| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2093930
МЕТАЛЛОВОЗДУШНИЙ ХІМІЧНИЙ ДЖЕРЕЛО СТРУМУ
Ім'я винахідника: Туманов Володимир Леонідович [RU]; Станько Віталій Христофорович [RU]
Ім'я патентовласника: Лі Сергій Анатолійович (KZ); Туманов Володимир Леонідович (RU)
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.03.10
Використання: автономні, аварійні і переносні джерела струму для транспортних засобів.
Суть винаходу: метало-повітряний хімічне джерело струму містить витрачається анод, газодифузійний катод і водний електроліт складу (мас.%): Спирт - 5 -20, іоногенні речовина - 5 - 25, вода - інше. Як іоногенні речовини можуть використовуватися: хлорид натрію при утриманні 5 - 15 мас.% Або гідроксид лужного металу при утриманні 10 - 25 мас.%.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використано при виробництві та експлуатації метало-повітряних хімічних джерел струму (ХДС).
Відомий метало-повітряний ХІТ, що містить витрачається металевий анод, газодифузійний катод і водний розчин гідроксиду калію в якості електроліту (ЄПВ N 071015, кл. H01M 12/06, 1983). Недоліком даного ХІТ є підвищені корозія анода і саморозряд.
Відомий метало-повітряний ХІТ, що містить витрачається металевий анод, газодифузійний катод і водний розчин хлориду натрію в якості електроліту (заявка ФРН N 2947853, кл. H 01M 12/02, 1981). Недоліками даного ХІТ є низька ефективність через підвищену корозії анода і неможливість експлуатації при знижених температурах через замерзання електроліту.
З відомих ХІТ найбільш близьким за сукупністю суттєвих ознак є метало-повітряний ХІТ з металевим анодом з алюмінію або магнію; газодифузійних катодом і водним розчином хлориду натрію або гідроксиду лужного металу в якості електроліту. Для підвищення ефективності використання анода за рахунок зниження швидкості корозії при зберіганні в електроліт вводять органічну добавку. В якості такої добавки використовуються органічні кислоти: мурашина, лимонна, оксалінова і т.п. (Пат. США N 4275125, кл. H01M 12/06, 1981). Недолік даного ХІТ пов'язаний з неможливістю його використання при негативних температурах.
Завданням винаходу є створення метало-повітряного ХІТ, що володіє підвищеною ефективністю використання анода і допускає експлуатацію при негативних температурах.
Зазначений технічний результат досягається тим, що у відомому метало-повітряному ХДС в якості органічної добавки узятий спирт з групи, що містить: етанол, метанол, пропанол, гліцерин, етиленгліколь і / або їх суміші при наступному співвідношенні компонентів (мас.):
спирт 5 20
іоногенні речовину 5 25
вода інше
Як іоногенні речовини можна використовувати хлорид натрію при наступному співвідношенні компонентів (мас.):
спирт 5 20
хлорид натрію 5 15
вода інше;
або гідроксид лужного металу при наступному співвідношенні компонентів (мас.):
спирт 5 20
гідроксид лужного металу 10 25
вода інше.
Як спирту використовують: метанол, етанол, пропанол, гліцерин, етиленгліколь і / або їх суміші, які розчиняються з водою в будь-яких співвідношеннях. Введення спирту в електроліт запобігає його замерзання при негативних температурах, що допускає експлуатацію ХІТ при цих температурах і знижує швидкість корозії.
Проведений аналіз рівня техніки показав, що заявлена сукупність істотних ознак, викладена у формулі винаходу, невідома, що дозволяє зробити висновок про відповідність заявленого винаходу критерію "новизна".
Для перевірки відповідності заявленого технічного рішення критерію "винахідницький рівень" проведено додатковий пошук відомих рішень з метою виявлення ознак, що збігаються з відмінними від прототипу ознаками заявленого рішення. Встановлено, що заявляється винахід не слід явно з відомого рівня техніки, не виявлено вплив передбачаються істотними ознаками заявленого винаходу перетворень на досягнення технічного результату. Отже, заявлений винахід відповідає критерію "винахідницький рівень".
Сутність заявленого винаходу пояснюється кресленням і прикладом практичної реалізації.
 |
На кресленні зображений поперечний розріз метало-повітряного ХІТ з водним електролітом. Заявляється ХІТ містить розчинний металевий анод 1 з алюмінію, магнію або цинку, корпус 2 з вікнами 3. У вікнах корпусу розміщені газодифузійні катоди 4. Корпус заповнений водним розчином електроліту, що містить добавку спирту. ХІТ працює наступним чином. На катоді 4 під дією каталізатора протікає реакція відновлення кисню у водному розчині електроліту 5 відповідно до рівняння: |
Таким чином, в результаті електрохімічного розчинення металевого анода в ХІТ генерується електроенергія. Продуктами реакції є гідроксид металу і водень. Добавка спирту в електроліт не впливає на токообразующую реакцію, проте вона істотно знижує температуру замерзання електроліту, що дозволяє використовувати ХІТ при негативних температурах і пригнічує процес корозії, підвищуючи ефективність використання анода.
Приклад практичної реалізації: проведено порівняльні випробування трьох метало-повітряних елементів з магнієвими анодами, Газодифузійний вугільними електродами і водносолевого електролітом. У 1-му елементі в якості електроліту використовувався 10 мас.-ний водний розчин хлориду натрію, в який введена добавка гліцерину в кількості 15 мас. У 2-му елементі в електроліт введена добавка етилового спирту в кількості 15 мас. У 3-му елементі використовувався електроліт без добавки спирту.
Елементи при випробуваннях були зібрані в послідовну електричну ланцюг. Розряд елементів проводився постійним струмом 1А протягом 5 год при нормальних умовах. Проби електролітів в кількості 5 мл для кожного з елементів були поміщені в камеру холоду з температурою до -18 o C.
Після розряду аноди витягали з елементів, промивалися водою і піддавалися візуальним оглядом. В результаті огляду встановлено, що аноди в елементах з добавками спирту і гліцерину витрачаються рівномірно по всій поверхні, що підвищує ефективність їх використання. В елементі з електролітом без добавки корозія анодів нерівномірна, у вигляді окремих раковин, деякі ділянки анодів некорродіровани, що знижує ефективність їх використання. З елементів з добавками в електроліті легше витягуються шламові залишки і легше відмиваються аноди.
Перевірка електролітів в камері холоду при -12 o C показала, що електроліти з добавками залишилися рідкими, електроліт без добавки замерз.
Таким чином, ці випробування показали, що елементи, які містять електроліт з добавкою спирту, зберегли працездатність при негативних температурах, мають більш високою ефективністю використання анода і зниженою корозією.
Отриманими даними підтверджена можливість практичної реалізації метало-повітряного ХІТ з досягненням заявленого технічного результату. Отже, заявлений винахід відповідає критерію "промислова придатність".
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
-
Металловоздушний хімічне джерело струму, що містить витрачається металевий анод, газодифузійний катод і водний розчин іоногенні речовини в якості електроліту, що відрізняється тим, що електроліт додатково містить добавку і / або їх суміші при наступному співвідношенні компонентів, мас.
Спирт 5 20
Іоногенні речовину 5 25
вода Решта
2. Джерело струму по п.1, що відрізняється тим, що в якості іоногенні речовини взято гідроксид лужного металу при наступному співвідношенні компонентів, мас.Спирт 5 20
Гідроксид лужного металу 10 25
вода Решта
Версія для друку
Дата публікації 05.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.