Кислотные аккумуляторы

Показано, что нелинейная структурная модель аккумулятора может быть использована для описания процессов релаксации напряжения после заряда аккумуляторов. Полученное решение справедливо для щелочных, кислотных и литий-ионных аккумуляторов. Сравнение решения с экспериментальными данными для никель-кадмиевых аккумуляторов показало, что относительная ошибка не превышает 3%. 

В работе изучена возможность использования органических эфиров фосфорной кислоты в качестве растворителя для электролитов литий-ионных систем и суперконденсаторов. Макеты суперконденсаторов на основе активированных углей Norit Supra и исследуемого электролита показали электрохимические характеристики, сравнимые со стандартными электролитами, например на основе пропиленкарбоната. Макеты литий-ионных аккумуляторов (система Li4Ti5O12–LiNiO2) тоже показали хорошую работоспособность.

Синтезированы и исследованы новые калийпроводящие твёрдые электролиты в смешанных галлат-ферритных системах K0.85Pb0.75(Ga1−xFex)O2 и K1.85(Ga1−xFex)1.925V0.75O4 В обеих системах наблюдается постепенное возрастание проводимости с увеличением концентрации ионов Fe3+ ; никаких аномалий, имевших место в исследованных ранее алюмоферритных системах, не наблюдается.

В работе исследованы композиты, состоящие из микроколичеств платины, полимеров и углеродных нанотрубок. Целью исследования было выяснение влияния природы функциональных групп полимеров на структуру и электрокаталитические свойства композитов. Структура композита платина/полистиролсульфонат натрия/углеродные нанотрубки/стеклоуглерод была исследована методами электронной микроскопии, электронной микроскопии высокого разрешения, электронной микроскопии с детектором тёмного поля, электронной дифракции.

Предложены механизмы реакции электровосстановления кислорода на оксидном электроде, учитывающие его кислородную нестехиометрию. Найдено, что в интервале 870–1020 K доминирует механизм реакции с участием супероксидных ионов, тогда как при T < 870 К, по-видимому, реализуются механизмы реакции с участием растворённого в расплаве молекулярного кислорода.

Приведены результаты исследования кулоностатическим методом кинетики реакции электровосстановления кислорода в эвтектическом расплаве (Li0.62K0.38)2CO3 на плотном электроде, приготовленном на основе перовскитоподобного оксида LaLi0.1Co0.1Fe0.8O3−d. Найдено, что кинетику электродных процессов наиболее адекватно отражает эквивалентная электрическая схема, которая отвечает наложению процессов разряда-ионизации и последующей гетерогенной химической реакции.

Приведены результаты испытаний симметричных угольных суперконденсаторов (серная кислота в качестве электролита), электроды которых изготовлены двумя способами (напыление и каландрирование) из двух углей: уголь марки XH-00W1 (Китай) и уголь, разработанный авторами совместно с Латвийским государственным институтом химии древесины. Показано, что удельные характеристики суперконденсаторов существенно зависят от удельной массы электродов (мг/см2 ), а также от способа их изготовления.

В работе анализируется тепловой баланс батареи твёрдооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Установлено существование в общем случае трёх температурных точек, удовлетворяющих уравнению теплового баланса батареи ТОТЭ. Первая точка является тривиальной и соответствует полностью остывшему состоянию батареи ТОТЭ. Вторая температурная точка соответствует существенно неустойчивому состоянию и, наконец, третья точка отвечает нормальному рабочему состоянию батареи ТОТЭ и является устойчивой.

В работе обобщён многолетний опыт производства и длительных испытаний многоэлементных батарей «Фотон» на основе водородно-кислородных щелочных матричных топливных элементов. Рассмотрены межэлементные процессы, влияющие на ресурс батарей, главным из которых является протекание тока между элементами по тонкой плёнке электролита в газовых коллекторах. Это процесс сопровождается перераспределением электролита между элементами, вызывающим их переполюсовки, и электрохимической коррозией в металлических газовых коллекторах батареи.

Исследованы катализаторы типа ядро – оболочка, полученные гальваническим вытеснением неблагородных металлов Pb, Ni или Cu платиновыми металлами Pt-Ru. Изучен поверхностный состав катализаторов методом рентгеновской дисперсионной спектроскопии. Количество платины в составе каталитического слоя определено методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой. Каталитическая активность полученных катализаторов изучена на примере окисления метанола.