При создании газодиффузионных электродов необходимо получить хороший электрокатализатор восстановления кислорода и обеспечить его максимальную эффективность работы, так как воздушные электроды работают в режиме электрокатализа, а реакции электровосстановления кислорода протекают с низкими скоростями. Характеристики воздушного электрода зависят не только от транспортных затруднений по доставке кислорода, но и от поверхности и каталитической активности используемого катализатора. Выполнение этих условий зависит не только от качества и способа приготовления гидрофобизированного углеродного материала, но и от природы и способа изготовления электрокатализатора.
Изобретение относится к воздушным электродам для химических источников тока и может быть использовано в области электротехники. Согласно изобретению воздушный электрод химического источника тока состоит из запорного слоя из гидрофобизированной ацетиленовой сажи, мелкодисперсного угля марки СИТ в активном слое, в состав которого введены продукты пиролиза ацетата кобальта, этилендиамина и формальдегида как электрокатализаторы восстановления кислорода.
Известны химические источники тока со щелочным электролитом, содержащие катализаторы восстановления кислорода в составе активной массы на основе соединений благородных и тяжелых металлов (Pt, Мо, Mn, Ni, Co). Недостатком таких электродов является сложная технология изготовления, высокая стоимость и все же нестабильные электрические характеристики [1, 2].
Известен воздушный электрод, наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности, содержащий гидрофобизированную ацетиленовую сажу (запорный слой) и активный слой из смеси гидрофобизированной ацетиленовой сажи и каталитически активного мелкокристаллического угля.
Воздушный электрод представляет собой пористую двухслойную пластину. Со стороны воздуховодного отверстия в роли газораспределительной мембраны и запорного слоя по отношению к воде и СО2 применяется гидрофобизированная ацетиленовая сажа. Слой активной стороны состоит из гидрофобизированной ацетиленовой сажи мелкодисперсного каталитически активного угля. Давление прессования около 4 т/см2 [1, 2].
Целью изобретения является создание электрода, обладающего высокими стабильными электрическими характеристиками.
Согласно изобретению цель достигается за счет использования в известном воздушном электроде электрокатализатора восстановления кислорода на основе продуктов пиролиза этилендиамина и формальдегида на углеродном носителе с добавкой ацетата кобальта [2]. Электрокатализатор образуется во время термообработки шихты при условии нахождения частиц угля, ацетата кобальта, этилендиамина и формальдегида в соприкосновении (уголь +10% об.% смеси (ацетат кобальта: этилендиамин: формальдегид - 1:1:1 мольные доли). Введение в состав катода продуктов конденсации этилендиамина и формальдегида d-металла (кобальта) осаждением их на высокоповерхностные угли с последующей термообработкой позволяет получить высокоэффективные катализаторы восстановления кислорода. Кинетические параметры электровосстановления кислорода на полученных катализаторах с продуктами конденсации этилендиамина и формальдегида с кобальтом приведены в таблице. Наиболее активные катализаторы получены при соотношении этилендиамин: формальдегид от 1:1 до 1:2 (таблица).
Введение электрокатализатора в состав активной массы катодной таблетки в количестве 10 об.%, смешение с активной массы и прессование при давлении 4000 кг/см2 позволяют создать пористую структуру без транспортных затруднений по доставке кислорода и обеспечить эффективную работу катализатора на границе раздела (газ-катализатор-электролит). По указанной схеме получены газодиффузионные электроды с плотностью тока 150 mA/см2 при поляризации 250 мВ.
Источники информации
1. Кублановский B.C., Пирский Ю.К. / Синтез электрокатализаторов восстановления кислорода. // Тезисы докладов I Укр.-рос. конференции «Газофазное получение новых функциональных материалов и пленок». Ужгород. - 1989. - с.18-20.
2. А.С. №2366039 (Россия), Н01М 4/96, 2009.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ГАЗОДИФФУЗИОННЫЙ ЭЛЕКТРОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА | 2009 |
|
RU2402115C1 |
ПЕРВИЧНЫЙ ВОЗДУШНО-ЦИНКОВЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА | 2009 |
|
RU2420835C1 |
ВОЗДУШНЫЙ ЭЛЕКТРОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2008 |
|
RU2366039C1 |
ЦИНКОВЫЙ АНОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА | 2009 |
|
RU2406184C1 |
КАТОД МАРГАНЦЕВО-ЦИНКОВОГО ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА | 2010 |
|
RU2424602C1 |
ЭЛЕКТРОЛИТ ХРОМИРОВАНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2008 |
|
RU2392356C2 |
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ НИКЕЛЬ-ЦИНКОВЫХ ЩЕЛОЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ | 2011 |
|
RU2479078C2 |
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЛИЗИНА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО СИНТЕЗА | 2008 |
|
RU2382823C2 |
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТИОНИНА ИЗ ОТХОДОВ ХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА | 2007 |
|
RU2402492C2 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАТИОН-МЕТИЛА (МЕТАФОСА) В ПОЧВЕ | 2010 |
|
RU2427836C1 |
Изобретение относится к воздушным электродам для химических источников тока и может быть использовано в области электротехники. Согласно изобретению воздушный электрод химического источника тока состоит из защитного гидрофобного слоя из гидрофобизированной ацетиленовой сажи, активного слоя, при этом в состав активного слоя дополнительно введены продукты конденсации этилендиамина и формальдегида, ацетата кобальта на углеродной матрице как электрокатализаторы восстановления кислорода в количестве 10 об.% от объема активной массы. Техническим результатом является высокие стабильные электрические характеристики. 1 табл.
Воздушный электрод химического источника тока, состоящий из защитного гидрофобного слоя из гидрофобизированной ацетиленовой сажи, активного слоя, отличающийся тем, что в состав активного слоя дополнительно введены продукты конденсации этилендиамина и формальдегида, ацетата кобальта на углеродной матрице как электрокатализаторы восстановления кислорода в количестве 10 % от объема активной массы.
ВОЗДУШНЫЙ ЭЛЕКТРОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2008 |
|
RU2366039C1 |
Воздушный электрод для химического источника тока | 1973 |
|
SU445947A1 |
US 3634140 A, 11.01.1972 | |||
US 5432022 A, 11.07.1995. |
Авторы
Даты
2011-05-27—Публикация
2009-10-20—Подача