Химический источник тока

(51) 01 4/00 (2012.01) 01 4/06 (2012.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задачей предлагаемого изобретения является использование в качестве электродов дешевых материалов - железа и графита. Техническим результатом является удешевление и упрощение процесса изготовления химического источника тока. Это достигается тем, что в качестве положительного электрода используют графитовый электрод, погруженный в раствор, содержащий трехвалентные ионы железа, а в качестве катода железо. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем химический источник тока состоит из железного и графитового электродов, погруженных в раствор хлорида аммония, содержащий ионы трехвалентного железа. Межэлектродные пространства не разделяются. Предлагаемый способ позволяет преобразовать химическую энергию в электрическую.(72) Баешов Абдуали Баешович Конурбаев Абибулла Ережепович Баешова Ажар Коспановна Даулетбаев Аким Серикович Мусина Зухра Маликовна Журинов Мурат Журинович(73) Акционерное общество Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского(57) Изобретение относится к области электрохимии, в частности, к химическим источникам тока, которые служат для превращения энергии химических процессов, протекающих на электродах, в электрическую. Изобретение относится к области электрохимии, в частности, к химическим источникам тока, которые служат для превращения энергии химических процессов,протекающих па электродах,в электрическую. Прототипом данного изобретения является медноцинковый элемент Даниэля-Якоби / Глинка Н.А.,Общая химия, М., 2008,-728 с./, в котором в качестве электродов используют медный и цинковый электроды,погруженные, соответственно, в растворы сульфата меди и сульфата цинка, а электродные пространства разделены диафрагмой. Основные недостатки прототипа Медные и цинковые электроды являются дорогостоящими Электродные пространства необходимо разделять диафрагмой и это усложняет конструкцию химического источника тока Задачей предлагаемого изобретения является использование в качестве электродов дешевых материалов - железа и графита. Техническим результатом является удешевление и упрощение процесса изготовления химического источника тока. Это достигается тем, что в качестве положительного электрода используют графитовый электрод, погруженный в раствор хлорида аммония,содержащий трехвалентные ионы железа, а в качестве катода - железо. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем химический источник тока состоит из железного и графитового электродов, погруженных в раствор хлорида аммония, содержащий ионы трехвалентного железа. Межэлектродные пространства не разделяются. Формирование электродвижущей силы между железным и графитовым электродами объясняется следующим образом на графитовом электроде устанавливается потенциал следующей полуреакции(1) Величина стандартного потенциала данной полуреакции равен плюс 0,77 В. А на железном электроде, на основании ниже протекающих реакции могут устанавливаться следующие потенциалы Как видно из таблицы, повышение исходной концентрации ионов трехвалентного железа, в пределах 1-10 г/л на величину электродвижущей силы электрохимической системы практически не оказывают влияние и его величина незначительно превышает 100 мВ, величина силы тока короткого замыкания равномерно повышает в пределах 1,21 - 16,4 мА. Таким образом, предлагаемый химический источник тока (гальванический элемент) - железо-графит имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом-используются дешевые и доступные электроды из железа и графита, что уменьшает стоимость химического источника тока- электродные пространства не разделены и это упрощает конструкцию и технологию изготовления химического источника тока. Следует отметить, что стоимость 1 т меди и цинка,соответственно, составляет в среднем 7.5 тыс.и 3.5 тыс. , а железа - 600 .(3) в предлагаемой электрохимической гальванической системе (где электродами являются железо и графит, а раствор содержит ионы трехвалентного железа) теоретически могут формироваться следующие величины электродвижущей силы Е 1 Е 02/3-(- / 2 )0.77 В 0.44 В 1.21 В или Е 2 Е 02/3-(- / 3)0.77 В 0.04 В-0.81 В Таким образом, в предлагаемой электрохимической гальванической системе теоретически могут формироваться электродвижущие силы, величина которых находятся в пределах 0,81- 1,21 В. Нижеуказанный пример иллюстрирует заявляемое изобретение. Пример. Емкость объемом 50 мл заполняют раствором содержащий 55 г/л 4 и 10 г/л 36 10 г/л и помещают железные и графитовые электроды с площадью поверхности 2 см 2. Межэлектродные пространства не разделяют. При комнатной температуре электродвижущая сила источника тока железо-графит в отсутствии внешней нагрузки составляет 1005 мВ. В таблице приводятся величины изменения электродвижущей силы и силы тока короткого замыкания в зависимости от исходной концентраций ионов трехвалентного железа Таблица Изменение величины электродвижущей силы (ЭДС) и тока короткого замыкания (ТКЗ) в зависимости от концентраций ионов трехвалентного железа (55 г/л 4). 3, г/л 1,0 3,0 5,0 7,0 10.0 Е, мВ 1005 1003 1004 1005 1005 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Химический источник тока с применением водных растворов, отличающийся тем, что в качестве электродов используют железо и графит, погруженные в раствор хлорида аммония, содержащий ионы трехвалентного железа.