Magnesiumperklorat grundstof

En magnesiumperchloratcelle  er en primær kemisk strømkilde , hvor magnesium tjener som anode , mangandioxid blandet med grafit (op til 12%) som katode og  en  vandig opløsning af magnesiumperchlorat som elektrolyt [1] . Et lignende grundstof med en opløsning af magnesiumbromid [1] som en elektrolyt kaldes mangan-magnesium . Elementets funktion er baseret på følgende reaktion [1] :

Grundlæggende egenskaber

Disse celler har en fordel i forhold til mangan-zink på grund af en højere driftsspænding (ca. 2 volt sammenlignet med 1,5 V i en mangan-zink-celle), dobbelt så stor specifik kapacitet ved gennemsnitlige afladningshastigheder (inden for 10-50 timer ) og fremragende holdbarhed (efter 12 ugers opbevaring ved en temperatur på 71°C mister de kun 25 % af ladningen, mens mangan-zinkceller mister deres ladning fuldstændigt efter to uger under disse forhold) [1] . På grund af disse fordele finder de anvendelse i militært udstyr, især dem, der opererer under tropiske forhold. [2] Den øgede sikkerhed af magnesiumelementer er sikret ved dannelsen af ​​en oxidfilm på magnesiumelektroden, men der er også forbundet en negativ egenskab med den - "spændingsforsinkelse", forårsaget af det faktum, at denne film ikke ødelægges øjeblikkeligt når en belastning er tilsluttet [2] .

Strukturelt kan disse elementer udføres på samme måde som mangan-zink-elementer, hvor et zinkglas tjener som en anode, men der kræves et udluftningshul til frigivelse af brint dannet som et resultat af en parasitisk reaktion [1] :

Da den aktive masse udvides under drift på grund af dannelsen af ​​magnesiumhydroxid, var forsøg på at fremstille magnesiumelementer i et diskdesign mislykkede [3] .

En negativ egenskab ved et magnesiumelement er den såkaldte spændingsforsinkelse - i begyndelsen af ​​arbejdet, når det tilsluttes en belastning, er der et kortvarigt spændingsfald på elementet, som derefter genoprettes. Dette skyldes processen med ødelæggelse af oxid- (eller hydroxid-) filmen på magnesiumelektroden. Med en stigning i belastningsstrømmen øges forsinkelsen og kan være op til tre sekunder [2] . Men med det korrekte valg af magnesiumlegeringer, elektrolytsammensætning og tilsætning af inhibitorer (for eksempel kromater ) er det muligt at reducere forsinkelsestiden til 0,3 s eller mindre. [3]

Omkostningerne ved magnesiumceller er kun lidt højere end omkostningerne ved tilsvarende mangan-zink [3] .

Den maksimale kapacitet af magnesiumbatterier opnås ved kontinuerlig afladning i ~100 timer . Men med en afladningstid på mere end 200 timer falder kapaciteten markant på grund af magnesiumelektrodens selvafladning med frigivelse af brint (se ligningen ovenfor) [2] . Intermitterende afladning ved høje strømme skaber også gunstige betingelser for at opnå optimale kapacitansegenskaber [4] .

Standby aktuelle kilder

Magnesium-perkloratceller kan også bruges til at skabe backup-kilder - ampulbatterier , opbevaret i tør tilstand og fyldt med elektrolyt (manuelt eller automatisk) før brug [3] . Magnesium backup celler bruges i bærbare radioer, radio beacons , radio modforanstaltninger og andre lignende elektroniske enheder. Den varme, der frigives under korrosionen af ​​magnesiumelektroden, bidrager til den stabile drift af sådanne kilder i et bredt temperaturområde.

Strukturelt er katoden lavet i form af et stærkt elektrisk ledende metalnet, og anoden er i form af magnesiumplader. Den anvendte elektrolyt er en koncentreret magnesiumperchloratopløsning , som er væsentligt mindre ætsende end konventionel alkalisk batterielektrolyt. Der produceres batterier med en kapacitet på 2 til 300 watt og en kapacitet på 3 til 120 Ah .

Karakteristika

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 Crompton, 1986 , s. 171.
  2. ↑ 1 2 3 4 Crompton, 1986 , s. 179.
  3. ↑ 1 2 3 4 Crompton, 1986 , s. 173.
  4. ↑ Crompton, 1986 , s. 181.
  5. ↑ 1 2 Crompton, 1986 , s. 174.
  6. ↑ 1 2 Crompton, 1986 , s. 178.
  7. ↑ Crompton, 1986 , s. 180.

Litteratur