Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 6
1.1. Общие характеристики ВХИТ 6
1.2. ВХИТ системы хлорид серебра - магний 11
1.3. ВХИТ системы хлорид меди (I) - магний 12
1.4. ВХИТ системы хлорид свинца- магний 13
1.5. ВХИТ системы диоксид свинца - магний 14
1.6. ВХИТ системы соединения меди (II) - магний 15
1.7. Персульфатно - магниевые ВХИТ 16
1.8. ВХИТ системы бромат калия - магний 17
2. Методы экспериментальных исследований 20
2.1. Методы измерения плотности и электропроводимости растворов иодноватной кислоты 20
2.2. Методы исследований катодных и анодных процессов в растворах системы НЮз - НгО 21
2.3. Методы изготовления катодов и биполярных электродов 24
2.4. Методы исследований разрядных характеристик катодов, макетов элементов и батарей 33
2.4.1. Методы исследований разрядных характеристик катодов 33
2.4.2. Методы исследований разрядных характеристик элементов и модулей батарей 35
3. Электрохимические исследования в растворах системы НЮз-Н20 40
3.1. Исследования электропроводимости и плотности растворов системы НЮз-Н20 40
3.2. Исследования катодных процессов на пирографитовом электроде в растворах системы НЮз - Н20 44
3.3. Электрохимическое и коррозионное поведение магния в растворах системы НЮз - NaCl - Н20 57
4. Исследования разрядных характеристик катодов 63
5. Иследования разрядных характеристик макетов элементов и модулей батарей 77
5.1. Разрядные характеристики макетов элементов 77
5.2. Разрядные характеристики базовых модулей водоактивируемых батарей 80
Основные результаты работы и выводы 88
Литература 90
Перечень условных обозначений 100
Приложения 101
- ВХИТ системы хлорид серебра - магний
- Методы исследований катодных и анодных процессов в растворах системы НЮз - НгО
- Исследования катодных процессов на пирографитовом электроде в растворах системы НЮз - Н20
- Разрядные характеристики базовых модулей водоактивируемых батарей
Введение к работе
В связи с интенсивным освоением мирового океана в последнее время резко возросла потребность в различного рода приборах и устройствах морского базирования. Энергообеспечение значительной группы этих приборов и устройств осуществляется водоактивируемыми химическими источниками тока (ВХИТ), в которых морская вода выполняет роль электролита. Среди ВХИТ особое место занимают резервные водоактивируемые батареи, предназначенные для использования в составе энергосиловых установок автономных подводных аппаратов. К энергетическим характеристикам этих батарей предъявляют все более высокие требования, которые уже невозможно обеспечить только лишь путем усовершенствования конструкции и технологии изготовления батарей на основе традиционных электрических систем. Необходимо проведение комплексных исследований, направленных на поиск новых активных анодных и катодных материалов, применение которых позволило бы повысить энергетические характеристики водоактивирумых батарей на 20 - 50%.
За последние 15-20 лет опубликован большой экспериментальный материал по разработке активных анодных материалов высокоэнергоемких водоактивирумых батарей, главным образом, на основе различных сплавов магния. Однако до настоящего времени в литературе не имеется достаточно полных характеристик активных катодных материалов, способных существенно повысить энергетические характеристики ВХИТ. Для решения этой задачи представляется целесообразным использовать в качестве активных катодных материалов кислородные соединения галогенов, окислительно-восстановительный потенциал которых в водных растворах превышает 1В относительно стандартного водородного электрода.
Данная работа продолжает исследования, направленные на создание мощных высокоэнергоемких ВХИТ, ведущиеся в ОАО «НИАИ «Источник».
Целью работы являлась разработка ВХИТ на основе электрохимической системы йодноватая кислота - магний.
В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты:
1.Получены сведения об электропроводимости и плотности растворов
системы НЮз - Н20 при температуре 298 К (0,70< Сню^ < 8,55, где Сню^ -
концентрация НЮз, моль/л)
2.Исследованы катодные процессы на пирографитовом электроде в растворах системы НЮз - Н20 и предложен механизм восстановления иодат -ионов на индифферентных катодах.
3.Исследовано электрохимическое и коррозионное поведение магния в растворах системы НЮз - NaCI - Н20 и определены коэффициенты использования магниевого анода при разряде плотностью тока от 0,05 до 0,20 А/см2
По материалам работы опубликовано три статьи.
На защиту выносятся:
1. Сведения о катодных процессах на пирографитовом электроде в растворах системы НЮз - Н20.
2.Сведения по оптимизации состава активной катодной массы.
3.Результаты исследования электрохимического и коррозионного поведения магния в растворах системы НЮз - NaCI - Н20.
4.Результаты исследования разрядных характеристик катодов.
5.Способ изготовления биполярных электродов.
6.Результаты исследования разрядных характеристик элементов и батарей.
ВХИТ системы хлорид серебра - магний
Первые батареи системы AgCl-Mg были разработаны в США в 1943 году [15]. В процессе разряда ВХИТ на основе данной электрохимической системы протекает суммарная реакция с образованием хлорида магния и металлического серебра по уравнению (1.12.):
ЭДС системы равна 2,59 В, теоретическая удельная энергия - 446,9 Вт-ч/кг [16].В зависимости от условий эксплуатации среднее разрядное напряжение элементов составляет 1,1 - 1,5 В при плотности тока от 0,001 до 0,4 А/см , удельная энергия достигает 100 - 140 Вт-ч/кг [1-4, 15-18]. Широкий диапазон токовых нагрузок обуславливает и область применения ВХИТ системы хлорид серебра-магний - от малогабаритных батарей с временем работы в течение нескольких часов до резервных батарей мощностью 120 - 350 кВт с шести -десяти минутным временем разряда [18].
Хлорид серебра легко поддается пластической деформации, поэтому хлорсеребряные катоды изготавливают в основном путем проката из слитков [1,2,15,18].
Высокая стоимость и дефицитность хлорида серебра является одной из причин многочисленных исследований по замене AgCl на более дешевые и доступные материалы. Например, в работе [19] предлагалось заменить часть хлорида серебра в активной катодной массе ВХИТ на хлорид ртути (I). При разряде такого катода хлорид серебра восстанавливается до металлического серебра, а серебро окисляется хлористой ртутью до AgCl согласно уравнению Наилучшие результаты были получены при содержании Hg2CL2 вактивной массе, равной 80 мас.%. При плотности тока, равной 0,0155 А/смнапряжение элемента системы AgCI, Hg2Cl2 - Mg было равно 1,41 В, акоэффициент использования хлорида серебра достигал 90%.
Первые батареи на основе электрохимической системы CuCl-Mg начали выпускать в США в 1949 году [2, 15, 18].
В процессе разряда элементов системы хлорид меди (І)-магний протекает суммарная реакция, описываемая уравнением (1.14):
ЭДС системы, равная 2,7 В, несколько ниже, чем у ВХИТ системы хлорид серебра-магний, а теоретическая удельная энергия, равная 606 Вт-ч/кг, почти на 36% выше [20]. Близость теоретических характеристик ВХИТ с катодами на основе CuCl и AgCI стимулировала многочисленные исследования, направленные на разработку хлористомедных электродов. Эти электроды изготавливают путем прессования, намазки или литья на медную сетку -токоотвод активной катодной массы [1, 2, 18, 20]. В зависимости от способа изготовления электроды на основе хлорида меди существенно отличаются по своим характеристикам. Прессованные электроды, содержащие графит в качестве электропроводной добавки, быстро активируются при заполнении батареи электролитом. Время активации литых электродов выше, но и удельные характеристики батареи более высокие. Для ускорения активации литых электродов на их поверхность напрессовывают медную сетку, электрохимически восстанавливают хлорид меди с целью образования на поверхности катода кристаллов меди [20].
ВХИТ системы хлорид меди(1) - магний работоспособны при плотности тока от 0,001 до 0,3 А/см и могут применяться в батареях как с длительным, так и с коротким режимами разряда [1-4, 15-20]. Среднее разрядное напряжениеэлементов системы CuCl-Mg составляет 1,1 - 1,4 В.
Высокая растворимость CuCl в хлоридных растворах, в которых образуются комплексные ионы типа СиСГг, приводит к тому, что коэффициент использования катодного материала, как правило, не превышает 70% [21, 22]. Удельная энергия батарей системы CuCl- Mg может достигать 120-150 Вт-ч/кг [1-4, 16-20].
Удельную энергию ВХИТ системы CuCl- Mg можно повысить путем добавки в активную катодную массу до 33% серы [23, 24]. В этом случае напряжение элемента возрастает приблизительно на 0,4 В, а удельная энергия на 15%. Максимальная плотность разрядного тока составляет 0,015 А/ см .
Водоактивируемые батареи на основе электрохимической системы РЬСЬ-Mg были разработаны в СССР в 1955 - 1958 годах [2].
В процессе разряда элементов этой системы протекает реакция (115):Величина ЭДС системы РЬС12- Mg равна 2,01 В, теоретическая удельная энергия - 370 Вт-ч/кг. Практическая удельная энергия элементов системы хлорид свинца(П) - магний равна 90-100 Вт-ч/кг, среднее разрядное напряжение - 0,9 - 1,1 В [1-3, 16-18]. Максимальная величина плотности тока разряда ограничена 0,03 А/см ввиду значительной поляризуемости катода [25, 26]. Технология изготовления положительных электродов на основе РЬСЬ приведенная в работах [27-31] аналогична технологии изготовления катодов на основе CuCl. В отличие от последних катоды на основе РЬСЬ более устойчивы к окислению кислородом воздуха, что существенно упрощает хранение батарей на основе данной электрохимической системы.
Методы исследований катодных и анодных процессов в растворах системы НЮз - НгО
Изучение кинетики электродных процессов состоит прежде всего в установлении связи между поляризацией исследуемого электрода и скоростью электрохимической реакции (плотностью тока). Для измерений этой зависимости, как правило, применяют трехэлектродную электрохимическую ячейку [63, 64]. При помощи цепи, состоящей из исследуемого (рабочего) электрода и вспомогательного электрода, через ячейку пропускают постоянный ток. Исследуемый электрод помещают в пространство, окруженное водяной рубашкой и отделенное от вспомогательного электрода пористым стеклянным фильтром, препятствующим попаданию на исследуемый электрод продуктов, образующихся на вспомогательном электроде. При пропускании между рабочим и вспомогательным электродами тока происходит поляризация электродов, и возникает падение напряжения за счет сопротивления электролита. Поэтому по величине напряжения между рабочим и вспомогательным электродами в общем случае невозможно определить поляризацию рабочего электрода. Для измерения поляризации определяют разность потенциалов рабочего электрода и электрода сравнения. В качестве электрода сравнения используют неполяризуемые электроды с хорошо воспроизводимыми и устойчивыми значениями - потенциала-водородный, каломельный, окиснортутный, хлорсеребряный [64]. При прохождении тока I через рабочий электрод в слое раствора между кончиком соединительного мостика, ведущего к электроду сравнения, и рабочим электродом возникает омическое падение потенциала IR, где R - сопротивление указанного слоя раствора. Для снижения омического падения напряжения рекомендуется изготовить кончик соединительного мостика в виде капилляра (так называемый капилляр Луггина), и помещать его в непосредственной близости от рабочего электрода [63], на расстоянии не меньшем, чем величина внешнего диаметра капилляра, так как это может повлиять на распределение тока на поверхности электрода. Кроме того, близкое расположение кончика капилляра к поверхности электрода отрицательно влияет на процессы естественной и вынужденной конвекции. Во многих случаях электрод сравнения и рабочий электрод помещают в разные растворы, однако внутри капилляра Луггина раствор должен быть точно таким же, как и вблизи рабочего электрода. При изучении кинетики электродных процессов применяют стационарные и нестационарные методы. В стационарных методах, как правило, определяют зависимость тока от потенциала рабочего электрода при контролируемом значении потенциала (потенциостатический метод) или потенциал при контролируемых токах (гальваностатический метод). Причем последний метод приводит к ошибочным результатам в случае, если на разрядной кривой ток -потенциал имеется максимум или минимум. К нестационарным методам относят вольтамперометрию с линейной разверткой потенциала. Этот метод часто используют для получения количественных и полуколичественных представлений об электродной системе.
В данной работе катодные и анодные процессы в растворах йодноватой кислоты исследовали при помощи потенциостатического метода и метода вольтамперометрии с линейной разверткой потенциала. Исследования проводили в трехэлектродной электрохимической ячейке типа ЭЯ-2. При исследованиях катодных процессов применяли рабочий электрод, представляющий собой отполированную до блеска пластину из пирографита, имеющую отверстие, в которое была зачеканена платиновая проволока токоотвод, впаянная в стеклянную трубку. Рабочая поверхность электрода имела площадь, равную 0,5 см , а нерабочую поверхность изолировали лаком, устойчивым в исследуемой среде. Перед очередным измерением рабочую поверхность пирографитового электрода промывали этиловым спиртом для удаления продукта электрохимической реакции - кристаллического иода и полировали фильтровальной бумагой. В качестве вспомогательного электрода применяли платиновый электрод, отделенный от рабочего пространства ячейки мембраной. В качестве электрода сравнения применяли насыщенный хлорсеребряный электрод. Электрод сравнения помещали в сосуд, заполненный исследуемым раствором и имеющий капилляр с внешним диаметром кончика, равным 0,1 см. Срез капилляра находился на расстоянии 0,1 см от поверхности рабочего электрода. Поляризацию рабочего электрода осуществляли при помощи потенциостата П-5827М, а результаты поляризационных измерений регистрировали планшетным двухкоординатным потенциометром ПДА- 1. В процессе измерений исследуемый раствор перемешивали при помощи электромагнитной мешалки. Исследования электрохимического поведения сплавов магния в растворах йодноватой кислоты проводили аналогичным образом, но в качестве рабочего электрода вместо пирографита использовали пластины магния, легированного малым количеством ртути. Суммарную скорость коррозии магния при его анодной поляризации определяли по разности между убылью массы образца и количеством магния, перешедшим в раствор в результате протекания электрохимической реакции при заданной плотности тока. Скорость окисления магния ионами Н рассчитывали на основании данных, полученных при измерениях объема выделившегося в бюретке водорода в течение фиксированного промежутка времени, по общепринятой методике, приведенной, например, в работе [61]. Скорость окисления магния иодат-ионами принимали равной разности между суммарной скоростью коррозии и скоростью окисления образца ионами 2.3. Методы изготовления катодов и биполярных электродов Ранее было показано (см. раздел 1), что электроды с растворимым активным реагентом изготавливают методом прессования или проката порошка активной массы, включающей активные электродные материалы, электропроводную добавку и связующее. В качестве электропроводных добавок как правило применяют различные марки графитов и саж, либо их смеси. В последнее время для изготовления электродов ВХИТ широко применяют ацетиленовые сажи, которые в силу своей мелкодисперсности формируют в электроде развитую поверхность контакта с частицами активного реагента [65]. Для придания электроду необходимой прочности и эластичности в активную массу вводят связующее. В качестве связующего применяют различные полимерные материалы - карбоксиметилцеллюлозу, полистирол, полиэтилен и другие. Активная масса катодов на основе йодноватой кислоты состояла из НЮз, либо ее смеси с кислотами-донорами протонов, электропроводной добавки и связующего.В качестве электропроводной добавки использовали ацетиленовую сажу, получаемую при термическом разложении ацетилена под высоким давлением. Удельная поверхность этой сажи по данным физико-химического анализа методом адсорбции гелия равна 97-99 м /г. В качестве связующего применяли устойчивый к действию окислительной среды фторопласт марки Ф-4Д (политетрафториэтилен) [69], обеспечивающий удовлетворительную прочность катода уже при содержании в активной массе от 3 до 5 мас.%. В качестве доноров протонов применяли либо лимонную, либо щавелевую, либо сульфаминовую кислоты марки «ХЧ». Свойства этих соединений приведены в таблице 2.1. Для приготовления активной массы йодноватую кислоту, а также
Исследования катодных процессов на пирографитовом электроде в растворах системы НЮз - Н20
При разработке катодов на основе йодноватой кислоты особый интерес представляют данные о механизме электрохимических процессов, протекающих в порах, поверхность которых сформирована из углеродных частиц. С этой целью нами были проведены исследования катодных процессов, идущих в растворах системы НЮ3-Н2О на пирографитовом электроде.
До наших исследований катодные процессы в водных растворах йодноватой кислоты и ее солей изучали авторы работ [74-86], причем концентрация ионов Юз" в растворах не превышала 0,05 г-ион/л. При катодном восстановлении ионов Юз" на платине в кислой среде на поляризационных кривых фиксировали область предельного тока. В серной кислоте предельный ток наблюдали в тех случаях, когда концентрация иодат-ионов превышала 10 г-ион/л [74]. По К.Феттеру [75] величина предельного тока возрастает при снижении рН и увеличении концентрации молекулярного иода в растворе и не зависит от интенсивности перемешивания электролита. При катодной поляризации вращающегося дискового платинового электрода в растворах, где наряду с иодатом присутствуют хлорная, серная или соляная кислоты, предельный ток возрастает с увеличением концентрации Юз", снижении рН и увеличении скорости вращения электрода [76 - 82]. Авторы [74 - 82] считают, что появление предельного тока при катодной поляризации платины в кислых растворах иодатов связано с протеканием реакции (3.2) восстановления молекулярного иода до ионов Г.
Ускорение процесса при уменьшении рН и увеличении концентрации ионов Юз обусловлено действием автокаталитического цикла, включающего кроме реакции (3.2) реакцию Дашмэна (3.3), протекающую с большой скоростью:
По данным [80, 88] взаимодействие иодида и иодата по реакции (3.3) идет с образованием ряда промежуточных соединений - НЮ, НЮг, 120. По мнению авторов [80] появление этих соединений в процессе электрохимического восстановления иодатов приводит к протеканию ряда параллельных реакций, затрудняющих интерпретацию результатов исследований.
Беран и Бруккенштейн [81] установили, что при катодной поляризации платины в растворах системы І2-НСЮ4 - Н20 при потенциалах около 0,9 В относительно стандартного водородного электрода на поляризационных кривых фиксируется волна восстановления иода по реакции (3.2). Величина предельного тока этой волны возрастает при добавлении в исследуемый раствор иодата калия. Иодид-ионы, необходимые для инициирования автокаталитического цикла, могут образовываться в результате протекания реакции (3.2), если в растворе имеются следы иода [75], либо по реакции (1.25), идущей на платине с заметным перенапряжением [76-78]. По данным [82] в децимолярных растворах соляной кислоты в присутствии монохлорида иода на поляризационных кривых при потенциалах 0,9-0,5В относительно стандартного водородного электрода фиксировалась волна, связанная с восстановлением хлорида иода до молекулярного иода по реакции (3.4):
В солянокислых растворах йодноватой кислоты, по данным [77, 78], вместо реакций (3.2) и (3.3) идут реакции (3.5) и (3.6):
Причем реакция (3.6) протекает в две стадии - по уравнениям (3.4) и (3.2).На ртути при рН исследуемого раствора от 3 до 4, по данным [83],происходит восстановление недиссоциированной йодноватой кислоты доиодид-ионов по уравнению (3.7):
Систематические исследования катодных процессов на вращающемся дисковом пирографитором электроде в растворах систем НЮз - H2SO4 -Н2О, НЮз -НС1 - Н20 и НЮз - НСЮ4 - Н20 проводили Штейнберг и Уриссон [84 -86]. Ими было установлено, что волна на поляризационных кривых, которую фиксировали при потенциалах 0,8-0,6 В относительно стандартного электрода, смешалась в область более положительных значений потенциалов при увеличении концентрации НЮз и снижении рН, и была связана с протеканием реакции восстановления недиссоциированной НЮз ДО иода (3.8):
При концентрации йодноватой кислоты свыше 10" моль/л и потенциалах отрицательнее 0,54 В на поляризационных кривых появлялся минимум тока, вызванный пассивацией поверхности пирографита продуктом реакции (3.8) -кристаллическим иодом. Подъем тока после минимума до достижения предельного значения по мнению авторов [84-86] связан с протеканием параллельных реакций (3.2) и (3.3). Присутствие на поверхности пирографита адсорбированного иода способствует возрастанию скорости восстановления НЮ3 по уравнению (3.8.). В случае, если 12 находился в растворе, на поляризационных кривых фиксировалась «предволна», предельный ток которой имел диффузионную природу. Появление предволны связано, по мнению авторов [84-86], с восстановлением неустойчивых электроактивных комплексов типа (НІ0з)хІ2уИли (НЮз)хГу Таким образом, до последнего времени отсутствует единое представлениео механизме катодных процессов в кислых растворах иодатов. Кроме того,приведенные выше данные были получены при достаточно низких значенияхконцентрации НЮз и ее солей (10 Сню 510" моль/л).Нами проведены исследования катодных процессов в растворах системыНЮз- Н20 при температуре 298 К и 1,08 Сню 7,45 моль/л.
В результате проведенных экспериментов было установлено, что стационарный потенциал пирографитового электрода в растворах системы НЮз - Н20 равен 1.05 - 1.10 В относительно стандартного водородного электрода и близок к значениям стандартных потенциалов реакций (1.24) и (1.25).
Первую волну на поляризационных кривых фиксировали при потенциалах 0,85 - 0,9 В (рис.3.3 и 3.4). В большинстве случаев она имела максимум плотности тока, величина которого практически не зависела от концентрации НЮз в исследуемом растворе. Если на поляризационной кривой, снятой в растворе 1,08 М НЮ3 при скорости развертки потенциала 80 мВ/с, не наблюдалось предельного тока первой волны, то при скорости развертки потенциала 20 мВ/с уже фиксировался предельный ток, а при 10 мВ/с -максимальный (рис.3.3).Такое изменение формы поляризационной кривой с изменением скорости развертки потенциала связано с пассивацией поверхности пирографита кристаллическим иодом в виде плотного блестящего осадка, покрывающего электрод, что наблюдалось визуально. Кристаллический иод, растворяясь в электролите, подвергается гидролизу с образованием соединений иода в степени окисления +1. По данным [89-90] гидролиз иода протекает по реакциям (3.9) и (3.10), идущим с большой скоростью:
Разрядные характеристики базовых модулей водоактивируемых батарей
Данные, полученные при исследовании разрядных характеристик макетов элементов, легли в основу расчета конструктивных параметров полноразмерных биполярных электродов, на основе которых можно изготавливать батареи различной мощности.
Основные элементы конструкции и габаритные размеры биполярных электродов, за исключением их толщины, которая определяется конкретными режимами разряда батареи, приведены в разделе 2. При проведении расчетов пользовались следующими исходными данными: - площадь катода - 570 см ; - площадь анода - 607см ; - толщина анода - 0.025 см; - толщина медного фольгового подслоя -0,005 см; - толщина электропроводящего защитного подслоя-0,010 см; - плотность анодного материала - 1,74г/см ; - плотность медной фольги - 8,9 г/см ; - плотность слоя эмали АК-562 в соответствии с экспериментальными данными - 2,0 г/см ; - плотность катода в соответствии с экспериментальными данными 1,95г/см3; - средняя плотность разрядного тока - 0,2 А/см ; - время разряда батареи - 6,5 мин; - удельная емкость катода - 197 А-ч /кг. Массу катода определяли как частное от деления емкости батареи на удельную емкость катода. При заданных значениях плотности тока, площади катода и времени разряда батареи емкость катода равна 12,35 А-ч, а масса катода - 62,7 г. Массы анода, медного фольгового подслоя и электропроводящего защитного слоя рассчитывали, используя значения плотности и толщины указанных элементов конструкции. В соответствии с расчетными данными масса анода равна 26,4 г, масса медного подслоя - 27,0 г, масса слоя эмали - 12,1 г. Суммарную массу биполярного электрода вместе с сепарацией (массу сепарации принимали равной 5% от массы биполярного электрода ) определили равной 135 г.
Толщину катода рассчитывали, используя значения плотности катода, его площади и массы. Она составила 0,056см. Суммарная расчетная толщина биполярного электрода равна 0,096 см, а с учетом высоты сепарации (0,04см) -0,136 см.
На основании расчетных значений массы и габаритных размеров биполярного электрода и результатов исследований разрядных характеристик элементов при плотности тока 0,2 А/см были определены ожидаемые удельные характеристики модулей ВХИТ, состоящих из 10 элементов емкостью 12,35 А-ч (таблица 5.4).
На рис. 5.2 приведена типичная осциллограмма зависимости напряжения модулей от времени за первые 7 с. разряда. Как видно из рисунка, промежуток времени, за которое напряжение модуля достигает 80% от своего максимального значения, не превышал 0,5 с и не зависел от концентрации хлорида натрия в электролите. Зависимости напряжения модулей от времени разряда и концентрации NaCI в электролите (рис. 5.3) были аналогичны установленным ранее в результате исследования разрядных характеристик элементов (см. рис. 5.1). Фактическая емкость модулей не зависела от концентрации NaCI в электролите и составляла 9-10 А-ч, а коэффициент использования йодноватой кислоты - 65 - 75%. Снижение значений коэффициента использования йодноватой кислоты по сравнению с полученными ранее обусловлено, по нашему мнению, появлением токов утечки
Поэтому удельные энергия и мощность на единицу массы модулей ВХИТ (табл.5.5) были на 15 - 20% ниже расчетных (см. табл. 5.4) Удельные объемные характеристики модулей были ниже расчетных на 25 - 30 % не только за счет потери части емкости, но и в результате некоторого увеличения фактической толщины биполярных электродов по сравнению с расчетной. Для оценки достигнутых экспериментальных результатов были проведены сравнительные испытания модулей батарей на основе электрохимической системы хлорид меди - магний идентичной энергоемкости (рис. 5.4). Сравнение значений удельных характеристик модулей ВХИТ на основе электрохимических систем йодноватая кислота - магний и хлорид меди(1) -магний позволило установить, что в сопоставимых условиях разряда батарей удельные мощность и энергия на единицу массы ВХИТ системы НЮ3 - Mg по меньшей мере на 50% превышают соответствующие показатели батарей системы CuCI - Mg (табл.5.5). По своим удельным объемным характеристикам изготовленные нами модули несколько уступают (приблизительно на 10%) соответствующим характеристикам модулей батарей системы хлорид меди -магний, однако эти показатели, по нашему мнению, могут быть улучшены путем совершенствования технологии изготовления биполярных электродов.
