Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Кедринский И.А. -> "Химические источники тока с литиевым электродом" -> 79

Химические источники тока с литиевым электродом - Кедринский И.А.

Кедринский И.А., Дмитренко В.E., Поваров Ю.М., Грудянов И.И. Химические источники тока с литиевым электродом — Красноярск, 1983. — 247 c.
Скачать (прямая ссылка): himekektr1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 92 >> Следующая

Испытан элемент размером 11,4X7,6 см с поверхностью 88 см2 в проточном электролите — гидроксиде лития концентрации от 4 до 4,6 М. Катод с пористой структурой содержал углерод, катализированный платиновой чернью, на фторопластовом связующем. Для жесткости и обеспечения электропроводности в катоде находилась просечная лента или сетка. Анод от катода диет а и ци о ни р о в а л с я специальным сетчатым сепаратором и поджимался с помощью сильфона. Сепаратором служили изолированные проволочные сетки, применение которых' здесь обеспечивает турбулизацию потока, высокую поверхностную скорость для выноса продуктов реакции и низкий перепад давлений по элементу. Типичные характеристики такого элемента даны на рис. 9.11. Показано, что увеличение скорости протока электролита улучшает работоспособность анода, а рост скорости подачи воздуха способствует лучшей работе катода. Элемент показал удельную мощ-зоо l,ma/c„2 ность q 44 ?t/cm2 при плотности TO-
P и с. 9.11. Характеристики ка 200 мА/см2 и 0,36 Вт/см2 при на-элемента литий—воздух: 1 — пряжении 2 В, что лучше заплани-поляриз-ация «атода; 2 — поля- пгтяннпГп vnoRHq ризацня анода; 3 - напряж'е- РОВЗННОГО уровня, ние элемента. Электролит— Созданы И испытаны батареи С концентрация 4 м, скорость электродами монополярной KOHCT-100 см/с, перепад давления пукции, содержащие от двух до пя-НОЗД5™^-Ш СМмг/с>" элементов с увеличенной поверх-платиновой черни ностью 323 CM2 (два ПО 161,5 CM-=),
ст.
чтобы получить ток 50 А при 10 В, а также элементы и батарея с поверхностью электродов 500 см2 (25X20 см) [52]. В последнем для жесткости межэлектродный сепаратор-сетка был встроен в воздушный катод, как часть его структуры, Та~ кая конструкция катода предохраняет слой катализатора от турболентного потока электролита и сводит к минимуму количество воздуха, просачивающегося в электролит {52], а сам катод способен выдерживать высокие давления воздуха без разрушений, При изменении давлений воздуха от 6,9Х103 до 34XlО3 Па поляризация катода уменьшается.
Эти катоды созданы для работы при более высоких давлениях воздуха, чем в топливных элементах, чтобы снизить поляризацию. Кроме того, работа в таких условиях фактически исключает фильтрацию электролита через катод и устраняет проблему градиента давления электролита по поверхности катода при движении электролита. Перепад давления электролита по элементу составил 7,8XW3 Па, а наилучшее распределение потока по анодной поверхности получено при давлении до 29,4ХЮ3 Па. Анод в элементе мог иметь максимальную толщину 0,6 см —: примерно на 8 ч разряда при 150 мА/см2.
Разработанный газодиффузионный катод, как планировалось, должен был'иметь поляризацию 400 мВ при плотности тока 200 мА/см2 в 4 M гидроксиде лития при комнатной температуре. При первом испытании элемента получена поляризация 200 мВ при 150 мА/см2, что признано удовлетворительным. При повторном запуске после остановки элемента на несколько часов поляризация возросла до 400 мВ при 15 мА/см2, но все же получена удельная мощность 0,35 Вт/см2, что близко
к пр'оектир
15
W -5
0 25 50 7J
JJ
емой величине 0,4 Вт/см2. Причина, ухудшения работы — карбонизация оставшегося в порах гидроксида. который —--^. ;. полностью отмыть с электрода
^*4 ( трудно. Нейтрализация остатков
щелочи уксусной кислотой дала некоторый эффект, однако полностью проблему не решила. Другая задача для катода — уменьшить содержание платинового катализатора. С этой целью разработан катод, в котором содержание платины составляло 2 мг/см2 вместо 10 мг/см2. Перспективная задача — создать дешевый, доста-
0 50 100 150 і\мА]слі-
2
Рис.. 9.12. «V—А» характеристика 1 — киловаттного блока
мі піп воздух. Электролит -.....
4,48 M LiOH, температура
S-'ІЗ С, скорость протока 2,4 л/мин, расход воздуха о л/мин, давление — 21,0 103 Па
211
210
точно эффективный катод без платины и других дорогостоящих' материалов.
Вольтамперная характеристика шестнэлемен тного блока, рассчитанного на I кВт, дана на рис. 9.12. Разница напряже» ний между элементами 2,07+0,07 В. Средний коэффициент использования лития за первые 1,5 ч, определенный по выделению водорода, равен 83%. У различных элементов коэффициент использования лития изменялся в пределах 10%. При напряжении 12,5 В блок стабильно проработал в течение 3-хч, выдав максимальную мощность 0,97 кВт,
ХИТ системы литий-воздух рассматриваются кдк перспективные для применения в электромобилях. При этом для поддержания требуемой концентрации электролита излишек гидроокиси планируется высаживать двуокисью углерода с освобождением воды, т. е. общая реакция запишется так: 2 Ll +¦ V2O2 + CO2'-* Li2CO3. - ,
Поскольку перезарядку такого ХИТ мыслится осуществлять механической заменой сработанных анодов на новые, то вместо многочасовой подзарядки аккумуляторов электромобилей вся процедура сведется к замене анодов, заправке жидкой двуокисью углерода и сбросу осадка карбоната. Поскольку избежать расхода воды на реакцию с литием не удастся, то потребуется еще заправка водой.
Предыдущая << 1 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 92 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed