Водоактивируемые химические источники тока на основе электрохимической системы иодноватая кислота-магний

• Автор: Петропавловский, Михаил Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 102 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Общие характеристики ВХИТ.

1.2. ВХИТ системы хлорид серебра магний.

1.3. ВХИТ системы хлорид меди I магний

1.4. ВХИТ системы хлорид свинца магний

1.5. ВХИТ системы диоксид свинца магний.

1.6. ВХИТ системы соединения меди II магний.

1.7. Персульфатно магниевые ВХИТ

1.8. ВХИТ системы бромат калия магний.

2. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Методы измерения плотности и электропроводимости растворов иодноватпой кислоты.
2.2. Методы исследований катодных и анодных процессов в растворах системы НЮз Н2О
2.3. Методы изготовления катодов и биполярных электродов
2.4. Методы исследований разрядных характеристик катодов, макетов элементов и батарей
2.4.1. Методы исследований разрядных характеристик катодов
2.4.2. Методы исследований разрядных характеристик элементов и модулей батарей
3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В РАСТВОРАХ СИСТЕМЫ НЮзН
3.1. Исследования электропроводимости и плотности растворов системы НЮ3Н
3.2. Исследования катодных процессов на пирографитовом электроде в растворах системы НЮз Н
3.3. Электрохимическое и коррозионное поведение магния в растворах системы ШОз ЫаС1 НгО
4. ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРЯДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАТОДОВ .
5. ИСЛЕДОВАНИЯ РАЗРЯДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАКЕТОВ ЭЛЕМЕНТОВ И МОДУЛЕЙ БАТАРЕЙ
5.1. Разрядные характеристики макетов элементов.
5.2. Разрядные характеристики базовых модулей водоактивируемых батарей
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


Однако до настоящего времени в литературе не имеется достаточно полных характеристик активных катодных материалов, способных существенно повысить энергетические характеристики ВХИТ. Для решения этой задачи представляется целесообразным использовать в качестве активных катодных материалов кислородные соединения галогенов, окислительновосстановительный потенциал которых в водных растворах превышает 1В относительно стандартного водородного электрода. Данная работа продолжает исследования, направленные на создание мощных высокоэнергоемких ВХИТ, ведущиеся в ОАО «НИАИ «Источник». Целью работы являлась разработка ВХИТ на основе электрохимической системы йодноватая кислота - магний. Исследованы катодные процессы на пирографитовом электроде в растворах системы НЮз “ Н и предложен механизм восстановления иодат -ионов на индифферентных катодах. По материалам работы опубликовано три статьи. Сведения о катодных процессах на пирографитовом электроде в растворах системы НЮз - Н. Сведения по оптимизации состава активной катодной массы. Результаты исследования электрохимического и коррозионного поведения магния в растворах системы НЮз - ИаС1 - Н. Результаты исследования разрядных характеристик катодов. Способ изготовления биполярных электродов. Результаты исследования разрядных характеристик элементов и батарей. Активируемые морской водой химические источники гока (ВХИТ) нашли широкое применение для энергообеспечения различного рода подводных аппаратов, гидроакустических буев, радиолокационных маяков, светильников для спасательных плавсредств и т. Высокие энергетические характеристики. Работоспособность в широком диапазоне температур (от - до °С). Хорошая сохранность в течение многих лет при хранении в герметичной таре. Водоактивируемые батареи собирают из чередующихся пластин противоположной полярности, скоммутированных между собой последовательно или параллельно, или из биполярных электродов. Между пластинами предусмотрены межэлектродные зазоры, в которые поступает электролит - морская вода. Батареи помещают в корпус, изготовленный из изоляционного материала, например, пластмассы, и имеющий каналы (коллекторы) для поступления электролита в межэлектродные зазоры и удаления продуктов электрохимической реакции. В настоящее время промышленность выпускает водоактивируемые батареи на основе следующих электрохимических систем: хлористое серебро-магний, хлористая медь (1)-магний, хлористый свинец-магний, диоксид свинца-магний. Проводятся исследования, направленные на создание водоактивируемых элементов и батарей на основе систем персульфаты аммония и щелочных металлов - магний, соли меди (II) - магний, бромаг калия - магий и других. Сравнение вышеперечисленных и новых электрохимических систем целесообразно начинать прежде всего с оценки их теоретических характеристик. К ним относят теоретическую удельную энергию и электродвижущую силу (ЭДС). ЭДС системы Ет связана с величиной энергии Гиббса соотношением (1. Для вычисления ЭДС удобно пользоваться справочными данными по величинам стандартных потенциалов активных реагентов положительного и отрицательного электродов. В этом случае величина Ет представляет собой разность потенциалов катодного и анодного процессов. К практическим характеристикам ХИТ относят среднее разрядное напряжение, удельные мощность, емкость и энергию. Величина среднего разрядного напряжения ис может быть рассчитана по уравнению (1. Удельные мощность Ру, емкость q и энергия Уу батареи массой М рассчитываются по уравнениям (1. Г - число Фарадея. В большинстве случаев потребителя интересуют также удельные характеристики ВХИТ, отнесенные к единице объема батареи. Уравнения для расчета удельных объемных характеристик отличаются от уравнений (1. М в них стоит объем V. Для обеспечения максимальных значений удельных характеристик ВХИТ в процессе их разработки осуществляют комплекс мер, направленных на повышение разрядного напряжения и коэффициента использования активных реагентов положительного и отрицательного электродов. Величина разрядного напряжения ВХИТ зависит от напряжения разомкнутой цепи ир. ДЕК и анода ДЕа, сопротивления в межэлектродном зазоре Я3, и тока в соответствии с уравнением (1. И = ирц.