Марганцево-цинковые элементы со стабильным напряжением
В 1960-х годах были получены модификации ИДМ, позволившие создать положительный электрод со стабильным напряжением разряда. Эти модификации (η-МпО2) имеют в своей структуре достаточно большое количество конституционной воды, т. е. часть атомов кислорода в решетке замещена гидроксильными группами. Эти формы двуокиси марганца имеют хорошие ионообменные свойства: часть протонов в кристаллической решетке может замещаться на ионы цинка. Вероятно, разряд положительного электрода с гидратированной двуокисью марганца первично протекает по уравнению (3). В самом начале разряда происходит незначительное увеличение рН и напряжение несколько снижается. Вскоре начинается вторичная реакция, связанная с внедрением ионов цинка в двуокись марганца и образованием новой фазы — гетеролита:
MnO2+Mn2++Zn2++2H2O=ZnO*Mn2O3+4H+ (7)
В результате этой реакции подщелачивание раствора приостанавливается. Образующийся гетеролит не изоморфен с двуокисью марганца и не образует с ней фазы переменного состава. По этой причине потенциал положительного электрода не зависит от степени разряженности. Суммарная реакция в элементе, включающая две стадии (3) и (7), описывается простым уравнением
Zn+2МnО2 = ZnО*Mn2О3 . (8)
В ходе этой реакции состав электролита не меняется. На рис.4 приведена разрядная кривая элемента с гидратированной двуокисью марганца по сравнению с кривыми
для обычных элементов. После начального снижения напряжения из-за подщелачивания электролита напряжение опять возрастает в результате увеличения числа центров кристаллизации гетеролита. В ходе дальнейшего разряда напряжение снижается очень медленно. Как видно, гидратированная форма приводит не только к улучшению формы разрядной кривой, но и к увеличению емкости. Достигается почти полное использование первой стадии восстановления двуокиси марганца (до трехвалентной формы). Однако из-за замедленности стадии (7) такая картина наблюдается только при разряде очень малыми плотностями тока; при увеличении разрядного тока начинается параллельный процесс с образованием фазы переменного состава, приводящий к сдвигу потенциала. Элементы с гидратированной двуокисью марганца могут использоваться, в частности, для питания наручных электрических часов.
Смотрите также
Целлюлоза
...
Элементарные стадии химических реакций (основы теории)
...
Кремний, полученный с использованием геттерирования расплава
В бездефектной технологии
изготовления ИС для уменьшения влияния термодефектов используются методы
пассивного геттерирования примесей в пластинах. К таким методам относятся
"внешнее г ...