Наливной гальванический элемент воздушной деполяризации Советский патент 1936 года по МПК H01M12/06 H01M4/06 H01M6/10 

Гальванические элементы воздушной деполяризации с растворимым электродом из железа уже предлагались ранее.

Настоящее изобретение касается также гальванического элемента воздушной деполяризации с растворимым электродом из железа и заключается в том, что угольный цилиндрический электрод, с целью локализации образующегося при работе элемента осадка гидроокиси железа на дне элемента, посередине изолирован от соприкосновения с электролитом, а отрицательный с большой поверхностью железный электрод из проволоки в виде плоской катушки расположен в нижней части сосуда.

Как видно из чертежа, на котором предлагаемый элемент показан схематически в разрезе, в сосуде А помещается изолированный от электролита угольный цилиндр Б, спрессованный из смеси активированного угля, графита и резинового клея в качестве цемента. В середине угольный электрод покрыт изолирующей оболочкой h, прикрывающей электрод примерно на одной трети его высоты.В нижней части сосуда, против нижней, соприкасающейся с электролитом части угольного электрода, располагается спиральный электрод В из железной проволоки. Концы а и б проволоки изолированы от действия электролита

(2г;)

и служат для отвода тока отрицательного полюса элемента.

В сосуд наливается до уровня Г электролит (насыщенный раствор хлористого аммония) и насыпается избыток этой соли.

Как известно, работа собранного таким образом элемента происходит по уравнению:

2Fe + 4N Н,С -f 02 -I+ 4МНз + 2Н20.

Аммиак насыщает нижнюю часть угольного цилиндра и электролита РеСЬ связывая воду (РеО -4Н2О), отлагается в непосредственной близости от железного электрода.

При этих условиях, между верхней и нижней частями угля, соприкасающимися с различными электролитами, NH4C1 и (MH.Cl + FeCb 4HjO-j-NH40H возникает электродвижущая сила, замкнутая через среднюю (изолированную) часть угля накоротко, причем здесь протекает реакция

РеСЬ + 2МНз + 2Н.О Ре(ОН)2 + + 2МН,С1.

По аналогии с известными элементами Ферм работой данной коротко замкнутой парой обусловливается постоянство и устойчивость напряжения элемента при работе.

В средней по высоте части электролита «аходится изолированная часть угля, в этой зоне не должно происходить и не происходит реакции.

РеСЬ + 2МНз + 2НгО Fe(OH)2+ -f-ZMH CI.

Достигается это применением изоляции угля, при помощи кдторой уголь как бы разрезается на две части, располоя{енные друг от друга на расстоянии изолированной части угля. При помощи изоляции прекращается и доступ кислорода в прилегающие к ней зоны электролита. Таким образом, не происходит самопроизвольного выпадения вредного здесь осадка Ре(ОН)г, так как аммиак без доступа воздуха (О) и при избытке содержащейся в электролите аммонийной соли () не дает никакого осадка в -растворах солей закиси железа. Отсюда необходимость в нерастворенном избытке нашатыря. При отсутствии избытка нашатыря работа элемента очень неустойчива и непостоянна, а техническая ценность элемента становится равной нулю.

Верхняя обнаженная часть угля защищается от вредного и в этом случае осадка Fe(OH)2 тем, что ни аммиак (МНз), нк FeCl2 туда не имеют возможности проникнуть, вступая в соединение по реакции короткозамкнутой пары и превращаясь в Ре(ОН)2 и в нижней части электролита.

Ре(ОН)55 в воде не растворяется и находится внизу. При образовании большого слоя Ре(ОН)г на нижней части угля

работа элемента не нарушится. Она будет происходить при непосредственном участии верхней части угля без образования Ре(ОН)2.

Яммиак через уголь будет выделяться в атмосферу, а PeClj оставаться внизу.

Изготовление железного электрода из проволоки необходимо в целях получения большой поверхности при малом габарите электрода, а необходимость последнего вызывается, в свою очередь, условием наиболее низкого его расположения.

При длине проволоки при работе элемента будет господствовать некоторая разность потенциалов между витками. Это предотвращает чрезмерную пассивацию железа и является важнейшим отличительным признаком. .

Предмет изобретения.

1.Наливной гальванический элемент воздушной деполяризации с растворимым железным электродом и раствором аммонийной соли в качестве электролита, отличающийся тем, что, с целью локализации образующегося при работе элемента осадка гидрозакиси железа на дне элемента, средняя часть угольного электрода покрыта изолирующей оболочкой, а отрицательный электрод в виде плоской катушки из железной проволоки располо кен у нижней части угольнЬго электрода.

2.В элементе по п. 1 для поддержания насыщенным электролита применение не растворенного избытка твердой аммонийной соли.