Электрохимический воздушно-цинковый генератор Советский патент 1978 года по МПК H01M12/04 

1

Изобретение относится к области химических источников тока и касается генераторов с перекачиваемой топливно-электролитной смесью, в которых используется активный металл - цинк на отрица|Тельном электроде и окисляющий газ кислород на положительном электроде.

Известен воздушно-цинковый генератор содержащий электроды и средства для перемещения топливно-электролитной смеси из суспензии цинка в щелочном электролите ij . Однако плотность энергии в таком генераторе недостаточна.

Известен также воздушно-цинковый генератор, наиболее близкий к предлагаемому, содержащий воздушный катод, анод и топливно-электролитную смесь, образованную порошком цинка, пропитанного водой шш щелочью, а также связующим веществом - карбоксиметшшеллюлозой и имеющую консистеншпо пасты, и средства для перемещения топливно-электролитной смеси 2 .

Однако 3 таком генераторе плотность энергш недостаточна, а топливно-электро- литная смесь не очень устойчива.

Цель изобретения - увеличение плот- ности энергии.

Для этого в предлагаемом генераторе в топливно-электролитной смеси отношение объема электролита к объему пустот менаду частицами цинка равно единице. Для улучшения перемещения пасты топливно-электролитНая смесь может содержать 3% политетрафторэтилена.

Для исключения саморазрядки при хранении смесь может содержать несколько процентов ртути.

Если объем жидкости становится меньще объема между зернами, смесь становится твердой и не может больше перекачиваться.

В предлагаемом Генераторе пастообразная смесь является гомогенной и совершенно устойчивой; т.е. не имеет тенденции к разделению фаз или к внутреннекгу расслаиванию по сравнению с жидкой суспензией. Стабильность, которая вытекает из микроструктуры, созданной кри тическим составом, обеспечивается без добавки гелеобразуюшего агента и сохраняется при любых механических напряжениях в пасте и в генераторе {перекачивании, сжатии, .изменении температуры и т. д.). Она сохраняется при постепенной электрохимической трансформации зерен металла в зерне металлического окис ла, а также при химических и других нарушениях, которым может подвергаться паста (изменении рН, карбонизации и т. д.). Стабильность пасты сохраняется как при хранении реактива в резервуарах, так и в процессе ее циркуляции в генера- торе. В предлагаемом генераторе число зерен металла, способных вступать в реакцию, очень велико, а следовательно, увеличивается и плотность энергии. На чертеже показан предлагаемый генератор. Генератор содержит резервуар 1 для хранения цинковой пасты 2 и резервуар 3 для окисленной цинковой пасты. Оба р зервуара соединены пористой изоляционной цилиндрической стенкой 4, которая представляет собой перегородку генератора. Шнек 5 из токопроводящего материала, например из металла, расположенный по оси, служит одновременно для по дачи цинковой пасты (и окиси цинка) и отрицательным инертным электродом. Соединительный трубопровод 6 ограни чен внешней оболочкой Тик центру-по ристой токопроводящей стенкой 8. состоя щей из металлической сетки, активного углерода и гидрофобного связующего вещества и образующей воздушный электрод (положительный), позволяющий пропускать воздух. Мощность,потребляемая при циркуляции пасты и циркуляции воздуха, составляет приблизительно окол о нескольких процентов от мощности генератора. КПД такого генератора составляет более 85%. В предлагаемом генераторе исключается пассирование при разрядке и ден- дритообразование. Формула изобретения 1.Электрохимический воздушно-цинковый генератор, содержащий электроды и средства для перемещения топливно-электролитной смеси пастообразной консистенции из частиц цинка и шелоч о о электролита, отличающийся тем, что, с целью увел1гчения плотности энергии от ношение объема электролита к объему пустот между частицами цинка в топливно- электролитной смеси равно единице. 2.Генератор поп. 1,отличающ и и с я тем, что, с целью улучшения перемещения пасты, топливно-электролитная смесь содержит политетрафторэтилен в количестве 3%. Источники информации, принятые во . внимание при экспертизе: 1.Итоги науки и техники. Генераторы прямого преобразования тепловой и химической энергии в электрическую. Москва, ВИНИТИ, 1974, т. 2, с. 42-43. 2.Патент Японии № 44293, 1973.

86 j- 7

,.:„....у ../..-I //// ,

//III

,..., ;.,: / / / / / V i--

..-.,; - j7l...;.).f..o.Д., - . . /.;, {

АУл Д-ygs :: -- -i /yr vi-X 4

i I i , -:bA.,, . « rr-r-i a T.. ..i . ::::

4J:v-U- :Ш Т:3%/У-yi CS/: ;m feVi:vH

-

.. t «

::A:jv

f€

О .