Акумулятор

Винахід відноситься до електротехнічної промисловості і може бути використаний в свинцевих акумуляторах Відомий електричний свинцевий акумулятор, який містить позитивні двоокисносвинцеві і негативні свинцеві електроди, розділені сепараторами, кожний позитивний електрод розміщений між двома негативними, середні негативні електроди розміщені попарно з зазором між ними [Патент Франції, кл 21 В, 1908г] Недоліком акумулятора є низькі питомі характеристики, які визначаються значною молярною масою хімічних реагентів струмоутворюючої реакції Найбільш близьким за технічною суттю і досягнутому результатові є електричний свинцевий акумулятор, який містить позитивні двоокисносвинцеві і негативні цирконієві електроди, розділені сепараторами, кожний позитивний електрод розміщений між двома негативними, середні негативні електроди розміщені попарно з зазором між ними [Заявка №200031220/9424, Україна, кл Н01M 10/12,01 03 2000] Застосування двоокисносвинцевого катода і цирконієвого анода не забезпечує максимального коефіцієнта використання активної маси електродів внаслідок надмірності струмоутворюючої маси негативного електрода, що приводе до погіршення питомих характеристик акумулятора. В основу винаходу поставлена задача удосконалення електричного акумулятора шляхом застосування позитивного електроду з окису свинцю та негативного електроду із оксиду цирконію, що покращує питомі електричні і масо-габаритні характеристики. Поставлена задача вирішується тим, що в акумуляторі, який містить позитивні електроди і негативні електроди, розміщені попарно і розділені сепаратором, відповідно до винаходу, позитивні електроди виготовлені з окису свинцю а негативні електроди виготовлені з оксиду цирконію. Використання позитивних електродів з окису свинцю та негативних електродів з оксиду цирконію дозволяє збільшити питомі електричні характеристики акумулятора за рахунок зменшення питомих витрат реагентів. Відповідно до закону Фарадея загальна кількість електрики, яка генерується електрохімічною системою, пов'язана з кількістю прореагованої речовини співвідношенням: nF M1 + M 2 де Q – кількість електрики; n - число електронів, що беруть участь в одному елементарному акті реакції; М1 , М2 - молярні маси окислювача та відновлювача, кг; F - число Фарадея, 96485Кл/моль Для свинцевого акумулятора теоретична електроємність, яка визначається струмоутворючою реакцією; Q= 2e Pb + PbO2 + 2H 2SO4 ¬¾ ® 2PbSO4 + 2Н2О ¾ та витратою реагентів, складає Q= nF 2 * 96485 * 10 3 = = 4 .32 * 10 5 Кл / кг Mpbo 2 + Mpb 207.19 + 2 * 15. 99 + 207 .19 Для акумулятора з цирконієвим негативним електродом теоретична електроємність, яка визначається струмоутворюючою реакцією; 2e Zr + PbO2 + 2H2SO 4 ¬¾ ® 2PbSO4 + 2H 2O ¾ та витратою реагентів, складає; Q= nF 2 * 96485 * 10 3 = = 5 .14 * 10 5 Кл / кг Mpbo 2 + MZr 207.19 + 2 * 15 .99 + 91 .22 Для акумулятора з позитивним електродом з окису свинцю та негативним електродом з оксиду цирконію теоретична електроємність, яка визначається струмоутворючою реакцією. 4e Zr + 3PbO + H 2SO4 ¬¾ ® PbSO4 + ZrO2 + Н2О + 2Pb ¾ та витратою реагентів, складає; Q= nF 4 * 96485 * 10 3 = = 12.27Кл / кг Mpbo + MZr 207.19 + 18. 99 + 91. 22 Таким чином, застосування в акумуляторі позитивного електроду з окису свинцю, а негативного електроду - з оксиду цирконію дозволяє збільшити ємність акумулятора в 2,38 разів та скоротити витрати свинцю. Надзвичайна стійкість цирконію забезпечує багаторазову регенерацію негативних електродів з мінімальними технологічними витратами. Розміщення цирконієвих електродів між свинцевими електродами при наявності додаткового захисту загальної конструкції акумулятора забезпечує для досить значного класу пристроїв можливість використання відпрацьованого в ядерних реакторах конструкційного цирконію, що не тільки значно знижує вартість акумулятора, а і в значній мірі розв’язує проблему утилізації радіоактивних відходів демонтованих об'єктів атомної енергетики.