Расплавляемый электролит для химического источника тока

Авторы патента:

C09K5/06 - изменение состояния происходит от жидкого к твердому или наоборот

Владельцы патента RU 2612721:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке составов, включающих бромиды, метаванадаты, молибдаты калия и лития, которые применяются в качестве расплавляемых электролитов в химических источниках тока. Состав содержит бромид калия и метаванадат лития. Введено соединение LiKMoO₄, состоящее из молибдатов калия и лития. Изобретение обеспечивает снижение удельной энтальпии и температуру плавления в электролите. 1 табл., 4 пр.

Существует состав, содержащий бромид калия и метаванадат лития. Температура плавления смеси 510°С, удельная энтальпий плавления 477 Дж/г (Золотухина Е.В., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Трехкомпонентная взаимная система Li,K||Br,VO₃ // «Журнал неорганической химии». -2013. - Т. 52. - №12. - С. 2095-2098). Данный состав имеет высокие значения удельной энтальпии и температуры плавления.

Также известна эвтектическая смесь, содержащая бромид калия, метаванадат и молибдат лития с температурой плавления смеси 440°С и удельной энтальпией плавления 186 Дж/г (Е.И. Фролов, М.О. Шашков, И.К. Гаркушин. Изучение стабильного секущего треугольника KBr-LiVO₃-Li₂MoO₄ в четырехкомпонентной взаимной системе Li, K||Br, VO₃, MoO₄. «Журнал неорганической химии». - 2015. - Т. 60. - №3. С. 392-396).

Наиболее близким к заявленному составу по температуре и компонентам является низкоплавкий состав системы LiF-LiVO₃-KBr (Дорошева (Золотухина) Е.В., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. Стабильный тетраэдр LiF-LiVO₃-KBr-KVO₃ четырехкомпонентной взаимной системы Li, K||F, Br, VO₃. Башкирский хим. журнал. - 2013. - Т. 20, №1. С. 43-45). Недостатками данного состава являются относительно высокая удельная энтальпия плавления 146 Дж/г и температура плавления 462°С.

Настоящее изобретение позволяет снизить удельную энтальпию и температуру плавления.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известным заключается в том, что для снижения удельной энтальпии и температуры плавления в электролит, содержащий бромид калия и метаванадат лития, введено соединение LiKMoO₄, состоящее из молибдатов калия и лития, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бромид калия	10,1-11,1
метаванадат лития	22,4-23,5
молибдат калия	38,1-39,0
молибдат лития	27,9-28,5

Примеры конкретного исполнения

Пример 1

Переплавляют в печи шахтного типа безводные соли 1,05 г (10,5 мас. %) бромида калия + 2,28 г (22,8 мас. %) метаванадата лития + 2,81 г (28,1 мас. %) молибдата лития + 3,86 г (38,6 мас. %) молибдата калия. Температура плавления смеси 417°С, удельная энтальпия плавления 87 Дж/г.

Энтальпия плавления составов измерялась нами методом количественного ДТА. Снимали по три кривых охлаждения и нагревания исследуемого эвтектического состава и эталонного вещества (K₂Cr₂O₇, плавится при температуре 398°С, 125,7 Дж/г). Площади пиков дифференциальных кривых на диаграммах ограничивали в соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации в термическом анализе.

Расчет удельной энтальпии плавления состава проводили по формуле:

где Δ_tH_эт - удельная энтальпия фазового перехода эталонного вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, Дж/г; S_E, S_эт. - площади пиков ифференциальных кривых, отвечающие плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; T_E, T_эт - температуры плавления (K) эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно.

Пример 2

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,11 г (11,1 мас. %) бромида калия + 2,27 г (22,7 мас. %) метаванадата лития + 2,79 г (27,9 мас. %) молибдата лития + 3,83 г (38,3 мас. %) молибдата калия. Температура плавления смеси 419°С, удельная энтальпия плавления 82 Дж/г.

Пример 3

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,04 г (10,4 мас. %) бромида калия + 2,35 г (23,5 мас. %) метаванадата лития + 2,80 г (28,0 мас. %) молибдата лития + 3,81 г (38,1 мас. %) молибдата калия. Температура плавления смеси 419°С, удельная энтальпия плавления 75 Дж/г.

Пример 4

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли 1,01 г (10,1 мас. %) бромида калия + 2,24 г (22,4 мас. %) метаванадата лития + 2,85 г (28,5 мас. %) молибдата лития + 3,90 г (39,0 мас. %) молибдата калия. Температура плавления смеси 421°С, удельная энтальпия плавления 81 Дж/г.

За указанными пределами концентраций наблюдается неоднофазность составов вследствие повышения температуры плавления, отличной от эвтектической.

В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств, предлагаемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.

Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав имеет более низкую температуру плавления на 89-93°С, а удельную энтальпию плавления по сравнению с прототипом ниже на 390-402 Дж/г, что значительно снижает энергозатраты на плавление состава и приведение его в рабочее состояние, при этом расширяет диапазон использования состава по температуре.

Расплавляемый электролит для химического источника тока, включающий бромид калия и метаванадат лития, отличающийся тем, что введено соединение LiKMoO₄, состоящее из молибдатов калия и лития, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бромид калия	10,1-11,1
метаванадат лития	22,4-23,5
молибдат калия	38,1-39,0
молибдат лития	27,9-28,5

Похожие патенты:

Теплоаккумулирующий состав // 2605989

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих галогениды щелочных металлов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих, фазопереходных материалов.

Теплоаккумулирующий материал // 2567921

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам, широко применяемым в электронной и холодильной технике, в термостабилизирующих устройствах, в быту. Теплоаккумулирующий материал включает 4,5-6,5 мас.% кристаллогидрата азотнокислого цинка, 10,5-14,5 мас.% кристаллогидрата азотнокислого никеля, 16,5-18,5 мас.% кристаллогидрата азотнокислого магния и до 100 мас.% кристаллогидрата азотнокислого лития.

Расплавляемый электролит для химического источника тока // 2555369

Изобретение относится к расплавляемому электролиту для химического источника тока, включающему бромид, метаванадат, молибдат калия. При этом электролит дополнительно содержит молибдат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%: бромид калия 6,4-7,4, метаванадат калия 64,6-66,8, молибдат калия 15,5-16,7, молибдат лития 11,3-12,2.

Материалы, включающие матрицу, и способ их изготовления // 2540581

Изобретение относится к материалу с обратными фазами, позволяющему смягчать температурные колебания, например, в строениях, облицовках, транспортных контейнерах и внутренних помещениях автомобилей.

Тепловой аккумулятор и способ его изготовления // 2536955

Изобретение относится к тепловому аккумулятору, в частности к тепловому аккумулятору для регулирования теплового состояния устройства, установленного в космическом аппарате.

Листовой конструкционный элемент из композиционного материала // 2531347

Изобретение относится к листовому конструкционному элементу из композиционного материала, используемого в жилищном и промышленном строительстве для большепролетных крыш и фасадов, в качестве сэндвичных элементов конструкции в холодильных складах, в секционных воротах, в офисных сооружениях мобильного типа или в производстве жилых вагончиков.

Низкоплавкая теплоаккумулирующая солевая смесь // 2524959

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплоаккумулирующей солевой смеси. Теплоаккумулирующая смесь содержит 72,5-73,1 мол.% хлорида лития и 26,9-27,5 мол.% карбоната стронция.

Теплоаккумулирующий состав // 2514193

Настоящее изобретение относится к теплоаккумулирующему составу, включающему фторид лития, бромид лития, бромид калия, при этом для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления в состав теплоаккумулирующего состава был добавлен молибдат лития, при следующем отношении компонентов, мас.%: Бромид лития 52,75 Бромид калия 45,03 Молибдат лития 0,87 Фторид лития остальное Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение работы при температуре 318 °С в качестве теплоаккумулирующего состава.

Холодоаккумулирующий материал // 2500709

Изобретение относится к холодоаккумулирующему материалу, который может быть использован в термостабилизирующих устройствах в приборостроении и оптоэлектронике; в термоконтейнерах для транспортировки и хранения медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов.

Теплоаккумулирующий состав // 2495900

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, применяемых в качестве энергоемких материалов в тепловых аккумуляторах.

Композиционный материал для термического накопителя энергии и способ получения композиционного материала для термического накопителя энергии // 2620843

Изобретение относится к композиционному материалу для термического накопителя энергии с термопластичным материалом, а также к способу получения такого композиционного материала. Композиционный материал содержит термопластичный материал с изменяемым фазовым состоянием, в который с заданным пространственным распределением внедрены центры кристаллизации. Материал с изменяемым фазовым состояние представляет собой ультравысокомолекулярный полиэтилен. Центры кристаллизации имеют более высокую температуру размягчения, в частности по меньшей мере на 50°С более высокую температуру размягчения, чем материал с изменяемым фазовым состоянием и/или центры кристаллизации имеют более высокую теплопроводность, чем материал с изменяемым фазовым состоянием. Изобретение позволяет получить композиционный материал, для термического накопителя энергии, посредством которого может быть уменьшено явление переохлаждения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Парафиновый воск // 2621685

Изобретение относится к парафиновому воску, полученному способом Фишера-Тропша. Полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск содержит парафины, имеющие от 9 до 24 атомов углерода, имеет температуру плавления в диапазоне от 15 до 32°С, количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 18 атомов углерода, составляет в нем по меньшей мере 85% масс. в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 14 до 20 атомов углерода, или количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 18 до 20 атомов углерода, составляет в нем по меньшей мере 80% масс. в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 22 атомов углерода. Заявлен также материал для хранения тепловой энергии и применение парафинового воска в качестве материала с изменяемым фазовым состоянием в вариантах для хранения тепловой энергии. Технический результат – полученные парафиновые воски имеют более высокую скрытую теплоту, в составе материалов для хранения тепловой энергии используется меньшее количество парафинового воска по изобретению. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

Теплоаккумулирующий состав // 2628613

Изобретение относится к теплоаккумулирующим составам, которые могут быть использованы для поддержания заданного интервала температур и предназначены для использования в теплотехнике. Теплоаккумулирующий состав включает (в мас.%) фторид лития (9,80-10,10), сульфат лития (66,20-67,10), хлорид натрия (22,80-23,90) и имеет работоспособность в интервале температур 447-451°C. Изобретение обеспечивает разработку состава, способного запасать и высвобождать тепловую энергию при 447-451°C, и повышение его теплоаккумулирующей способности. 1 табл., 1 ил., 3 пр.

Составы с тригидратом ацетата натрия // 2637337

Изобретение относится к устройству для ингаляции, включающему источник тепла. В качестве источника тепла предлагается состав на основе тригидрата ацетата натрия (SAT), выполненный с возможностью нагрева содержащегося в устройстве нагреваемого материала. Состав содержит SAT, кинетический ингибитор и растворитель. SAT способен испускать тепло при кристаллизации переохлажденной жидкости. Кинетический ингибитор предназначен для уменьшения вероятности самопроизвольного или непреднамеренного фазового перехода SAT. Кинетический ингибитор выбран из натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, желатина, этилцеллюлозы, полиэтиленгликоля, ксантановой камеди, глицерина, мочевины, полисорбата 20, полисорбата 80, полиакриловой кислоты, пирофосфата натрия, полиакриламида, пуллулана, поливинилового спирта и поливинилацетата. Изобретение обеспечивает повышение стабильности состава и снижение возможности переохлажденной жидкости к спонтанной кристаллизации. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 8 пр.