«Современные химические источники тока»
Марганцево-цинковые элементы
Ежегодно в мире их производят более 10 млрд. штук. По некоторым сведениям, 90% всех выпускаемых в мире ХИТ – это система Zn-MnO2. Их широкое распространение связано с удачным сочетанием качеств: 1) относительная дешевизна; 2) удобство в эксплуатации; 3) приемлемая сохраняемость; 4) приемлемые электрические характеристики. Недостаток – падение рабочего напряжения по отношению к НРЦ, что связано с природой MnO2-катода и проявляется во всех системах, содержащих MnO2. Выше мы уже рассматривали токообразующую реакцию этой системы:
Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2
Механизм электрохимического восстановления MnO2 сложен, поэтому данная токообразующая реакция не единственная, её следует рассматривать лишь как первое приближение. Для нее Е ≈ 1.7 В, фактически НРЦ ≈ 1.55 – 1.85 В.
Для одноэлектронного восстановления MnO2 теоретическая удельная емкость 308 А×ч/кг. Существует несколько модификаций MnO2: a, b, g, d, e, h, l. В элементах Zn-MnO2 используются пиролюзит (природная руда, b-MnO2), гамма-активированный пиролюзит (ГАП, g-MnO2), электролитический диоксид марганца (ЭДМ, g-MnO2, полученный электролизом раствора MnSO4) и химический диоксид марганца (ХДМ, h-MnO2, полученный разложением KMnO4). Качество материала возрастает в этом ряду.
