Свинцово-цинковый щелочной аккумулятор

[Nobody85]

 Здравствуйте. Давайте представим себе следующую (обратимую) электрохимическую систему: Zn || KOH || PbO₂. Процессы на электродах выражаются уравнениями:

Zn+2OH⁻→ZnO+H₂O+2e⁻

PbO₂+H₂O+2e⁻→PbO+2OH⁻ 

Суммарное уравнение процесса: PbO₂+Zn→PbO+ZnO.  Как видим, щёлочь в суммарном процессе не участвует, поэтому её количество может быть сведено к минимуму, что хорошо отразится на удельной энергоёмкости. Кроме того, отсутствует сульфатация пластин, поскольку в ходе разряда образуется не сульфат, а оксид двухвалентного свинца (который, кстати, умеренно проводит ток, будучи полупроводником). ЭДС системы около 2,1 В. За счёт более низкого электрохимического эквивалента у цинка, чем у свинца, а также неучастия электролита в реакции, удельная ёмкость такого аккумулятора должна заметно превосходить таковую у свинцово-кислотного аккумулятора. Может ли (хотя бы теоретически) такой аккумулятор найти полезное применение и стать более дешевой альтернативой серебряно-цинковому аккумулятору?     

 

[avg]

Ничего не получится, PbO и РbO2 растворимы в щелочи

[yatcheh]

4 часа назад, Nobody85 сказал:

Zn+2OH⁻→ZnO+H₂O+2e⁻

PbO₂+H₂O+2e⁻→PbO+2OH⁻ 

Суммарное уравнение процесса: PbO₂+Zn→PbO+ZnO.  Как видим, щёлочь в суммарном процессе не участвует, поэтому её количество может быть сведено к минимуму

 

Обычная ошибка начинающего - путаете термодинамику с кинетикой.

Если вы обеспечите мгновенный перескок гидроксид-ионов от свинцового к цинковому электроду, тогда да - при бесконечной скорости переноса можно обойтись одной молекулой гидроксида. Или же разряжать ваш аккумулятор при бесконечно малом токе, тогда тоже щёлочь нужна только в виде упоминания. Это - термодинамика.

В реальности же вам надо будет поддерживать концентрацию гидроксид-ионов не минимальную, а оптимальную, и она не может быть малой, иначе толку от такого аккумулятора не будет - это кинетика.

При оптимальной концентрации щёлочи вы получите быстрый саморазряд, ибо и цинк, и его оксид, и оксиды свинца со щёлочью реагируют.

Изменено 27 Июля, 2020 в 17:27 пользователем yatcheh

[ШСВ]

А если вместо щелочи карбонат калия?