×
20.03.2019
219.016.e3ac

КИСЛОТНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕМБРАННЫЙ АККУМУЛЯТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002282918
Дата охранного документа
27.08.2006
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении кислотного комбинированного аккумулятора, в котором электроды, погруженные каждый в свой электролит, разделены химически стойкой перфторированной катионной мембраной. В первых двух вариантах отрицательный электрод аккумулятора выполнен из меди, погруженной в раствор серной кислоты, а во вторых двух вариантах - из углерода, погруженного в раствор йодистоводородной кислоты. Техническим результатом изобретения является разработка нового типа мембранного аккумулятора - кислотного комбинированного мембранного аккумулятора. 4 н.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ: В качестве источника электрической энергии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ: Кислотный комбинированный мембранный аккумулятор состоит из отрицательного электрода - меди, погруженной в раствор серной кислоты, или из углерода (графита), погруженного в раствор йодистоводородной кислоты, и положительного электрода, целиком изготовленного из диоксида свинца, либо из диоксида свинца, нанесенного на достаточно инертную электронопроводящую подложку из свинца, титана или изготовленного из платинированного титана или ниобия, погруженного в раствор, состоящий из смеси двух кислот - серной и хромовой, либо в раствор серной кислоты. Положительный и отрицательный электрод вместе с соответствующим электролитом отделены друг от друга с помощью химически стойкой перфторированной катионообменной мембраны типа "Нафион", "МФ-4-СК". Катодное и анодное пространство собраны в едином корпусе.

В процессе разряда кислотного комбинированного мембранного аккумулятора на аноде протекают реакции:

выделившийся йод растворяется в избытке йодид-ионов по реакции:

Одновременно с этим на катоде протекает реакция восстановления шестивалентного хрома и диоксида свинца:

Использование электрода из диоксида свинца позволяет провести обратный процесс - окисление трехвалентного хрома в шестивалентный, т.е. зарядить аккумулятор (реакции (3), (3а) и (3б) пойдут справа налево). При заряде аккумулятора реакции (1), (1a), (2) и (2а) легко идут справа налево без протекания побочной реакции выделения водорода, что позволяет анодное пространство выполнить герметичным.

Из уравнения (3а) видно, что восстановление шестивалентного хрома в виде хромовой кислоты (раствора хромового ангидрида) приводит к значительному расходу катионов водорода. Более того, из уравнения (3б) и (4) видно, что количество ионов водорода, которое высвобождается из серной кислоты, расходующейся с образованием сульфата хрома (свинца), недостаточно, и требуется дополнительное количество катионов водорода. Это недостающее количество обеспечивается за счет миграции катионов водорода, высвобождающихся в результате протекания реакции (1а) и (2а). Использование йодистоводородной кислоты в качестве восстановителя по сравнению с медью хотя и приводит к снижению ЭДС аккумулятора (примерно на 0,536-0,345=0,191 В, а также к уменьшению теоретической удельной энергии за счет уменьшения ЭДС, увеличения молекулярной массы веществ, вступающих в электрохимическую реакцию окисления и снижения числа электронов с двух до одного в реакции окисления восстановителя при прочих равных условиях), однако имеет определенные преимущества:

- использование более концентрированного раствора йодистоводородной кислоты, предельная концентрация которой составляет 70 мас.% (10,9 моль/л), что превосходит предельную концентрацию сульфата меди - 17,2 мас.% (примерно 1,27 моль/л или 2,55 моль·экв/л) и позволяет уменьшить массу используемого растворителя - воды,

- высокая электропроводность (т.к. йодистоводородная кислота - одна из самых сильных кислот), слабо уменьшающаяся в процессе разряда, т.к. концентрация йодистоводородной кислоты в свежезаряженном аккумуляторе может быть очень большой, а концентрация серной кислоты будет ограничена пределом растворимости получающегося продукта реакции - сульфата меди, выпадение в осадок которого может привести к экранированию медного анода,

- продукт реакции - свободный йод хорошо растворим в избытке йодид-ионов, вплоть до образования соединения I9-,

- анион йодистоводородной кислоты - йодид-ион, в отличие от сульфат-иона, принимает непосредственное участие в электрохимической реакции окисления, т.е. является восстановителем, что позволяет не вводить дополнительные катионы (например, катионы меди путем использования медного анода) для связывания высвобождающихся сульфат-ионов в силу осуществления правила электронейтральности раствора (суммарный заряд всех содержащихся в растворе катионов и анионов равен нулю).

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ к вторичным химическим источникам тока и касается способа получения комбинированного мембранного аккумулятора.

Известен наиболее близкий к предлагаемому изобретению электрохимический элемент [1, 2].

ЦЕЛЬЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ является разработка нового типа мембранного аккумулятора - кислотного комбинированного мембранного аккумулятора.

Комбинированный аккумулятор собран в едином корпусе из пластмассы или из иного химически стойкого материала, предусматривающем выводы для электродов и отверстия для заливки электролитов.

Данный аккумулятор отличается от известных ранее аккумуляторов:

- от свинцовых - кислотный комбинированный мембранный аккумулятор с йодистоводородной кислотой позволяет ее использовать в качестве восстановителя, при этом анод изготовляется из угля (графита) или углеродной ткани, имеющей значительно большую поверхность и меньшую плотность, чем свинец. Применение меди позволяет уменьшить плотность и молекулярную массу, а также увеличить электропроводность анода,

- от ранее известных прототипов [1, 2] - использование другого принципа работы - в кислотном мембранном аккумуляторе при использовании медного анода - перенос тока внутри аккумулятора при его разряде осуществляется преимущественно катионами водорода, что обеспечивает максимальную электропроводность. Сочетание нескольких функций йодистоводородной кислоты в кислотном комбинированном аккумуляторе: высокая электропроводность, использование высокой (до 70 мас.%) концентрации (т.е. использование минимального количества растворителя воды, избыток которой, как известно, при прочих равных условиях снижает удельную энергию аккумулятора), как источник катионов водорода и как восстановитель, растворяющий продукт окисления - свободный йод, что препятствует экранированию анода.

Источники информации

1. Патент RU 2131633, 1999.

2. Патент RU 2239260, 2004.

1.Кислотныйкомбинированныймембранныйаккумуляторсодержитэлектролиты,электродыиионообменнуюмембрану,катодноеианодноепространствоаккумуляторасобранывединомкорпусеиотличаетсятем,чтокислотныйкомбинированныймембранныйаккумуляторсостоитизотрицательногоэлектрода-меди,погруженнойврастворсернойкислоты,иположительногоэлектрода,изготовленногоиздиоксидасвинца,либоиздиоксидасвинца,нанесенногонаинертнуюэлектронопроводящуюподложкуизсвинца,титана,илиизготовленнуюизплатинированноготитанаилиниобия,погруженноговраствор,состоящийизсмесидвухкислот-сернойихромовой,положительныйиотрицательныйэлектродвместессоответствующимэлектролитомотделеныдруготдругаспомощьюхимическистойкойперфторированнойкатионообменноймембраны,типа"Нафион"или"МФ-4-СК".12.Кислотныйкомбинированныймембранныйаккумуляторсодержитэлектролиты,электродыиионообменнуюмембрану,катодноеианодноепространствоаккумуляторасобранывединомкорпусеиотличаетсятем,чтокислотныйкомбинированныймембранныйаккумуляторсостоитизотрицательногоэлектрода-меди,погруженнойврастворсернойкислоты,иположительногоэлектрода,изготовленногоиздиоксидасвинца,либоиздиоксидасвинца,нанесенногонаинертнуюэлектронопроводящуюподложкуизсвинца,титана,илиизготовленнуюизплатинированноготитанаилиниобия,погруженноговрастворсернойкислоты,положительныйиотрицательныйэлектродвместессоответствующимэлектролитомотделеныдруготдругаспомощьюхимическистойкойперфторированнойкатионообменноймембраны,типа"Нафион"или"МФ-4-СК".23.Кислотныйкомбинированныймембранныйаккумуляторсодержитэлектролиты,электродыиионообменнуюмембрану,катодноеианодноепространствоаккумуляторасобранывединомкорпусеиотличаетсятем,чтокислотныйкомбинированныймембранныйаккумуляторсостоитизотрицательногоэлектрода-углерода,погруженноговрастворйодистоводороднойкислоты,иположительногоэлектрода,изготовленногоиздиоксидасвинца,либоиздиоксидасвинца,нанесенногонаинертнуюэлектронопроводящуюподложкуизсвинца,титана,илиизготовленнуюизплатинированноготитанаилиниобия,погруженноговрастворсернойкислоты,положительныйиотрицательныйэлектродвместессоответствующимэлектролитомотделеныдруготдругаспомощьюхимическистойкойперфторированнойкатионообменноймембраны,типа"Нафион"или"МФ-4-СК".34.Кислотныйкомбинированныймембранныйаккумуляторсодержитэлектролиты,электродыиионообменнуюмембрану,катодноеианодноепространствоаккумуляторасобранывединомкорпусеиотличаетсятем,чтокислотныйкомбинированныймембранныйаккумуляторсостоитизотрицательногоэлектрода-углерода,погруженноговрастворйодистоводороднойкислоты,иположительногоэлектрода,изготовленногоиздиоксидасвинца,либоиздиоксидасвинца,нанесенногонаинертнуюэлектронопроводящуюподложкуизсвинца,титана,илиизготовленнуюизплатинированноготитанаилиниобия,погруженноговраствор,состоящийизсмесидвухкислот-сернойихромовой,положительныйиотрицательныйэлектродвместессоответствующимэлектролитомотделеныдруготдругаспомощьюхимическистойкойперфторированнойкатионообменноймембраны,типа"Нафион"или"МФ-4-СК".4
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 22.
10.06.2013
№216.012.48ae

Способ очистки электролита хромирования на основе соединений шестивалентного хрома от примеси катионов трехвалентного железа

Изобретение относится к гальваническому производству, а именно к способу восстановления работоспособности электролита хромирования на основе соединений шестивалентного хрома, загрязненного вредной примесью - катионами трехвалентного железа. Способ включает удаление катионов трехвалентного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484186
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.04.2014
№216.012.af74

Электролит и способ осаждения меди на тонкий проводящий подслой на поверхности кремниевых пластин

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано в технологии микроэлектроники, в которой слой меди необходимо нанести на тонкий подслой кобальта или его сплавов (кобальт-фосфор, кобальт-вольфрам-фосфор) или меди, находящейся на поверхности кремниевых пластин. Электроосаждение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510631
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.11.2014
№216.013.09b2

Способ очистки промывной воды в ванне улавливания от соединений свинца, олова и борфторид-анионов

Изобретение относится к области гальванотехники. Способ очистки промывной воды ванны улавливания от соединений свинца, олова и борфторид-анионов с помощью двухкамерного мембранного электролизера включает удаление из католита - промывной воды - соединений олова и свинца путем восстановления на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533890
Дата охранного документа: 27.11.2014
10.04.2015
№216.013.3821

Обезвреживание раствора химического никелирования методом мембранного электролиза (варианты)

Изобретение относится к вариантам способа удаления катионов никеля, гипофосфит- и фосфит-анионов из раствора химического никелирования методом мембранного электролиза. В способе используют трехкамерный мембранный электролизер, в котором на погруженном в раствор химического никелирования катоде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545857
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.07.2015
№216.013.5b5a

Способ обработки анионообменной мембраны ма-40 в растворе пероксида водорода

Изобретение относится к способу химической обработки анионообменной мембраны марки МА-40 в растворе пероксида водорода с целью облегчения переноса через обработанную таким способом мембрану под действием электрического тока анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат-...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554927
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.02.2019
№219.016.c35f

Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома

Изобретение относится к гальваническому производству, конкретно к способу обезвреживания промывной воды и электролитов, содержащих соединения шестивалентного хрома. Способ основан на восстановлении соединений шестивалентного хрома растворами гидразина или гидроксиламина. Причем реакции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002433961
Дата охранного документа: 20.11.2011
20.03.2019
№219.016.e355

Солевой комбинированный мембранный аккумулятор

Изобретение относится к вторичным источникам электрической энергии. Согласно изобретению солевой аккумулятор представляет собой аккумулятор, в котором электроды, погруженные каждый в свой солевой электролит (католит и анолит), разделены химически стойкой анионной мембраной. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002279161
Дата охранного документа: 27.06.2006
19.04.2019
№219.017.1d35

Реагентный метод регенерации солянокислого медно-хлоридного раствора травления меди

Изобретение может быть использовано в производстве печатных плат. Для регенерации солянокислого медно-хлоридного раствора травления меди ионы двухвалентной меди восстанавливают гидразином до ионов одновалентной меди в одной из двух заранее рассчитанных частей общего объема раствора травления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685103
Дата охранного документа: 16.04.2019
29.04.2019
№219.017.428c

Способ модификации анионообменной мембраны ма-40

Изобретение относится к модификации мембран для электродиализных установок. Техническим результатом изобретения является улучшение обменных свойств мембраны. Способ модификации анионообменной мембраны МА-40 заключается в том, что анионобменную мембрану МА-40 обрабатывают путем погружения при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002303835
Дата охранного документа: 27.07.2007
09.06.2019
№219.017.7a1c

Способ изготовления электрода из диоксида свинца

Изобретение относится к изготовлению нерастворимого электрода с рабочим слоем из диоксида свинца, используемого в качестве анода в химических источниках тока, в гальваническом производстве, в процессах регенерации хроматных растворов и других электрохимических процессах. На поверхность основы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002318080
Дата охранного документа: 27.02.2008
Показаны записи 1-10 из 14.
10.06.2013
№216.012.48ae

Способ очистки электролита хромирования на основе соединений шестивалентного хрома от примеси катионов трехвалентного железа

Изобретение относится к гальваническому производству, а именно к способу восстановления работоспособности электролита хромирования на основе соединений шестивалентного хрома, загрязненного вредной примесью - катионами трехвалентного железа. Способ включает удаление катионов трехвалентного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484186
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.04.2014
№216.012.af74

Электролит и способ осаждения меди на тонкий проводящий подслой на поверхности кремниевых пластин

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано в технологии микроэлектроники, в которой слой меди необходимо нанести на тонкий подслой кобальта или его сплавов (кобальт-фосфор, кобальт-вольфрам-фосфор) или меди, находящейся на поверхности кремниевых пластин. Электроосаждение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510631
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.11.2014
№216.013.09b2

Способ очистки промывной воды в ванне улавливания от соединений свинца, олова и борфторид-анионов

Изобретение относится к области гальванотехники. Способ очистки промывной воды ванны улавливания от соединений свинца, олова и борфторид-анионов с помощью двухкамерного мембранного электролизера включает удаление из католита - промывной воды - соединений олова и свинца путем восстановления на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533890
Дата охранного документа: 27.11.2014
10.04.2015
№216.013.3821

Обезвреживание раствора химического никелирования методом мембранного электролиза (варианты)

Изобретение относится к вариантам способа удаления катионов никеля, гипофосфит- и фосфит-анионов из раствора химического никелирования методом мембранного электролиза. В способе используют трехкамерный мембранный электролизер, в котором на погруженном в раствор химического никелирования катоде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545857
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.07.2015
№216.013.5b5a

Способ обработки анионообменной мембраны ма-40 в растворе пероксида водорода

Изобретение относится к способу химической обработки анионообменной мембраны марки МА-40 в растворе пероксида водорода с целью облегчения переноса через обработанную таким способом мембрану под действием электрического тока анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат-...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554927
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.03.2019
№219.016.e355

Солевой комбинированный мембранный аккумулятор

Изобретение относится к вторичным источникам электрической энергии. Согласно изобретению солевой аккумулятор представляет собой аккумулятор, в котором электроды, погруженные каждый в свой солевой электролит (католит и анолит), разделены химически стойкой анионной мембраной. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002279161
Дата охранного документа: 27.06.2006
19.04.2019
№219.017.1d35

Реагентный метод регенерации солянокислого медно-хлоридного раствора травления меди

Изобретение может быть использовано в производстве печатных плат. Для регенерации солянокислого медно-хлоридного раствора травления меди ионы двухвалентной меди восстанавливают гидразином до ионов одновалентной меди в одной из двух заранее рассчитанных частей общего объема раствора травления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685103
Дата охранного документа: 16.04.2019
19.06.2019
№219.017.8a9e

Способ извлечения катионов меди из кислых растворов, содержащих сильные окислители

Изобретение относится к гальваническому производству, а именно к способу восстановления работоспособности кислых растворов и электролитов, содержащих сильные окислители. Способ включает добавление в раствор при температуре от 5 до 25°С твердой щавелевой кислоты или дигидрата щавелевой кислоты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436874
Дата охранного документа: 20.12.2011
20.06.2019
№219.017.8dc0

Способ изготовления электрода из армированного диоксида свинца

Изобретение относится к способу изготовления нерастворимого анода из армированного диоксида свинца с рабочей поверхностью из диоксида свинца, в котором электрохимическим методом на токопроводящую подложку из титана или ниобия осаждают предварительный тонкий слой диоксида свинца толщиной не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691967
Дата охранного документа: 19.06.2019
29.06.2019
№219.017.a277

Цинк-диоксидно свинцовый щелочно-кислотный мембранный аккумулятор

Изобретение относится к способу получения цинк-диоксидно свинцового щелочно-кислотного мембранного аккумулятора. Цинк-диоксидно свинцовый щелочно-кислотный мембранный аккумулятор представляет собой два полуэлемента: первый полуэлемент - свинцовый электрод, покрытый слоем диоксида свинца,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692753
Дата охранного документа: 27.06.2019
+ добавить свой РИД