Электрод электрохимического генератора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХИСПИ ЛИН А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АТЕНТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫГИЙ(71) Сосьете Женераль де КонстрюксьоЭлектрик э Меканик "Альстом э Ко"(54)(57) ЭЛЕКТРОД ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащий один несущий слой и один активный каталитический слой, обладающие гидрофоб- ными свойствами, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения срока службы путем повышения упругости, толщина электрода составляет 105-300 мк при толщине активного и несущего слоев соответственно 5-100 и 100-200 мк, причем пористость электрода 10-80%, каждый слой содер" жит 60-99 мас.% свяэующего, выбранного иэ группы, содержащей политетрафторэтилен и поливинилхлорид, и 1-40 мас,% электропроводного вещества, выбранного из группы, содержащей порошкообраэный углерод, волокнис" тый углерод и графит, а токосъем выполнен в виде точек или линий с интервалом 1 мм на несущем слое и контактирующего с ними коллектора.РИзобретение относится к химическим источникам тока и касается электр20 В таблице представлены значения растяжения на разрыв как критерия упругости предлагаемого электрода.Предлагаемые электроды, исклю чающие недостатки известных электродов, выполненные из двух слоев, а именно несущего и активного или рода электрохимического генератора,Известны электроды электрохимического генератора, содержащие каталитический слой, полностью смачиваемый, и гидрофобный пористый заграждающий слой, препятствующийпроникновению электролита в поры,позволяющий диффундировать газообразному реагенту к каталитическомуслою и обеспечивающий токосъем 1 .Однако, если содержание гидрофобного материала в заграждающем слоевысокое, электронная проводимость 15мала, а если содержание проводящегоматериала мало, то гидрофобный характер недостаточен, что вызываетотносительно быстрое проникновениеэлектролита и, следовательно,уменьшение срока службы.Известен также электрод электрохимического генератора, содержащийодин несущий слой и один активныйкаталитический, слой,. обладающие гидрофобностью 2 .Однако известный электрод недостаточно прочен,Цель изобретения - повышение сро"ка службы электрода путем повышенияупругости электрода.Поставленная цельдостигаетсятем, что в электроде, содержащемодин несущий слой и один активный,каталитический слой, обладающиегидрофобностью, толщина электродасоставляет 105-300 мк при толщинеактивного и несущего слоев соответственно 5-100 и 100-200 мк, причемпористость электрода 10-80%, каждый 4 Ослой содержит 60-99 мас.Е связующего, выбранного из группы, содержащей политетрафторэтилен (ПТФЭ) иполивинилхлорид (ПВХ), и 1-40 мас,7электропроводного вещества, выбранного из группы, содержащей порошкообразный углерод, волокнистый углерод и графит, а токосъем выполненв виде точек или линий с интервалом1 мм на несущем слое и контактирующего с ними коллектора. каталитического слоев общей толшкнои меньше миллиметра, и использующие в этих двух слоях, каждый из которых состоит в основном из связующего агента и измельченного угля, одновременно весьма высокую и близкую долю гидрофобного связующего агента, сообщают им одновременно. полностью гидрофобный характер;высокую структурную когезию, близкие механические и термические свойства, а также обеспечивают возможность улучшенного склеивания обоих слоев, которое может быть настолько надежным, что образуется непрерывная сеть связующего агента,Предлагаемый электрод способен к термическому расширению и сокращению без расклеивания и без повреждения, например, трещин.Несмотря на относительно низкую проводимость несущего слоя, вызванную большим количеством связующего агента по сравнению с проводящим измельченным углем, электрод, связанный с отбором тока на поверхности этого слоя посредством точек или линий, разнесенных между собой на расстояние порядка миллиметра, может 1 давать плотности тока до нескольких сот миллиамперов на квадратный сантиметр при приемлемом омическом падении напряжения. Долговечность значительно увеличивается по сравнению с электродом, в котором активный или металлический слой является полностьюсмачиваемым, что возможно объясняется тем, что фронт жидкость-газ вместо локализации в начале периодадействия электрода на поверхностираздела каталитического слоя и слояносителя (играющего при этом рользаграждающего слоя) оказываетсялокализованным в каталитическом слоепо соседству с его стороной, находящейся в контакте с электролитом,При этом неизбежное перемещение современем этого фронта к сторонеэлектрода, открытой для газа, можетосуществляться в течение весьмадлительного времени без уменьшенияреакционной зоны,Несущий слой обладает большойустойчивостью к проходу электролитав виде просачивания в газовый отсекдаже в присутствии высокого избыточ1083928 Среднее растяжение на разрыв Х Слой Содержание связующего, мас.Х Толщина, мк Пористость,ХПТФЭ ПВХ углерод Несущий 200 82 30 70 Активный 60 40 30 Несущий 100 99 10 100 Активный 95 60 Несущий 200 Активный 100 Несущий 200 Активный 100 40 18 40 80 20 60 30 40 50 Несущий 200 82 18 60 35 Активный 99 10 Несущий 200 80 20 40 Активный 50 60 40 Несущий 100 99 95 20 Активный 10 1 О Несущий 200 80 20 40 Активный 10 80 60 20 30 Несущий 200 40 50 Активный 50 60 40 35 ного давления .электролита по сравнеФнию с газом.Диффузное внесение газообразного реагента в реакционную зону достаточно для обеспечения плотности тока 5 порядка нескольких сот миллиамперов на квадратный сантиметр без необходимости применения порообразующего агента для сообщения тому или другому слою заданной пористости. По ристость даже умеренная, создаваемая естественным образом при смешении компонентов слоев, оказывается достаточной.Таким образом, присутствие большо го количества связующего агента вобоих слоях электрода способствует получению когерентного электрода, термически расширяющегося и сокращающегося циклично беэ повреждений, который может выдерживать многочисленные манипуляции: изгибание, скла" дывание, трение, абразивное истирание и т.п что облегчает его монтаж в электрохимических генераторах.В области малых толщин и пористостей электродов неожиданно оказалось, что возможно обеспечить доста-. точное привнесение газообразных реагентов для получения плотности тока300 мА/см для водорода и100 мА/см для воздуха.. Толщина,1;лой НТФЭ ПФХ углерод 40 20 80 100 99 Составитель К.ВейсбейнТехред Т.Маточка КоРРектоР С,Щекмар Редактор А.Курах Заказ 1812/57 Тираж 683 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 НесущийАктивный Среднее растяжение на разрыв, 7.