Рту́тно-ци́нковый элеме́нт («тип РЦ») — гальванический элемент в котором анодом является цинк, катодом — оксид ртути, электролит — 45 % раствор гидроксида калия на адсорбенте.
Достоинства: постоянство напряжения и высокая энергоёмкость и энергоплотность.
Недостатки: высокая цена, токсичность паров ртути, испаряющейся при нарушении герметичности.
История изобретения ртутно-цинкового элемента
Параметры Теоретическая энергоёмкость: 228,72 Вт·ч/кг. Удельная энергоёмкость: до 135 Вт·ч/кг. Удельная энергоплотность: 550—750 Вт·ч/дм³. ЭДС: 1,36 В. Рабочая температура: −12…+80 С°.
Отличается невысоким внутренним сопротивлением, стабильным напряжением, высокой энергоёмкостью и энергоплотностью.
Химические процессы Гидроксид калия КОН диссоциирует на ионы
K^+ + OH_-
Затем в реакцию вступает цинк:
Zn + 2OH^- = ZnO + H_2O + 2e^-
Оксид ртути отдаёт кислород, тем самым окисляя воду:
HgO + H_2O + 2e^- = Hg + 2OH^-
Общая реакция:
Zn + HgO + 2KOH + 2e^- = ZnO + Hg + 2KOH +2e^-
Устройство
Применение Ввиду большой энергоплотности ртутно-цинковые элементы к 1980-м годам нашли относительно широкое применение как источники питания в электронных часах, кардиостимуляторах, слуховых аппаратах, фотоэкспонометрах, фотоаппаратах, военных приборах ночного видения, переносной радиоаппаратуре военного назначения, в космических аппаратах. Распространены ограничено ввиду токсичности ртути и высокой стоимости, в то же время объём выпуска ртутно-цинковых батарей и элементов в 1982 составил порядка одного-полутора миллионов в год во всем мире.
Отдельно следует указать на то обстоятельство, что ртутно-цинковый элемент обратим, то есть способен работать как аккумулятор. Однако при циклировании (заряд-разряд) наблюдается деградация элемента и уменьшение его ёмкости. Это связано в основном со стеканием и слипанием ртути в крупные капли при разряде и с ростом дендритов цинка при заряде. Для уменьшения этих явлений предложено вводить в цинковый электрод гидроксид магния, а в окисно-ртутный электрод вводить тонкий порошок серебра (до 9 %) и частично заменять графит карбином.
В XXI веке производство и эксплуатация ртутных элементов в большинстве стран мира запрещена. Ртутно-цинковые элементы полностью вытеснены более безопасными, так как проблема их раздельного сбора и особенно безопасной утилизации достаточно сложна.
РЦ-53 и РЦ-55 В СССР для фотокиноаппаратуры выпускались дисковые ртутно-цинковые элементы РЦ-53 и РЦ-55. До сих пор остаются в продаже (в 2023 году) со склада, выпускавшиеся в советское время елецким АО "Энергия". Названиеэлемента диаметрмм высотамм напряжениевольт ЁмкостьА*час Применение РЦ-53РЦ-53М 15,6 6,3 1,25 0,250,32 фотоаппараты, фотоэкспонометры, слуховые аппараты РЦ-55 15,6 12,5 1,36 0,5 кинокамеры«Красногорск» Д-0,06 15,6 6,4 1,25 0,06 никель-кадмиевый аккумуляторзамена элементу РЦ-53 РХ-625 15,6 6,6 1,52 0,11 современная замена элементу РЦ-53 Варианты: GP LR9 PX625A Duracell PX625Panasonic MR9 Kodak KX625 UCAR EPX625 Berec PX625Ray-O-Vac RPX625
Диоксисульфатно-ртутный элемент В состав катода может добавляться сульфат ртути, такой элемент называют диоксисульфатно-ртутным.
Примечания
Литература
ГОСТ 15596-82 Источники тока химические. Термины и определения.
Категория:Гальванические элементы Категория:Цинк Категория:Электрохимия