Литиевые электрохимические системы

Рассмотрено влияние некоторых факторов на обеспечение требуемой мощности и энергии свинцово-кислотной аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации в локальных электроэнергетических системах.

Проведено исследование кинетики начальных стадий анодного оксидообразования на титане и цирконии в органических растворителях. Определены параметры влияния природы растворителя, металла и условий поляризации на стадии формирования поверхностного слоя.

Изучено влияние природы фоновой соли на характеристики циклического катодного осаждения и анодного растворения лития (в дальнейшем циклирования) на электроде из нержавеющей стали в электролитах на основе сульфолана. Показано, что перенапряжения катодного и анодного процессов уменьшаются в ряду LiBF₄ > LiCF₃SO₃ > LiClO₄ > Li₂S_n. Наибольшая кулоновская эффективность и длительность циклирования лития достигаются при использовании в качестве фоновой соли полисульфидов лития.

Описаны методы синтеза высокоэффективных наноструктурных электрокатализаторов для электрохимических систем с твердым полимерным электролитом (ТПЭ), исследованы их структурные и электрохимические свойства. Получены вольт-амперные характеристики мембранно-электродных блоков (МЭБ) на основе синтезированных электрокатализаторов в составе топливного элемента, электролизера воды и обратимого элемента с ТПЭ.

Разработаны методы синтеза, синтезированы и исследованы двух- и трехкомпонентные катодные катализаторы на основе рутения RuM/C и RuMSe/C (где М – Ni, Co, Fe, V), нанесенные на сажу ХС 72. Изучено влияние различных прекурсоров, соотношения металлов, условий синтеза и природы металла группы железа на активность каталитических систем в реакции восстановления кислорода. Исследования проводили методом вращающегося дискового электрода в 0.5М H₂SO₄ при температуре 60°C.

Методом вращающегося дискового электрода проведено изучение основных закономерностей электрохимического поведения медиатора как основного электроактивного компонента биоэлектрохимической системы и определено влияние скорости вращения электрода, концентрации медиатора, глюкозы и микробных клеток на общую скорость процесса биоэлектрокаталитического окисления глюкозы.

Изучено влияние концентрации сурьмы, олова, кадмия, а также кальция, серебра и бария на некоторые характеристики свинцово-сурьмяных и свинцово-кальциевых сплавов. Получено, что лучшие коррозионные свойства среди свинцово-сурьмяных показал сплав, легированный кадмием, а среди свинцово-кальциевых – сплав, легированный барием.

Исследовано влияние высокоупорядоченных углеродных кластеров (сажи, содержащие фуллерены и нанотрубки) на структуру паст и показан их положительный эффект. Установлено влияние частичной гидрофобизации отрицательной активной массы на эффективность замкнутого кислородного цикла. Изучено влияние различных добавок (С₇H₆O₂, C₈H₈O₂, (-CF₃-CF₂₅-)QZ) на водородное перенапряжение.

Приведена концепция переработки положительного электродного материала, извлеченного из отработанных щелочных аккумуляторов, основанная на преимущественном отделении железной составляющей от никеля на стадиях гидрометаллургического передела.

Изучены особенности функционирования «свободно дышащего» водородно-воздушного топливного элемента (ТЭ) в условиях ограниченного объема. Исследования проводились на тонких двухэлементных стеках, предназначенных для использования в прототипе конкретного устройства источника питания (ИП), включающего алюминиево-водный микрогенератор водорода. В области малых плотностей тока (< 200 мА/см²) было установлено, что характеристики ТЭ после заключения в малый объем ИП за счет собственного увлажнения становятся немного лучше, чем в условиях неограниченного объема.