Рідкий електроліт для гальванічного елемента та спосіб його приготування

1. Рідкий електроліт для гальванічного елемента, який містить водний розчин органічної речо 3 джерело іонів містить дріжджі роду Saccharomyces, попередньо піддані індукованому мутагенезу. З існуючого рівня техніки, який відноситься до способів одержання рідкого електроліту для гальванічних елементів, найбільш близьким до винаходу, який заявляється, по сукупності ознак, є спосіб одержання електроліту для гальванічного елемента, що передбачає одержання джерела іонів безпосередньо в розчині електроліту, у якості якого використовують апротоний розчинник, наприклад, діметоксіенат, шляхом взаємодії фториду літію, як джерело якого використовують відпрацьовані катодні пластини фтор-вуглецевих літієвих джерел струму, із фторутримуючими кислотами Льюіса, у якості яких використовують трифторид бору, пентофторид фосфору та пентофторид арсену [Патент України № 61296 МКВ Н01М6/16, публ. 2003]. Винахід, що заявляється, збігається з відомим способом одержання рідкого електроліту для гальванічного елемента по наступній сукупності суттєвих ознак: здійснюється шляхом одержання джерела іонів у розчині електроліту шляхом взаємодії компонентів. Однак відомий спосіб одержання рідкого електроліту для гальванічного елемента не забезпечує технічного результату винаходу, що заявляється, і обумовлено компонентами, які використовуються для одержання джерела іонів - неорганічних з'єднань, взаємодія яких приводить до утворення нових з'єднань, які вже не є джерелом іонів, що приводить до вичерпання джерела іонів, так як воно пов'язано із початковою кількістю реагентів, що обмежує електрохімічні властивості такого електроліту, у тому числі й строк його роботи, і унеможливлює його регенерацію, а так само використання токсичних реагентів в електроліті. Завдання, на рішення якого спрямовано винахід, полягає в удосконаленні способу одержання рідкого електроліту для гальванічного елемента, шляхом зміни складу реагентів і умов проведення процесу, що дозволить одержувати електроліт із джерелом іонів, який не вичерпується в процесі функціонування гальванічного елемента, завдяки можливості регенерації електроліту безпосередньо в процесі експлуатації гальванічного елемента, а також усунення токсичності електроліту. Поставлена задача вирішується в способі одержання рідкого електроліту для гальванічного елемента, який здійснюється шляхом одержання джерела іонів у розчині електроліту шляхом взаємодії вихідних компонентів електроліту тим, що згідно предмету винаходу, як вихідний компонент використовують дріжджі роду Saccharomyces, a взаємодію здійснюють шляхом вирощування дріжджів на глюкозо-амонійному живильному середовищу в присутності мікроелементів сульфату цинку, сульфату марганцю, сульфату заліза та сірчаної кислоти, з наступною активацією ферментів кислотного шумування вітамінами групи В и Н. Винахід, в обсязі наведеної вище сукупності суттєвих ознак, яка притаманна складу рідкого електроліту для гальванічного елемента, що заявляється, забезпечує технічний результат, який 90413 4 полягає в забезпеченні можливості його регенерації в процесі функціонування гальванічного елемента, а у відношенні способу забезпечує технічний результат, що полягає в одержанні електроліту, в якому джерело іонів не в процесі функціонування гальванічного елемента не перетворюється на іншу сполуку, яка вже не є джерелом іонів. Зниження вмісту цукрів в живильному середовищі, менше 15г/л приводить до припинення анаеробного перетворення цукрів у кислоти, що приводить до втрати дріжджами роду Saccharomyces функції джерела іонів, яке відновлюється при збільшенні вмісту цукру. Винахід, що заявляється, в обсязі суттєвих ознак, яка притаманна способу одержання рідкого електроліту для гальванічного елемента, забезпечує технічний результат, що полягає у тому, що в зазначених умовах вирощування, дріжджі роду Saccharomyces піддаються індукованому мутагенезу, що забезпечує перехід зі спиртового шумування на анаеробне перетворення цукрів у кислоти, тобто в джерело іонів. Запропонований спосіб здійснюють у такий спосіб Дріжджі роду Saccharomyces, наприклад дріжджі виду Saccharomyces cerevisiae, узяті з музейної культури, підтримування якої проводили шляхом періодичного переносу на скошене тверде живильне середовище із сусло-агару на основі пивного не охмеленого сусла, який має склад: не охмелене сусло (6-7 Б) 1л агар 2,0-2,5% Зберігання музейної культури проводять в холодильнику при t +4 С. Перед початком готування електроліту, мікробну культуру пересівають з музейного косяка на чашки Петрі із твердим середовищем того ж складу. Ріст культури на чашках проводять у термостаті при t +32 С протягом 24 годин. Далі, отриману культуру пересівають на рідке живильне глюкоза - амонійне середовище наступного складу (г/л): Глюкоза 15,0-20,0 NH4SO4 4,0-5,0 KН2РO4 0,80-0,85 K2НРO4 0,10-0,15 MgSO4 7Н2О 0,40-0,50 NaCl 0,05-0,10 CaCl2 0,05-0,10 Готування живильного середовища здійснюють по будь-якому прийнятому для цих цілей у мікробіології способу, наприклад, як описано: Мурьян М.И. Микробиология виноделия. Ялта - Симферополь, Таврия, 2002 г., 403 с., стор. 32 - 40. У живильне середовище, одночасно з його готуванням, або в готове живильне середовище, вводять в розчин мікроелементів наступного складу (г/100 мл): сульфат цинку 1,20-1,30 сульфат марганцю 1,20-1,30 сульфат заліза 1,20-1,30 сірчана кислота 0,45-0.55 мол Готування розчину мікроелементів і його підготовку для введення в живильне середовище здійснюють по будь-якому прийнятому для цих цілей у мікробіології способу, наприклад, як описано в 5 Мурьян М.И. Микробиология виноделия. Ялта Симферополь, Таврия, 2002 г., 403 с., стор. 32 40. В отриманий живильний розчин пересівають дріжджі виду Saccharomyces cerevisiae у концентрації менш 100мг клітин на 100мл середовища. Після інкубування дріжджових клітин, яке проводиться при t 30 С протягом 24 годин, у живильний розчин уводять вітамінізоване середовище наступного складу, мл/100 мл: нікотинова кислота 0,45-0,55 рибофлавін 0,45-0,55 тіамін 0,045-0,055 пантеотенат 0,45-0,55 Біотин 0,45-0,55 і продовжують інкубацію, контролюючи приріст біомаси через кожні 24 години. Після нарощування біомаси не менш 1000г, отриманий електроліт використовували для гальванічних елементів. Зазначене живильне середовище забезпечує шумування дріжджів виду Saccharomyces cerevisiae, без виділення спирту, як кінцевого продукту, тому що в умовах живильного середовища зазначеного складу здійснюється анаеробне перетворення цукрів у кислоти, які є джерелом іонів. У процесі роботи гальванічного елемента контролюють зміну вмісту глюкози: при зниженні її до рівня 15%, в електроліт додають розчин глюкози до вмісту її 22 - 25% Приклад №1. Дріжджі роду Saccharomyces, наприклад дріжджі виду Saccharomyces cerevisiae, узяті з музейної культури, підтримування якої проводили шляхом періодичного переносу на скошене тверде живильне середовище сусло-агар на основі пивного не охмеленого сусла, яке відповідає складу: не охмелене сусло (6-7 Б) 1л агар 2,0-2,5 % Зберігання музейної культури проводили в холодильнику при t +4 С. Перед початком готування електроліту, мікробну культуру пересівають з музейного косяка на чашки Петрі із твердим середовищем того ж складу. Ріст культури на чашках проводять у термостаті при t +32 С протягом 24 годин. Далі, отриману культуру пересівають на рідке живильне глюкозо - амонійне середовище наступного складу (г/л): Глюкоза 20 NH4SO4 5,0 KН2РO4 0,85 K2НРO4 0,15 MgSO4 7Н2О 0,5 NaCl 0,1 CaCl2 0,1 Готування живильного середовища здійснюють по будь-якому прийнятому для цих цілей у мікробіології способу, наприклад, описаному: Мурьян М.И. Микробиология виноделия. Ялта - Симферополь, Таврия, 2002 г., 403 с., стор. 32 - 40. 90413 6 У живильне середовище, одночасно з його готуванням, або в готове живильне середовище вводять розчин мікроелементів наступного складу (г/100 мл): сульфат цинку 1,20-1,30 сульфат марганцю 1,20-1,30 сульфат заліза 1,20-1,30 сірчана кислота 0,45-0.55 мол Готування розчину мікроелементів і його підготовку для введення в живильне середовище здійснюють по будь-якому прийнятому для цих цілей у мікробіології способу, наприклад, як описано: Мурьян М.И. Микробиология виноделия. Ялта - Симферополь, Таврия, 2002 г., 403 с., стор. 32 - 40. В отриманий живильний розчин пересівають культуру клітин дріжджів у концентрації менш 100мг клітин на 100мл середовища. Після інкубування дріжджових клітин, що проводилася при t 30 С протягом 24 годин, у живильний розчин уводять вітамінізоване середовище наступного складу, мл/100 мл: нікотинова кислота 0,45-0,55 рибофлавін 0,45-0,55 тіамін 0,045-0,055 пантеотенат 0,45-0,55 біотин 0,45-0,55 і продовжували інкубацію, контролюючи приріст біомаси через кожні 24 години. Після нарощування біомаси до не менше 1000г, живильний розчин використовують як електроліт для гальванічних елементів. Зазначене живильне середовище забезпечує індукований мутагенез дріжджів, в наслідок якого вони здійснюють шумування, без виділення спирту, як кінцевого продукту, тому що в умовах живильного середовища здійснюється анаеробне перетворення цукрів у кислоти, які і є джерелом іонів. У процесі роботи гальванічного елемента контролювали зміна змісту глюкози: при зниженні її до рівня 15%, в електроліт додавали розчин глюкози до змісту її 22 - 25%. При масі бактерій 1000г у розчині, гальванічний елемент забезпечує напругу 250 - 300мВ при силі струму 15 - 20мА. Приклад № 2. Електроліт готовлять аналогічно, як і в прикладі №1, за винятком вмісту цукру в отриманому електроліті - 30г/л. Гальванічний елемент, у якому використовується електроліт із дріжджами роду Saccharomyces, при їхній масі 1000г у розчині, забезпечує напругу 250 - 300мВ при силі струму 1520мА. Приклад № 3. Електроліт готовлять аналогічно, як і в прикладі №1, за винятком вмісту цукрів в отриманому електроліті: вміст глюкози - 10г/л. При зазначених умовах, у дріжджів відсутній анаеробне перетворення цукру в кислоту, тобто дріжджі не виконують функцію джерела іонів. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 90413 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601