Элемент Фери

Источник:

Сущность устройства этого элемента такова: на дне сосуда расположена горизонтально цинковая пластинка; в непосредственной с ней близости находится вертикальный угольный электрод, особым образом изготовленный, с высокой пористостью и электропроводностью, выступающий над электролитом (раствором хлористого аммония).
Физико-химические процессы элемента Фери. Теоретическое уравнение:
Zn+H₂O+O (возд) = Zn(OH)₂, не совсем точно. Фактически процесс распадается на две фазы. В первой фазе: Zn + 2NH₄C1 + Н₂О + О = ZnCl₂ + 2NH₄OH
образуется ZnCl₂, как и в обычном элементе Лекланше, но затем, по мере работы, происходит расслоение электролита на три слоя: удельно тяжелый ZnCl₂ (слабо кислая среда) остается на дне и покрывает цинк (см. рис. ниже), предохраняя его от неравномерного разъедания; образующийся на угле удельно более легкий раствор NH₄OH всплывает наверх (слабо щелочная среда), а посредине остается по преимуществу нейтральный раствор неизрасходованного NH₄CL. По мере сближения крайних слоев и уменьшения общего содержания NH₄C1 в растворе наступает вторая фаза процесса:
ZnCl₂ + 2NH₄ОH = Zn(OH)₂ + 2NH₄C1, при чем NH₄C1 частично регенерируется, а осадок окиси цинка выпадает на границе соединения крайних слоев; нижняя, обращенная к цинку, часть угольного электрода все время остается чистой и, главное, погруженной в раствор ZnCl₂.

Противоположно направленная эдс жидкостной пары +ZnCl₂ | NH₄ОH - приблизительно равная 0,25 V, не уменьшает основной эдс, т.к. замкнута накоротко угольным электродом. Угольный (газовый) электрод в нижней части насыщается адсорбированным водородом, в верхней—кислородом. Степень деполяризации этого электрода обусловливается работой коротко замкнутой пары с эдс 0,5 -1,0 в:

Этим объясняется устойчивость работы элемента, которая зависит гл. обр. от качества угольного электрода. Сравнительный график разрядок элемента Фери с элементом Лекланше показан на следующем рисунке:

Сравнительный расход материалов в элементах с различным физическим состоянием катодного материала показан в следующей табл. для случая разрядки очень слабым током или более сильным с перерывами. Фери дает следующие сравнительные стоимости выработки одного Ah: