ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНАРЯДОВ ИЗ ГИДРИДА МЕТАЛЛОВ С ВЫСОКОЙ СТЕПЕНЬЮ ПАССИВИРОВАНИЯ БЕРИЛЛИЯ, АЛЮМИНИЯ, ТИТАНА И ИХ СПЛАВОВ Российский патент 2012 года по МПК F42B30/00 

Изобретение относится к зарядным устройствам аккумуляторов водорода и может быть использовано для военных снарядов.

Известен «Гидрид алюминия - АlН₃», неорганическое бинарное соединение алюминия с водородом. В нормальных условиях - бесцветное или белое твердое вещество, имеющее полимерную структуру: (АlН₃)n.

Интернет. Википедия. http://ru.wikipedia.org/wiki/Гидрид_алюминия

Используемый сегодня принципиальный метод получения чистого гидрида алюминия из гидрида лития в среде диэтилового эфира был предложен еще в 1947 году.

Хлорид лития выпадает в осадок до момента полимеризации АlН3 и отделяется от эфирного раствора, из которого путем дальнейшей отгонки эфира получают комплекс гидрида алюминия с диэтиловым эфиром.

Получение

Также гидрид алюминия по аналогии можно получить реакцией алюмогидрида лития с серной кислотой, хлоридом бериллия, хлоридом цинка, хлороводородом и алкилгалогенидами.

Вместо алюмогидрида лития можно использовать алюмогидрид натрия.

Для получения чистого гидрида (без примесей растворителя) эфирный комплекс подвергают нагреванию в вакууме с добавлением бензола или в присутствии небольших количеств LiAlH₄ или смеси LiAlH₄+LiBH₄. При этом сперва получаются β-АlН³ и γ-АlН₃ модификации, которые затем переходят в более стабильный α-АlН₃.

Другим способом получения несольватированного эфиром гидрида алюминия является электролиз алюмогидрида натрия в среде тетрагидрофурана.

Среди прочих методов отметим синтез с использованием гидрида магния.

Долгое время считалось, что гидрид алюминия невозможно получить прямым взаимодействием элементов, поэтому для его синтеза использовали приведенные выше косвенные методы. Однако в 1992 году группа российских ученых осуществила прямой синтез гидрида из водорода и алюминия, используя высокое давление (выше 2 ГПа) и температуру (более 800 К). Вследствие очень жестких условий протекания реакции в настоящий момент метод имеет лишь теоретическое значение.

Недостатком является термический способ насыщения водородом. Он очень дорогой и требует сложного технологического процесса и оборудования

Известно устройство «НИКЕЛЬ-ВОДОРОДНАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ». Патент RU №50050 U1, МПК 7 H01M 2/06, H01M 10/34. 3аявка: 2004114475/22, 11.05.2004.

Никель-водородная аккумуляторная батарея, состоящая из соединенных между собой в электрическую цепь с помощью соединительных шин никель-водородных аккумуляторов, отличающаяся тем, что соединительная шина закреплена изначально в одном из токовыводов (борнов) каждого никель-водородного аккумулятора.

Недостатком является то, что аккумулируется не водород, а электроэнергия.

Известно устройство «ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯТОРОВ». Патент RU №27754 U1, МПК 7 H02J 7/00, Н01М 10/44. Заявка: 2002118940/20, 15.07.2002.

1. Зарядное устройство для аккумуляторов, содержащее корпус, с разъемом для подключения аккумулятора, внутреннее схемное устройство, включающее схему выпрямления переменного тока, поступающего от источника питания, и схему стабилизации напряжения полученного постоянного тока, отличающееся тем, что дополнительно содержит электрический генератор, размещенный внутри корпуса и включающий статор, подвижный ротор, и привод для передачи внешнего механического движения ротору, при этом внешнее механическое движение осуществляют за счет мускульной силы кисти руки.

2. Зарядное устройство по п.1, отличающееся тем, что маховик ротора содержит встроенный постоянный магнит.

Недостатком является невозможность зарядки военных снарядов.

Целью изобретения является зарядное устройство для снарядов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования бериллия, алюминия, титана и их сплавов, в котором используется дешевый и простой электролитический способ накачки водорода в структуры гидрида металлов с высокой степенью пассивации, например алюминий, титан.

Техническое решение достигается тем, что зарядное устройство для снарядов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования бериллия, алюминия, титана и их сплавов состоит из стабилизированного источника электрического тока, проводов, электролизера и зарядов на основе гидрида бериллия, алюминия или титана и их сплавов, и в электролизере расположен электролит из дистиллированной воды и до 5% соли Na₂SO₄, который полностью покрывает два стоящих отдельно друг от друга заряда без обтекателей (на чертеже не показан) со свободным проникновением электролита в структуру гидрида металла, причем один заряд подсоединен к катоду, а второй к аноду.

На Фиг.1 изображено «Зарядное устройство для снарядов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования бериллия, алюминия, титана и их сплавов».

Статика

Зарядное устройство для снарядов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования бериллия, алюминия, титана и их сплавов (Фиг.1), состоящее из стабилизированного источника электрического тока (1), проводов (2), электролизера (3) и зарядов (4) на основе гидрида бериллия, алюминия или титана и их сплавов (5), отличается тем, что в электролизере (3) расположен электролит (6) из дистиллированной воды и до 5% соли Na₂SO₄, который полностью покрывает два стоящих отдельно друг от друга заряда (4) без обтекателей со свободным проникновением электролита (6) в структуру гидрида металла (5), причем один заряд (4) подсоединен к катоду (7), а второй заряд (8) к аноду (9). Каждый из зарядов (4/8) стоит в своем дне снаряда (10). Заряды (4/8) представляют собой аккумуляторы водорода на основе гидрида металла (5).

Работа

При электролизе воды из электролита (6) на катоде (7) выделяется водород, который диффундирует через оксидную пленку бериллия, алюминия или титана. Происходит накачка водородом заряда (4). На аноде (9) у второго заряда (8) ион водорода диффундирует через двойной электрический слой за счет теплового поля электрода. После завершения зарядки зарядов (4/8) их вынимают из электролизера (3), промывают в дистиллированной воде, высушивают воздухом и собирают на них обтекатели. Устройство работает и заряжает заряды (4/8) при замене водорода на изотопы дейтерий и тритий.

Технико-экономические показатели при гальваническом способе зарядки снарядов значительно выше, чем при зарядке при помощи высокой температуры.

Перечень позиций.

1. стабилизированный источник электрического тока

2. провод

3. электролизер

4. заряд

5. гидрид бериллия, алюминия или титана

6. электролит

7. катод

8. второй заряд

9. анод

10. дно снаряда

Изобретение относится к зарядным устройствам аккумуляторов водорода. Зарядное устройство для снарядов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования бериллия, алюминия, титана и их сплавов состоит из стабилизированного источника электрического тока, проводов, электролизера и зарядов на основе гидрида бериллия, алюминия или титана и их сплавов. В электролизере расположен электролит из дистиллированной воды и до 5% соли Na₂SO₄, который полностью покрывает два стоящих отдельно друг от друга заряда без обтекателей со свободным проникновением электролита в структуру гидрида металла. Один заряд подсоединен к катоду, а второй к аноду. Упрощается процесс зарядки снарядов. 1 ил.

Зарядное устройство для снарядов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования бериллия, алюминия, титана и их сплавов, состоящее из стабилизированного источника электрического тока, проводов, электролизера и зарядов на основе гидрида бериллия, алюминия или титана и их сплавов, отличающееся тем, что в электролизере расположен электролит из дистиллированной воды и до 5% соли Na₂SO₄, который полностью покрывает два стоящих отдельно друг от друга заряда без обтекателей со свободным проникновением электролита в структуру гидрида металла, причем один заряд подсоединен к катоду, а второй - к аноду.