Газовый аккумулятор.

Задолго до изобретения свинцового аккумулятора в начале девятнадцатого века русский физик В.В. Петров обнаружил при электролизе водных растворов возникновение вторичных токов, текущих навстречу рабочему току источника. Их причина - электрохимическое взаимодействие выделяющихся на электродах водорода и кислорода. Это явление получило название газовой поляризации. В обычных аккумуляторах газовая поляризация - вредное явление с которым борятся различными методами. Но что, если не бороться с газовой поляризацией, а попытаться использовать её? Тогда выделение газов на электродах становится основным рабочим процессом, а электроды аккумулятора перестают быть непосредственными участниками электрохимического процесса, а играют роль ёмкостей для электрохимически активных газов. Ниже приведены уравнения реакций, которые в прямом направлении протекают при зарядке водородно - кислородного газового аккумулятора, а в обратном при его разрядке:

В 1952 - 1955 годах известный московский изобретатель А. Г. Пресняков создал опытные образцы газовых аккумуляторов в которых запас электрохимически активных газов хранился в адсорбированном состоянии. Первый вариант такого газового аккумулятора выглядел следующим образом. В банку с раствором поваренной соли опускались электроды, представлявшие собой угольные пластинки погруженные в мешочки с активированным углем. Во время зарядки такого аккумулятора шел электролиз раствора, выделяющиеся водород и хлор адсорбировались углем. При разрядке происходил обратный процесс - водород окислялся на аноде, а хлор восстанавливался на катоде, в результате чего в цепи возникал электрический ток. Позднее А.Г. Пресняковым был построен ещё один вариант газового аккумулятора - металлогазовый аккумулятор. В нём в качестве одного из электродов использовалась цинковая пластинка, а в качестве другого графитовая перфорированная пластина или мешочек с активированным углем. Металлогазовый аккумулятор давал более стабильное напряжение и по другим характеристикам. Вскоре, однако выявились существенные недостатки активированного угля как адсорбента. Главный - низкая удельная ёмкость, для газового аккумулятора расход материалов составил 50-90 г на один ампер-час, что примерно в десять раз больше, чем для обычных аккумуляторов. По этой причине разработка газовых аккумуляторов с угольными электродами была прекращена. Новый всплеск интереса к газовым аккумуляторам возник в последние десятилетия в связи с открытием интерметаллических соединений с большой водородопоглощающей способностью. Интерметаллические соединения никеля и титана обратимо поглощают приблизительно 250 см³ водорода на грамм, что эквивалентно электрической ёмкости 0,25 ампер-часа на грамм. Это больше, чем для кадмиевых или свинцовых аккумуляторов. В паре с интерметаллическим электродом можно использовать стандартную окисноникелевую пластину от никель-стандартную окисноникелевую пластину от железного или никель-кадмиевого аккумулятора. В процессе зарядки обратимо окисляется покрывающий такой электрод оксид никеля (II).

При разрядке проходит обратный процесс и окисноникелевый электрод становится положительным электродом аккумулятора. По конструкции газовые аккумуляторы существенно не отличаются от обычных.

В литературе имеются сведения и о других перспективных материалах для катодов газовых аккумуляторов, например, из сплава лантана с никелем LaNi₅, способного обратимо поглощать водород в объёмах в 1000 раз превышающих собственный объём. Широкому применению газовых аккумуляторов мешает пока недостаточно большое число циклов, выдерживаемых интерметаллическими электродами. Работы по увеличению их долговечности продолжаются [Д.Е. Богатин. Газовый аккумулятор. //Химия и жизнь, 1976, №2. -С.43-47; А.Г. Пресняков. Рождение и воплощение замысла. -М.: Госэнергоиздат, 1962. -С.35-38; Chemistry and Industry, 1996, №18. Цит. по: Изобретатель и рационализатор, 1997, №4. -С.24].

Дата добавления: 2015-10-29