной кислоте, высушивают, добавляют связующее и прессуют.

Известно также, что скорость электровос- 5 становления кислорода в кислой среде возрастает при использовании в качестве катализатора вместо фталоцианина кобальта тетра (тт -метоксифенил) порфина или дибензотетраазааннулена кобальта. Активность перво- 20 го соединения увеличивается после его проо грева в аргоне при 370 С t 21

Существенным недостатком перечисленных катализаторов является значительное падение их активности во времени. 25

Известен также способ изготовления кис» лородного электрода топливного элемента путем пропитки угля органическим комплексом кобальта, ;высушивапия, термообработки в инертной атмосфере и прессования (3).

Термообработку при этом способе осуществляют при температуре 400 С. о

Этот способ по технической сущности и достигаемому результату является наиболее близким к изобретению. Однако и он имеет тот же недостаток.

По предлагаемому способу с целью увеличения стабильности работы электродов термообработку смеси угля органическим комплексом кобальта проводят при 800-900 С.

Налример, уголь пропитывают раствором тетра (. тЕ -метоксифенил) порфина в диметилформамиде, тщательно перемешивают и испаряют растворитель на водяной бане.

Полученную смесь прогревают в гелии при о

800 С в течение 15-20 мин. Для изготов2 ления электрода берут 70 мг/см этой смеси и 15 вес.% 60%-ной суспенэии фторопласта, смешивают и прессуют на токоотвод давлением 700 кг/см . Затем давлением

542416 ез термообработки

400

150

600

700

500

800

> 5100

>5100

900

1000

1000

Составитель Н. Николаева

Редактор В. Фельдман Техред M Левицкая; Корректор С. Патрушева

Заказ 2581/46 Тираж 976 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГ1П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з ,. . l500 кг/см подпре уИзывается слой термообработау ого фтфЬпласта в количестве

0,06 г/см .

При изготовлении электродов по данному способу могут быть использованы также тетрабеызопорфин кобальта,, дибензотетраазааннулен кобальта, мономер и полимер фталоцианина кобальта.

При содержании тетра (и -метоксифенил) порфина кобальта в количестве

5 вес.% при плотности тока 10 мА/см потенциал электрода составляет 0,79 в и за

Формула изобретенияСпособ изготовления кислородного электрода топливного элемента с кислым электролитом путем пропитки угля органическим комплексом кобальта, например тетра { Юметоксифенил) порфином или тетрабензопор. фином, высушивания, термообработки в инертной атмосфере, прессования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увели чения ".,стабильности электрода, термо2000 час под таким током уменьшается на

30-40 мв. Термообработка смеси угля с органическими комплексами кобальта проводилась при следующих температурах:

400, 600, 700, 800, 900 и 1000 С.

Злектроды испытывали на длительность работы в 4,5 н. Нф0,1 при комнатной температуре при плотности тока 4 = 10 мА/см ;

1О Результаты испытаний на длительность работы угольных кислородных электродов представлены в таблице.

3(} Работку смеси угля с oprаническим компо лексом кобальта проводят при 800-900 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1Лиь kоыо М., Яr4a 3., З МДrà 3., 3. o< the App< Ekectrochew, 1 973, 3,21 3.

2.,3. О Cat aF1$1.ß, 1973, 28 8, 3. Патент Японии № 23992 кл. >7

40 Е 212.1 09.07.71.