«Современные химические источники тока»

Система Zn ½ NaOH ½ CuO

Выпускаются уже более 100 лет. Токообразующая реакция в медно-цинковых элементах имеет вид

Zn + CuO + 2NaOH = Na2ZnO2 + Cu + H2O

С ЭДС = 1.058 В. Оксид меди восстанавливается до металлической меди, причем механизм реакции довольно сложен и протекает через стадию образования оксида одновалентной меди CuO ® Cu2O ® Cu.

Фактически НРЦ = 0.9 – 1.0 В. Удельная энергия очень мала: всего 35 – 40 Вт×ч/л или 25 – 30 Вт×ч/кг. Медно-цинковые элементы выпускаются в виде элементов большой емкости (до 1000 А×ч) для систем железнодорожной сигнализации, связи и т. д. Имеют баночную конструкцию: электроды погружены в большой объем щелочи.

Разрядное напряжение составляет 0.6 – 0.7 В. Предназначены для длительных разрядов малым током (до 3 мА/см2). Несмотря на низкое напряжение разряда и низкие удельные показатели, Zn|CuO-элементы используются в больших количествах в технике и на транспорте благодаря своей безотказности при длительной работе, стабильности напряжения и дешевизне. Саморазряд их ничтожен и они могут работать 10 – 15 лет при температурах до –100С.

Разрядная характеристика Zn/CuO элемента (схематично).