surface area, and (5) purity. For obvious reasons, acetylene
black has long been used as a conducting carbon material in
the commercial cells. Acetylene black satisfies the above
requisites, and hence, is usually added to the cathode mix,
makes the moderately compressed cathode matrix porous,
improves retention of the electrolyte, facilitates diffusion of
ammonium ions and ionic zinc species to the cathodic
reaction sites, and provides space to accommodate the
reaction products that occupy a greater volume than the
reactants. A small amount of graphite is also occasionally
added to the cathode mix to improve the electronic
conductivity in Leclanche cells intended for high current
pulse applications, such as for photoflash. Thus, it is
evident that the properties of carbon powder added to the
cathode mixture play a significant role in cathode, and
hence, in overall cell performance [6].
Research in the area of carbon has resulted in a host of
carbon powders with interesting physical features. Hence, it
was felt that a systematic analysis of other high surface area
carbons used in known applications would be worthwhile,
which may prove highly valuable as a conducting additive
in the cathode mix for Leclanche cell fabrication. In this
regard, carbons such as Vulcan XC 72 and Black Pearls
2000, the well-studied conductivity enhancer used in PEM
H2/O2 & DMFC fuel cells electrodes [7, 8] have been
selected for our study. To the best of our understanding, no
work has been reported on the electrochemical influence of
the above carbon powders on zinc–carbon cells. Hence, this
article presents the results of such preliminary investigation
on the influence of various carbon powders, viz., acetylene
black, Vulcan XC72, Black Pearls 2000 on the electrochemical
performance obtained with an in-house MnO2-Zn
test cell set-up. Furthermore, a composite consisting of a
physical mixture of 50% acetylene black and 50% Black
Pearls 2000 was also analyzed.
Experimental
Chemicals and materials
Battery grade zinc (99.99% pure, Emerck, India) was
used as the anode. Electrolytic manganese dioxide
(Kerr-McGee, USA), mixed with various carbon powders,
was used as cathode of our electrochemical
studies. Four types of carbon powders, viz., acetylene
black, Vulcan XC72 (Cabot Corporation, USA), Black
Pearls 2000 (Cabot Corporation, USA), and composite
carbon consisting of a mixture of 50% acetylene black
and 50% Black Pearls 2000 was selected for the present
study. Thirty percent zinc chloride (AR grade) in
deionized water, as used in heavy-duty zinc–carbon
batteries [1, 2, 9] was used as the electrolyte.
Cell construction
It was proposed to study the influence of various carbon
powders added to MnO2 cathode on the discharge capacity
of the MnO2-Zn test cells. Hence, a cathode-limited cell
with excess zinc anode was fabricated, with a provision to
measure simultaneously cathode potential and cell potential
during the cell discharge measurements. Figure 1 shows the
construction of the cell used in our study. A zinc can with
inner dimension 4.5 cm * 0.3 cm (diameter * height) and an
active surface area of 20 cm2, approximately equivalent to
inner area of R6 cell (or AA cell), was placed at the bottom
of an acrylic cylinder, and a polypropylene separator was
placed above that. Cathode paste was prepared by mixing
electrolytic manganese dioxide with the selected carbon
powder in 10:1 w/w ratio [1, 10] wetted with 30% zinc
chloride electrolyte and was placed above the separator
(saturated with electrolyte). A graphite disc of 20-cm2 area
was placed above the cathode mix, and a uniform load was
applied. An Ag/AgCl reference electrode was inserted into
the cathode mix to measure the potential.
Testing of materials and cells
BET surface area, pore volume, and pore radius of the
different carbon powders were measured by NOVA 1000
(Quantachrome) surface area analyzer using nitrogen as the
adsorbate. The performance of the test cells was evaluated by
continuous discharge of the test cells at a rate of 150 mA,
corresponding to the current requirement for a portable tape
recorder. Cell discharge was performed with a Hewlett
Packard DC electronic load bank. The cell potential and
cathode potential was recorded at various time intervals.
Results and discussion
The test cells were fabricated using various carbon
materials added to the cathode mix, and cell performance
was evaluated. The cell was discharged at 100 mA current;
Fig. 1
surface area, and (5) purity. For obvious reasons, acetyleneblack has long been used as a conducting carbon material inthe commercial cells. Acetylene black satisfies the aboverequisites, and hence, is usually added to the cathode mix,makes the moderately compressed cathode matrix porous,improves retention of the electrolyte, facilitates diffusion ofammonium ions and ionic zinc species to the cathodicreaction sites, and provides space to accommodate thereaction products that occupy a greater volume than thereactants. A small amount of graphite is also occasionallyadded to the cathode mix to improve the electronicconductivity in Leclanche cells intended for high currentpulse applications, such as for photoflash. Thus, it isevident that the properties of carbon powder added to thecathode mixture play a significant role in cathode, andhence, in overall cell performance [6].Research in the area of carbon has resulted in a host ofcarbon powders with interesting physical features. Hence, itwas felt that a systematic analysis of other high surface areacarbons used in known applications would be worthwhile,which may prove highly valuable as a conducting additivein the cathode mix for Leclanche cell fabrication. In thisregard, carbons such as Vulcan XC 72 and Black Pearls2000, the well-studied conductivity enhancer used in PEMH2/O2 & DMFC fuel cells electrodes [7, 8] have beenselected for our study. To the best of our understanding, nowork has been reported on the electrochemical influence ofthe above carbon powders on zinc–carbon cells. Hence, thisarticle presents the results of such preliminary investigationon the influence of various carbon powders, viz., acetyleneblack, Vulcan XC72, Black Pearls 2000 on the electrochemicalperformance obtained with an in-house MnO2-Zntest cell set-up. Furthermore, a composite consisting of aphysical mixture of 50% acetylene black and 50% BlackPearls 2000 was also analyzed.ExperimentalChemicals and materialsBattery grade zinc (99.99% pure, Emerck, India) wasused as the anode. Electrolytic manganese dioxide(Kerr-McGee, USA), mixed with various carbon powders,was used as cathode of our electrochemicalstudies. Four types of carbon powders, viz., acetyleneblack, Vulcan XC72 (Cabot Corporation, USA), BlackPearls 2000 (Cabot Corporation, USA), and compositecarbon consisting of a mixture of 50% acetylene blackand 50% Black Pearls 2000 was selected for the presentstudy. Thirty percent zinc chloride (AR grade) indeionized water, as used in heavy-duty zinc–carbonbatteries [1, 2, 9] was used as the electrolyte.Cell constructionIt was proposed to study the influence of various carbonpowders added to MnO2 cathode on the discharge capacityof the MnO2-Zn test cells. Hence, a cathode-limited cellwith excess zinc anode was fabricated, with a provision tomeasure simultaneously cathode potential and cell potentialduring the cell discharge measurements. Figure 1 shows theconstruction of the cell used in our study. A zinc can withinner dimension 4.5 cm * 0.3 cm (diameter * height) and anactive surface area of 20 cm2, approximately equivalent toinner area of R6 cell (or AA cell), was placed at the bottomof an acrylic cylinder, and a polypropylene separator wasplaced above that. Cathode paste was prepared by mixingelectrolytic manganese dioxide with the selected carbonpowder in 10:1 w/w ratio [1, 10] wetted with 30% zincchloride electrolyte and was placed above the separator(saturated with electrolyte). A graphite disc of 20-cm2 areawas placed above the cathode mix, and a uniform load wasapplied. An Ag/AgCl reference electrode was inserted intothe cathode mix to measure the potential.Testing of materials and cellsBET surface area, pore volume, and pore radius of thedifferent carbon powders were measured by NOVA 1000(Quantachrome) surface area analyzer using nitrogen as theadsorbate. The performance of the test cells was evaluated bycontinuous discharge of the test cells at a rate of 150 mA,corresponding to the current requirement for a portable taperecorder. Cell discharge was performed with a HewlettPackard DC electronic load bank. The cell potential andcathode potential was recorded at various time intervals.Results and discussionThe test cells were fabricated using various carbonmaterials added to the cathode mix, and cell performancewas evaluated. The cell was discharged at 100 mA current;Fig. 1
การแปล กรุณารอสักครู่..

พื้นที่ผิว และ ( 5 ) มีความบริสุทธิ์ สำหรับเหตุผลที่ชัดเจน , อะเซทิลีน
สีดำได้ถูกใช้เป็นวัสดุในการนำคาร์บอน
เซลล์เชิงพาณิชย์ อะเซทิลีนสีดำตรงข้างบน
requisites และดังนั้นจึงมักจะเพิ่มแคโทดผสม
ทำให้อัดปานกลางแคโทดเมทริกซ์พรุน
ปรับปรุงความคงทนของอิเล็กโทรไลต์ในการเผยแพร่
แอมโมเนียมไอออนและไอออนสังกะสีชนิดไปยังเว็บไซต์ปฏิกิริยากัดกร่อน
, และให้บริการพื้นที่เพื่อรองรับ
ปฏิกิริยาผลิตภัณฑ์ที่ครอบครองปริมาตรมากกว่า
ก๊าซ จำนวนเล็ก ๆของแกรไฟต์เป็นครั้งคราว
เพิ่มแคโทดผสมเพื่อปรับปรุงค่าในเซลล์เลอคลังเชอิเล็กทรอนิกส์
ตั้งใจสูงการใช้งานกระแสพัลส์
เช่นร้านน้ำชา . ดังนั้น มันคือ
เห็นได้ว่า คุณสมบัติของผงคาร์บอนเพิ่ม
แคโทดผสมมีบทบาทในแคโทดและ
ดังนั้น ประสิทธิภาพของเซลล์โดยรวม [ 6 ] .
การวิจัยในพื้นที่ของคาร์บอนมีผลในโฮสต์ของ
คาร์บอนผงที่มีลักษณะทางกายภาพที่น่าสนใจ ดังนั้นจึง
คิดว่าการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบในพื้นที่อื่น ๆด้วย
ผิวสูงใช้ในงานกัน จะคุ้มค่า
ซึ่งอาจพิสูจน์ที่มีค่าสูงเป็นสารเติมแต่งในการผสมเพื่อผลิตแคโทด
เซลล์เลอคลังเช . ในการนี้
, คาร์บอนเช่น Vulcan XC 72 และไข่มุกดำ
2000 ดีศึกษาการนำ Enhancer ใช้ PEM
H2 / O2 & dmfc เซลล์เชื้อเพลิงไฟฟ้า [ 7 , 8 ] ได้
เลือกสำหรับการศึกษาของเรา เพื่อที่ดีที่สุดของความเข้าใจของเราไม่
งานที่ได้รายงานว่า อิทธิพลทางเคมีไฟฟ้าของ
ข้างบนคาร์บอนผงคาร์บอนบนสังกะสี–เซลล์ ดังนั้น บทความนี้
เสนอผลการสำรวจเบื้องต้น เช่น
อิทธิพลของผงคาร์บอนต่างๆ ได้แก่ อะเซทิลีน
สีดำ , วัลแคน xc72 สีดำไข่มุก 2000 ในการปฏิบัติทางเคมีไฟฟ้า
ได้มามีคุณภาพ mno2 สังกะสี
ทดสอบเซลล์การตั้งค่า นอกจากนี้คอมโพสิตที่ประกอบด้วย
ผสมทางกายภาพของอะเซทิลีนสีดำ 50% และ 50% สีดำ
ไข่มุก 2000 รวมถึงวิเคราะห์สารเคมีและวัสดุสังกะสี แบตเตอรี่เกรดทดลอง
( 99.99% เพียว emerck , อินเดีย ) คือ
ใช้เป็นขั้วบวก electrolytic แมงกานีสไดออกไซด์
( Kerr McGee , USA ) ผสมกับผงคาร์บอนต่างๆ
ถูกใช้เป็นขั้วลบของการศึกษาทางเคมีไฟฟ้า
ของเรา สี่ประเภทของคาร์บอนผง ได้แก่ ,อะเซทิลีน
สีดำ , วัลแคน xc72 ( Cabot Corporation , USA ) , สีดำ
ไข่มุก 2000 ( Cabot Corporation , USA ) และคอมโพสิต
คาร์บอนประกอบด้วยส่วนผสมของ 50% อะเซทิลีนสีดำ
และ 50% ไข่มุกดำ 2000 ถูกเลือกสำหรับการศึกษาครั้งนี้
ร้อยละสามสิบของสังกะสีคลอไรด์ ( AR เกรด )
คล้ายเนื้อเยื่อประสานน้ำ ที่ใช้ในงานหนักสังกะสีและแบตเตอรี่คาร์บอน
[ 1 , 2 , 9 ] ใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์
สร้างเซลล์มันถูกเสนอเพื่อศึกษาอิทธิพลของผงคาร์บอน
ต่างๆเพิ่ม mno2 แคโทดที่จำหน่ายความจุ
ของ mno2 สังกะสีทดสอบเซลล์ ดังนั้น แคโทดขั้วบวกสังกะสีจำกัดเซลล์
กับส่วนเกินถูกประดิษฐ์ด้วยการให้ไป
วัดพร้อมกันแคโทดที่มีศักยภาพและเซลล์ในเซลล์ที่มีศักยภาพ
ปล่อยวัด รูปที่ 1 แสดง
สร้างเซลล์ที่ใช้ในการศึกษาของเราเป็นสังกะสีกับ
ภายในมิติ 4.5 ซม. * 0.3 ซม. ( ความสูงเส้นผ่าศูนย์กลาง *
) และพื้นผิวที่ใช้งานพื้นที่ 20 ตร. ซม. ประมาณเทียบเท่ากับพื้นที่ชั้นในของ R6
เซลล์หรือเซลล์ AA ) ถูกวางไว้ที่ด้านล่างของกระบอก
คริลิค และโพลีโพรพิลีน แยกเป็น
วางไว้ข้างต้นนั้น แคโทดวางเตรียมโดยการผสมด้วยแมงกานีสไดออกไซด์โดยเลือก
ผงคาร์บอนในอัตราส่วน 10 : 1 w / [ 110 ] เปียกกับ 30% สังกะสีคลอไรด์เป็นอิเล็กโทรไลต์
และวางไว้เหนือคั่น
( อิ่มตัวกับไลท์ ) แกรไฟต์แผ่นพื้นที่ 20-cm2
ถูกวางไว้เหนือแคโทดผสมและเครื่องแบบ
โหลดไปใช้ เป็นแบงก์ 0.46% ขั้วไฟฟ้าอ้างอิงถูกแทรกเข้าไปใน
แคโทดผสมเพื่อวัดศักยภาพ .
การทดสอบวัสดุและเซลล์
เดิมพันพื้นที่ผิวปริมาตรกระชับรูขุมขนและรูขุมขนรัศมี
ผงคาร์บอนที่แตกต่างกันถูกวัดโดยโนวา 1000
( quantachrome ) วิเคราะห์พื้นที่โดยใช้ไนโตรเจน
ดูดซับ . ประสิทธิภาพของเซลล์ทดสอบประเมินโดย
จำหน่ายอย่างต่อเนื่องของการทดสอบเซลล์ในอัตรามา 150
สอดคล้องกับความต้องการในปัจจุบันสำหรับเทปบันทึก
แบบพกพา เซลล์ชาร์จได้กับ Hewlett Packard DC
โหลดอิเล็กทรอนิกส์ของธนาคารเซลล์ที่มีศักยภาพและ
ศักยภาพแคโทดเท่ากับช่วงเวลาต่าง ๆ .
เซลล์ผลลัพธ์และการอภิปรายแบบประดิษฐ์โดยใช้วัสดุคาร์บอน
ต่างๆเพิ่มแคโทดผสมและ
ประสิทธิภาพของเซลล์ถูกประเมิน เซลล์ที่ถูกปลดที่ 100 มาปัจจุบัน ;
รูปที่ 1
การแปล กรุณารอสักครู่..
