Химический источник тока

(51) 01 4/06 (2006.01) 01 4/56 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем Химический источник тока состоит из сераграфитового композиционного электрода и из порошков диоксида свинца, которые помещены в раствор серной кислоты. В сернокислом растворе между сера-графитовым электродом и электродом из диоксида свинца, т.е. в гальванической системе 242 формируется электродвижущая сила(ЭДС) и величина ее превышает 1000 мВ. Принцип действия предлагаемого химического источника тока и сера-диоксид свинца заключается в следующем сера окисляется и ее ионы переходят в раствор. Электроны по внешней цепи переходят к электроду из диоксида свинца(Р 2), восстановление которого протекает с образованием сульфата свинца. Поток электронов,т.е. электрический ток во внешней цепи может быть использован в качестве химического источника тока. Преимуществом предложенного химического источника тока является то, что величина ЭДС повышается более, чем на 400 мВ по сравнению с прототипом.(72) Баешов Абдуали Баешович Баешова Ажар Коспановна Адайбекова Алтынай Аширбековна Конурбаев Абибулла Ережепович Токтар Гульмира Смагулов Даулетхан Уялович(73) Акционерное общество Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского(56) Инновационный патент РК 22448,15.04.2010 г(57) Изобретение относится к области электрохимии, в частности, к химическим источникам тока, которые служат для превращения энергии химических процессов, протекающих на электродах, в электрическую. Задачей изобретения является повышение величины электродвижущей силы химического источника тока путем применения электродов на основе композиции сера-графит и диоксида свинца. Технический результат достигается тем, что в качестве активного электроположительного электрода используют порошки диоксида свинца Изобретение относится к области электрохимии,в частности, к химическим источникам тока,которые служат для превращения энергии химических процессов, протекающих на электродах,в электрическую. Роль автономных химических источников тока в современной технике и в быту чрезвычайно велика и разнообразна, так как все виды техники и средств связи,а также измерительные приборы,сигнализирующие устройства и т.д. снабжаются автономными химическими источниками электрической энергии. Известен химический источник тока с применением серусодержащего композиционного электрода / Баешов А. и др. Химический источник тока, Инновационный патент РК 22448 от 01.04.2009, бюл. 4, 2010/ Сущность изобретения заключается в следующем химический источник тока состоит из цинкового и электропроводного,композиционного сера-графитового электродов,которые помещены в водный раствор хлорида аммония. Межэлектродные пространства не разделяются. Композиционный сера-графитовый электрод получают путем перемешивания предварительно измельченных (до фракции 50100 мкм) серы и графита и нагревания смеси до температуры плавления серы (110-120 С) до образования однородной массы. Полученный расплав помещают в емкость определенной формы и охлаждают до комнатной температуры. При этом формируется компактный твердый, высокопористый электрод, который в дальнейшем целесообразно называть композиционным сера-графитовым электродом. Полученный электрод обладает достаточно высокой электропроводностью и электрохимической активностью. Сера в данном случае выступает в качестве основного анодно активного элемента и одновременно является связующим материалом, т.е. служит для сцепления частиц порошка графита. В свою очередь,графит придает электроду электропроводные свойства, а в электродном процессе непосредственно не участвует, так как является достаточно инертным химическим веществом. Таким образом, в прототипе сера, находящаяся в составе композиционного электрода, проявляет высокую электрохимическую активность в качестве электроположительного электрода в химических источниках тока,а цинк является электроотрицательным полюсом. Основным недостатком прототипа является низкая величина электродвижущей силы, которая не превышает 550 мВ. Задачей предлагаемого изобретения является повышение величины электродвижущей силы химического источника тока путем применения электродов на основе композиции сера-графит и диоксида свинца. Технический результат достигается тем, что в качестве активного электроположительного электрода используют порошки диоксида свинца(Р 2) и электролита - раствора серной кислоты. Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем Химический источник тока состоит из сераграфитового композиционного электрода и из порошков диоксида свинца, помещенных в раствор серной кислоты. Цилиндр с многочисленными мелкими отверстиями обвертывают хлопчатобумажной тканью, вовнутрь, в середину помещают свинцовый токоподвод и со всех сторон запрессовывают порошком диоксида свинца. При этом образуется высокопористый активный электрод с развитой поверхностью. В сернокислом растворе между сера-графитовым электродом и электродом из диоксида свинца, т.е. в гальванической системе 242 формируется электродвижущая сила (ЭДС), величина которой превышает 1000 мВ. Нижеследующий пример иллюстрирует сущность заявляемого изобретения. Пример Химический стакан объемом 100 мл заполняют раствором серной кислоты, затем помещают электрод из порошкового диоксида свинца и сера-графитовый композиционный электрод. В таблице приведены данные, характеризующие влияние концентрации серной кислоты на величину ЭДС в отсутствии внешней нагрузки и на величину тока короткого замыкания (ТК 3). Таблица Влияние концентрации серной кислоты на величину ЭДС и тока короткого замыкания (ТКЗ) в гальванической системе 242 2 О 4, г/л Е, мВ Как видно из таблицы, максимальные величины ЭДС и ТКЗ наблюдаются в интервале концентрации серной кислоты 50-125 г/л. Принцип действия предлагаемого химического источника тока сера-диоксид свинца заключается в следующем сера окисляется и ее ионы переходят в раствор 3 Н 2 О - 4 е 2 О 34 Н 2(1) Электроны по внешней цепи переходят к электроду из диоксида свинца(Р 2),восстановление которого протекает с образованием сульфата свинца 242- 4 Н 2 е 4 2 Н 2 Е 1,682 В Поток электронов, т.е. электрический ток во внешней цепи может быть использован в качестве химического источника тока, что и является целью изобретения. Таким образом, на композиционном сераэлектроде происходит реакция окисления (1), а на диоксиде свинца - реакция восстановления (2). Сера-электрод несет отрицательный заряд гальванического элемента, а Р 2 - положительный. Основным преимуществом предложенного химического источника тока является то, что величина ЭДС повышается более, чем на 400 мВ по сравнению с прототипом. Следует отметить, что элементная сера в достаточно больших количествах образуется при добыче и переработке нефти. В настоящее время в Республике Казахстан накоплено более 10 миллионов тонн элементной серы в виде отхода производства, не находящего рынка сбыта. В этой связи изготовление химических источников тока на основе серы имеет большое значение и может стать решением актуальной проблемы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Химический источник тока, состоящий из сераграфитового композиционного электрода и водного раствора, отличающийся тем, что в качестве активного электроположительного электрода применяют порошок диоксида свинца,а электролита - раствор серной кислоты.