Värskeoksiidi aku | Keemia Konstruktsioon Eelised Kasutusalad

Teises maailmasõja ajal sai oluliseks pideva voltaga, suure kapasitusega ja pika elueaga mõõteseadmetes. Lisaks nendele kasutati akku ka väikestes hajutatavates satelliitmiinides, raadiotellimuses ja varajases satelliitides.

Praegu muutuvad need akud vananenud, kuna neil on keskkonnakaasatud probleeme, mis seostuvad veerikutega. On peamiselt kaks tüüpi sinki mercurioksiidi akku – üks sinki mercurioksiidi aku ja teine sinki-kadmiumi mercurioksiidi aku. Kadmiumiga on ka seotud keskkonnakaasatud probleeme. Selle akuga on alkaalne manganeesioksiid, sinki-lõhkeline, veinikoksiid ja liitiumi akud.

Sinki mercurioksiidi aku eelised

1. See omab väga suurt energiatehthtkeskuse. See on umbes 450 Wh/L

2. Sellel on väga pikk säilitusaeg.

3. See jääb stabiiliseks laia valdkonna vooltiheduse all.

4. See on väga elektrokemiliselt efektiivne.

5. See on väga robustne ja tavaliselt ei ole tundlik mehaanilisele mõjule ja vibratsioonile.

6. See annab stabiilset 1,35 V avavoltaga, mis on sinki mercurioksiidi aku oluline eelis.

7. See annab stabiilset voltaga pikas vahemikus erinevate vooludega töötamisel.

Sinki mercurioksiidi aku puudused

1. Need akud on väga kallid. Seetõttu on nende kasutamine piiratud.

2. Kuigi akus oleva energia ja ruumi suhe on kõrge, on energia ja kaalu suhe keskmine.

3. Aku töötab madalatel temperatuuridel mitte nii hästi.

4. Veeriku tohutuks tekkitab kasutatud sinki mercurioksiidi aku likvideerimisel probleeme.

Kadmiumi mercurioksiidi aku eelised

1. Tal on pikem säilitusaeg.

2. Tal on pikas vahemikus voolu all rohkem tasapinnaline laengukõver.

3. Vastupidiselt sinki mercurioksiidi akule töötab see efektiivselt madalatel temperatuuritel.

4. Kadmiumi mercurioksiidi aku gaasi evolutsiooni märgis on madal.

Kadmiumi mercurioksiidi aku puudused

1. See on kallim kui sinki mercurioksiidi aku, kuna selles on kadmium.

2. Selle aku standardne avavool on 0,9 V, mis on palju madalam kui sinki mercurioksiidi aku.

3. Selle energia ja ruumi suhe on keskmine, ja energia ja kaalu suhe on madal.

4. Kadmiumi mercurioksiidi aku likvideerimine tekitab keskkonnakaasatud probleeme, kuna selles on nii kadmium kui ka veerik.

Mercurioksiidi aku konstruktsioon

Seda akku valmistati peamiselt põhjaliku, tasapinnase ja silindrilise kujuga. Põhjaliku konfiguratsiooni korral on akuni teppeks valmistatud kupari leegi sisepinnal ja nikkeli või rostevaba metalli välispinnal. Teppeks on isolatsioonilt eraldatud põhikonteinerist nülooni grommetiga. Amalgameeritud sinki pulber on laiali saadetud teppeksisse. Konteineri alumine osa on täidetud mercurioksiidi ja graafiidi segmega. Graafit aitab siin suurendada mercurioksiidi juhtivust. Mercurioksiid on aku peamise katoodi materjal. Katoodi segu ülemine osa on kattud potasshydroxiidi või naatriumhydroxiidi elektroliitidega imetud porose purgiga. Nüüd kogu teppeks koos grommetiga ja anoodi materjaliga on pressitud põhikonteinerisse. Nüüd akuni ülemine osa on anood, alumine osa on katood, ja porose eraldi sisaldab elektroliiti nende vahel. Kogu komplekt on tugevalt kokku pigistatud konteineri ülemise serva kriimimise abil. Tasapinnase konfiguratsiooni korral on sinki pulber amalgameeritud ja pressitud pilli. Akuni teppeks on topeltplaatitud integreeritult valmistatud polümeer grommetiga. Välis- ja sisemine teppeks on valmistatud nikkeliga plaatitud terast, kuid sisemine plaat on tinaga plaatitud sissepoolsel pinnal. Aku peamise konteiner on kahe nikkeliga plaatitud teraste konteinerist valmistatud. Ja adapterputuk on paigutatud sisemise ja väliske vahel. Konteineri alumine osa on täidetud katoodi segu, ja katoodi segu ülemine osa on elektroliidi absorbentidega. Ülemine grommet komplekt koos anoodi pilliga on pressitud sisemisse konteinerisse ja sulgitud väliske kriimimise abil. Väliskele on paigutatud ventilaatori auk, et vabastuvad gaasid saavad lihtsalt väljuda sisemise ja väliske vahel, mis tahes elektroliit, mis võib olla kohandatud, on absorbeeritud papieradapterputukiga.

Mercurioksiidi aku keemia

Sinki / mercurioksiidi aku kasutab kahte tüüpi alkaalset elektroliiti, üks potasshydroxiidi ja teine naatriumhydroxiidi põhjal. Naatriumhydroxiidi elektroliit kasutatakse tavaliselt juhtudel, kus madalatemperatuuri töö ja suure voolu vaja ei ole. See elektroliit kasutatakse tavaliselt sinki mercurioksiidi akus, samas kui potasshydroxiidi põhine elektroliit kasutatakse ainult kadmiumi mercurioksiidi akus. Kadmium on lahustamatu potasshydroxiidi lahuses, seetõttu on kadmiumi mercurioksiidi aku väga sobiv madalatemperatuuri tööks.

Anoodireaktsioon sinki mercurioksiidi akus

Anoodireaktsioon kirjeldub järgmiselt,

See reaktsioon saab lihtsustatud järgmiselt,

Anoodireaktsioon kadmiumi mercurioksiidi akus

Anoodireaktsioon kirjeldub järgmiselt,

See reaktsioon ei tooda vett, seetõttu peaks selles aku elektroliit sisaldama soovitud suurt vee protsendi.

Katoodireaktsioon mercurioksiidi akus

Aku katoodireaktsioon kirjeldub järgmiselt,

Mercurioksiidi aku nominalvoltaga

Sinki mercurioksiidi aku avavool või laeval voltaga on 1,35 V. See voltaga on erakordselt stabiilne erinevatel temperatuuridel pikas perioodis. Sinki mercurioksiidi aku laeval voltaga jääb mitme aasta jooksul 1% piiridesse. See laeval voltaga võib muutuda vaid umbes 2,5 mV, kui aku töötemperatuur muutub -20oC-st +50oC-ni. Sellel akul on tasapinnaline laengukõver, mis tähendab, et aku voltaga jääb pika aja jooksul erinevate vooludega peaaegu sama. Kadmiumi mercurioksiidi aku avavool on 0,9 volt ja see on erakordselt stabiilne kõikides töötingimustes temperatuuride vahemikus -5