ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА Российский патент 1999 года по МПК C25B11/08 

Электрохимическую ячейку применяют для получения электрической энергии, воды и гидразина, а также для разложения воды на водород и кислород.

Уровень электрохимических устройств определяется электродами. Известны химические источники тока, включающие угольные пористые электроды, содержащие в качестве катализатора мелкодисперсную платину.

Известны также угольные пористые электроды с гидрофобными добавками, придавшими внутренней поверхности пор свойства несмачиваемости. Прототипом изобретения является водородно-кислородный низкотемпературный топливный элемент, содержащий водородный и кислородный каталитические электроды. Водородный электрод получают спеканием карбонильного никеля. В качестве катализатора используют добавку скелетного никеля. Кислородный электрод выполнен также из никеля, но катализатором служит дисперсное серебро [1].

Техническим результатом является простота изготовления электродов и устранение поляризации.

Электромеханическая ячейка содержит электролит, водородный и кислородный электроды, состоящие из металлов каталитических мембран, водородный электрод выполнен из двух пластин платины и натрия, пластины спаяны в виде мембран, внешние стороны пластин дисперсны, натриевая сторона покрыта тонким слоем гидрида натрия и изолирована от внешней среды серебряным покрытием, внешняя сторона платины контактирует с электролитом или газом и электролитом в катодном пространстве, кислородный электрод выполнен из двух тонких пластин гафния и платины, пластины спаяны между собой в виде мембраны, внешние стороны пластин выполнены дисперсно, платиновая сторона покрыта тонким слоем окисла платины и изолирована от внешней среды серебряным покрытием. Внешняя сторона гафния контактирует с электролитом или электролитом и газом-восстановителем в анодном пространстве электрохимической ячейки.

Разложение водных растворов кислот, щелочей и соответствующих солей происходит при нагревании их в электрохимической ячейке до 80 ^oC. Водород выделяется в катодном пространстве, а кислород - в анодном. Во внешней цепи идет ток разложения, энергию на разряд дегидратированных ионов гексония и гидроксила дают заряды электродов, которые берут ее из тепла окружающей среды. Известно, что пара разноименных ионов имеет энергию на 75% больше, чем та же пара разряженных нейтральных атомов. Если энергия гидрата и пары ионов - величина положительная, то при разложении электролита разница выделяется в виде электрического тока. Если величина отрицательная, то при разложении энергия поглощается как при разложении воды. Водородный и кислородный электроды универсальны.

Сущность работы водородного и кислородного электродов заключается в периодической нейтрализации зарядов электродов ионами электролита и в периодическом появлении разницы работ выхода электрона из них.

Выравнивание работ выхода электрона у контактирующих металлов вызывает появление противоположных зарядов. Их нейтрализация зарядами электролита или полярными молекулами вызывает разницу работ выхода электрона и т.д.

Электроды относительно просты в изготовлении. При эксплуатации электрохимической ячейки при нормальных давлениях и температурах устраняется поляризация.

Литература
1. Дасаян М.Л. Технология электрохимических покрытий, М., Машиностроение, 1972, с. 231.

Технический результат - простота изготовления электродов. Водородный и кислородный каталитические электроды частично или полностью погружены в электролит, разделенный перегородкой на катодное и анодное пространство. Водородный электрод выполнен из спаянных тонких пластин платины и натрия, внешняя поверхность платины дисперсна, а натрия покрыта тонким слоем гидрида натрия и изолирована от внешней среды серебряным покрытием. Кислородный электрод выполнен из спаянных тонких пластин гафния и платины. Внешняя поверхность гафния дисперсна, а платины покрыта тонким слоем оксида платины и изолирована от внешней среды серебряным покрытием.

Электрохимическая ячейка, содержащая электролит, водородный и кислородный электроды, состоящие из металлов каталитических мембран, отличающееся тем, что водородный электрод выполнен из двух пластин платины и натрия, пластины спаяны в виде мембраны, внешние стороны пластин дисперсны, натриевая сторона покрыта тонким слоем гидрата натрия и изолирована от внешней среды серебряным покрытием, внешняя сторона платины контактирует с электролитом или газом и электролитом в катодном пространстве, а кислородный электрод выполнен из двух тонких пластин гафния и платины, пластины связаны между собой в виде мембраны, внешние стороны пластин выполнены дисперсно, платиновая сторона покрыта тонким слоем оксида платины и изолирована от внешней среды серебряным покрытием, внешняя сторона гафния контактирует с электролитом или с электролитом и газом-восстановителем в анодном пространстве электрохимической ячейки.