ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ИНТЕГРИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА Советский патент 1973 года по МПК H01G9/22 C25D3/00 

1

Изобретение относится к области электрохимии.

Известен электролит на основе хлорида щелочного металла и водного раствора метилового спирта, который может быть использован в электрохимическом интегрирующем элементе, работающем в интервале температур минус 40 плюс 50°С при плотности тока до 1,6 ма/см и электрохимической емкости 125 мкул/см.

Однако такой электролит имеет низкую электропроводность и высокое падение напряжения при плотностях тока порядка 3-4 ма/см2 и, кроме того, он не может работать при температуре ниже -40°С.

Цель изобретения - повыщение электропроводности раствора с сохранением потенциала выделения водорода на достаточно высоком уровне (1,2 в при температуре +50°С и 1,4 в при температуре -50°С и токе приблизительно 1,2 ма/см), расщирение рабочего диапазона температур (плюс 50 минус 50°С) и допустимых значений емкости интегрирующего элемента (400-500 мкул/см).

Это достигается тем, что в качестве растворителя хлорида щелочного металла (возможно и смеси флорида щелочного металла с соляной кислотой при постоянстве концентрации ионов хлора в растворе) применяют водный раствор формамида с концентрацией последнего 55-75 вес. %.

Известно, что растворимость хлоридов щелочных металлов как в воде, так и в формамиде достаточно высокая, взаимная растворимость воды и формамида полная, а температуры кристаллизации их равны соответственно О и 2,5°С. Указанный выше процентный состав растворителя, позволивший получить электролит, не замерзающий до температуры -50°С, получен на основании экспериментальных данных.

На чертеже показана диаграмма состояния, нолученная для электролита с постоянной концентрацией С1 - ионов в растворе (0,3 гэкв/л) и с изменяющейся концентрацией формамида. Она состоит из линии солидуса АБ и двух взаимно пересекающихся линий ликвидуса вг и гд с эвтектической точкой г при 63 вес. % формамида и температуре

9°с

Oi -,

Как видно из диаграммы, любое изменение концентрации формамида относительно точки эвтектики ведет к повышению температуры кристаллизации электролита.

Важными параметрами электрохимического интегратора является величина скачка папряжения и омическое сопротивление в процессе разряда.

От типа органического вещества, входящего в качестве второго компонента в водноорганический растворитель, зависят физикохимические свойства раствора (структура, вязкость, электропроводность, энергия аквивации процесса электронроводности, температура начала кристаллизации раствора), а также строение двойного электрического слоя, определяющее механизм и кинетику процессов, протекающих на границе раздела электрод-электролит в электрохимическом интегрирующем элементе. В связи с этим совокупность характеристик определяет величину скачка напряжения на элементе, его форму и падение напряжения в электролите.

Обычно уровень срабатывания автоматики устанавливают равным 0,6-0,7 в, так как при потенциалах примерно 1,1 в на электродах интегратора возможно выделение газов.

Порог срабатывания может быть повышен при условии повышения перенапряжения процесса выделения газов на электродах (в формамидном электролите общий скачок напряжения на элементе достигает 1,4 в), в противном случае повышение порога срабатывания ведет к снижению точности работы интегратора или к выходу его из строя. Падение напряжения на электролите не должно превышать 0,3 в так как общая величина

скачка напряжения в момент срабатывания прибора не должна быть меньше 0,4 в.

Этим требованиям удовлетворяет электрохимический интегрирующий элемет на основе хлорида щелочного металла и водного раствора формамида (63 вес. %), работающий в интервале температур до -50 до +50°С с точностью ±0,5%. Различие в предельных величинах электрохимической емкости для метанольных и формамидных электролитов связано с различным влиянием органических компонентов раствора на механизмы окислительно-восстановительных процессов, протекающих на

электродах интегратора, и на структуру образующихся кристаллов хлористого серебра.

Предмет изобретения

Электролит для электрохимического интегрирующего элемента на основе хлорида щелочного металла и формамида, отличающийся тем, что, с целью повышения электропроводности при сохранении высоких значений перенапряжения водорода и увеличения нижнего предела рабочей температуры, в качестве растворителя хлорида щелочного металла применен водный раствор формамида с содержанием последнего 55-75 вес. %.

5D

10 20 30 Ы 50

10 80 3D See/,