Гальванический элемент

Гальванический элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

/ I

-Ф1 Ъ

1L б к

4 . Клааса "l Ü, 6 1f

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

¹ 14988, /

ОПИСАНИЕ

Ъ

I Г гальванического алемента. !

К,патенту Э. Э. Жомвсевича, заявленному 27 марта 1928 года (заяв. свид. ¹ 24951) о присоединением заявки от 26 февраля 1929 -года (заяв. свид. № 41650) ..

О выдаче цатента опубликовано 30 апреля 1930 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 30 апреля 1930 года.

1 Ъ

Предлагаемое изобретение касается известных уже гальванических элементов с отрицательным, электрохом из . мелко раздробленного растворимого металла(напр„ из жел езных стружек) и с. нейтральным электродом- (напр...раствором поваренной соли). Изобретен е состоит . в том, что в -указанном гальваническом элементе в-качестве катодного; материала положитель ного электрода црименена порошкообразная смесь трехокиси сурьмы или окиси;-меди с окисью алюминия, или окисью цинка, в качестве растворимого отрицательного электрода применены ферроманган. или латунь, а для разделения анодного и катодного пространства элемент снабжен одной или двумя пористыми перегородка@и..: Действие элемента основано навв1сокой проводимости водных растворов хлористого калия или натрия, нерастворимости окиси, меди или трехокиси сурьмь1 (sb, 0,) и хорошей растворимости хлористых солей.,металлов анода. Использование хлористого:, натрия более выгодно по сравнению..схлористым калием, в виду его- дешевизны и общедоступности. Выбор в качестве 1.,катода окиси меди йли трехокиси сурьмы решается в зависимости от их рыночной ..цены и наличия, хотя предночтеииедолжно быть несомненно дано сурьме, так, как ее электроэквивадент в среднем дешевле меди в чри раза и кроме того электродвижущая сила на зажимах элемента увеличивается приблизительно на О,2 вольта (что при I железном аноде составляет примерно 80 "Q).

В качестве анода могут быть использованы стружки, опилки и т. п.:лом железа, чугуна, ферромангана, алюминия, цинка или латуни, при чем частичное окисление их не является препятствием, а высокрй.измельченность даже желательна, так кав йозво ляет получать сильные токи при небольшом объеме элемента. Наиболее дешевым материалом для анода является железо, чугун, затем ферроманган (примерно раз в пять дороже) и алюминий (почти, в десять раз дороже).

Цредел рие достигаемые при этом на пряжения элемента определяются: желательно возможно тонкое измельчение окиси меди или сурьмы. Материал как анода так и ..катода плотно набивается в мешки из холста или из густой медной сетки, не допуска1ощей выпадения набивки.

Контакт в случае медной сеткй осуществляется через нее же, а в случае холщевого мешка в середину электрода поме- . щается .медная проволока, многократно . изогнутая внутри мешка. Сосуд для эле мента может быть любой формы, но так ,.как электролит во все время работы элемента,не изменяет своего. состава и кон центрации, которая при зарядке может достигать полного насыщения, то целесо образнее для экономии объема сосуды плоско-высокие, с плоскими электродаии, у ольших по площади стенок и с минимальным, расстоянием между электродами.

Материал,для сосуда под элемент, должен удовлетворять только двум условиям — не, разъедаться электролитом и не проводить тока,,во избежание излишних осложнений с изоляцией электродов. Прохождение тока вызывает растворение анода с образова- нием раствора хлористого металла, одновременно восстановление окиси катода до металла с образованием раствора едкой щелочи; происходящие в.предлагаемом эле .,менте во время его действия (при замкнутой, цепи), могут быть разделены нз/основ ные,и побочные. Основные реакции, начинающиеся в момент замыкания. цепи, сводятся к восстановлению окиси катода до

",металла с образованием едкой щелочи и к окислению металла анода,до хлористого с переводом его в раствор, с одно,временным переносом электронов. Побочная . реакция происходит после того,- ram,, движу циеся навстречу друг другу катионы металла анода и гидроксилы едкой щелочи сталкиваются, осаждая окись анодного металла. и восстановляя хлористый натр (или калий). Так, напр., для элемента пинк-медь (в окиси) — раствор поваренной соли: основная реакция Еи + 2 NaCl + Н,О + Сп О=

= ZmCl + 2 NaOK+ Ся, а побочная —, ЯвС1, + 2 ХаОН= Яв (ОН), + 2 iVaCl.

То же для элемента железоокйсь сурьмы—

ХаС1: основная 2 J e+ 6 ХаС1 + Ь"Н,О +

+ЯЪ„О,=2 EeCl3+ 6 ЖаОН+ЯЬ,и побочная — 2 Ee Cl> + 6 Qa OK=- 2 Ее (ОН)3+

6- NaCl). Вследствие побочных реакций имеет место осаждение нерастворимой окиси металла анода и образование . прежнего количества электролита. Поэтому внизу сосуда должно бысть предусмотрено место для оседания этой окиси. Внутреннее сопро/ тквление элемента без. перегородки весьма мало, а плотность тока велика.

В этот,же элемент могут быть, введены одна или две, параллельных пористых перегородки между электродами (ss цемента, 1 (1 азбеста, глины и т. п.) для связыванияи изоляции образующихся при прохождении тока побочных растворов, и может быть добавлено к окиси меди или сурьмы, образующей катод, электроэквивалентное количество окиси алюминия или цинка. Устра-. няемое при помощи перегородок механическое смешивание побочных растворов, способствует при йрехождении тока накоплению их у электродов, .при чем едкая щелочь тотчас же. реагирует с окисью алюминия или цинка, образуя алюминат или цинкат с малоподвижным,, авионом. Установкой двух перегородок пространство между ними, подвергающееся постепенно / опреснению, в зйачительной. мере предо- . храняется от возможности возникновения в нем указанных побочных реакций. Это же пространство может быть использовано для хранения в нем. запаса нерастворенного излишка электролита, постепенно переходящего в раствор по мере работы элемента, и достижения таким образом предельных концентраций побочных растворов у анода и катода, могущих в дальнейшем поступать в переработку. на соляную кйслоту (при железном или алюминиевом аноде) и соду или поташ, при чем одновременно достигается регенерация окиси цинка (алюминия).

Возможно также применение элемента для сборки сухой батареи по типу Воль това столба, в котором в качестве электролита помещается непроклеенная бумага или тряпка, смоченная водным раствором поваренной соли. Каждый элемент батареи состоит из следующих частей: 1) анода из пластинки цинка или железа, или же из опилок тех же,металлов, смоченных. водным раствором поваренной, соли, 2) электролитной прокладки из нескольких слоев непроклеенной бумаги или тряпья, смоченных водным раствором- поваренной соли, 3) деполяризатора из окиси меди или окиси . сурьмы, смоченной тем же раствором, 4) промежуточного контакта из тонкой листовой меди или же пластинки из анодного металла, покрытой медью гальванический, путем со сторойы, соприкасающейся с катодным материалом. Все указанные части должны иметь одинаковую форму для того, .чтобы после укладки их друг на друга мог получиться однородный столб одинакового поперечного сечения в отдельных его частях. Количество- деполяризатора

1 — 2—

Предмет патента..А М

\ ,г 1

Тип. Ридрогр... Упр. Управл. В.-ÇL Сил РККА. Ленинград, здание 1 л. Адмиралтейства.

7,. ! в каждом элементе берется "в электроэквивалентном соотнощении с-количеством массы анода. Сборка батареи производится или прямо в специальной, коробке (что предпочтительцее), или отдельно с последующей ее, заделкой. Специальная коробка должна иметь внутреннее; поперечное . сечение, рыное сечению, элементов, может состоять из любого изоляционного материала,,как-то:

-пропарафиненный картон, дерево, -.стекло, резина, эбонит, бакелит и т. д; Коробку удобно снабдить боковыми крышками, сна- ;.,бженными выводным контактом, с прикрепленной с внутренней стороны медной пластинкой. В случае отдельной - сборки батареи с последук)щей еезаделкойудобнее всего употреблять обертывание в несколько слоев пропарафиненной,бумагой. Сборка батареи- производится - простым накладыванием ровными слоями отдельных частей элементов в указанной выше последовательности. При сборке батареи в коробке, полезно после укладки промежуточного контакта из тонкой листовой меди припаивать его к стенкам коробки при помощи расплавленных парафина или- смолы, для

:более полной изоляции отдельных элемен" тов друг. от друга.. Длина коробки или высота столба батареи определяется количеством входящих в батареи элементов, то-есть желательным напряжением .тока.

При укладке последнего верхнего элемента батареи вместо внутреннего контакта из медной пластинки ыадется крышка коробки или же пластинка из меди, к которым припаивается контактный провод.

Крышки коробки с собранной батареей заливаются варом.

1. Гальванический элемент с отрицательным электродом/ as мелко раздробленного растворимого металла, например, из железных. стружек и с нейтральным электролитом, например; раствором поваренной соли, характеризующийся тем, что в качестве катодного -материала положительного электрода применена порошкообразны смесь трехокиси сурьмы-или окиси меди с окисью алюминия или окисью цинка.

2. В охарактеризованном в п. 1 гальваническом элементе применение в качестве растворимого отрицательного электрода ферромзнгана или латуни.

3. В охарактеризованном в п. 1 гальваническом элементе применение для разделения анодного и кзтодного пространств одной или двух пористых перегородок.

4. Применение охарактеризованного в и. 1 гальванического элементадлясборки сухой батареи по типу. Вольтова столба.