Топливные элементы

Показано, что активационно-омические слагаемые в эмпирических уравнениях Шеферда, Хаскиной – Даниленко, Шеферда – Дасояна, Романова неправильно описывают активационно-омические процессы при разряде аккумуляторов постоянным током. Предложено новое выражение U = RI + A ln(BI + 1), соответствующее экспериментальным данным.

Показано, что в процессе эксплуатации никель-кадмиевых аккумуляторов в их электродах накапливается большое количество водорода.

Изучены энерго-мощностные характеристики суперконденсаторов с водным раствором электролита и с электродами на основе углеродного материала, полученного из растительного сырья. Предложены режимы карбонизации предложенных видов сырья, а также технология активации карбонизированного материала. Показано, что активированные материалы, полученные на основе сажки кукурузы и кукурузных рылец (corn stigmas), обладают высокими энерго-мощностными характеристиками.

На основе вольтамперометрических и гальваностатических исследований проведено сравнение энерго-мощностных характеристик электродов из однослойных углеродных нанотрубок (ОСУНТ) и из мезопористого активированного угля марки ФАС. Показана высокая обратимость процессов заряжения ОСУНТ. Установлено, что величина интервала потенциалов разложения электролита для ОСУНТ в водных растворах серной кислоты превышает 1.4 В.

Было проведено замещение фазы Li₈ZrO₆, обладающей относительно высокой проводимостью и химической устойчивостью к литию, с целью повышения электропроводности. Установленная область гомогенности твердых растворов Li₈Zr_{1 - x}Ce_xO₆ составила 0 ? x < 0.07. Исследованы транспортные свойства твердых электролитов в системе Li₈Zr_{1 - x}Ce_xO₆ (электронная составляющая общей проводимости, температурные и концентрационные зависимости проводимости и энергии активации).

С помощью метода электрохимических шумов исследованы процессы, протекающие на Li-электроде в бестоковом состоянии и при поляризации в апротоннных органических электролитах. Анализом шумовых характеристик Li-электрода подтверждено, что при его катодной и анодной поляризации электрохимический процесс локализован под пассивирующей пленкой.

Изучены особенности работы алюмоводных микрогенераторов водорода для портативных источников тока на основе топливных элементов, разработанных в ОИВТ РАН. Представлены результаты исследований факторов, влияющих на скорость выделения водорода, способов ее регулирования и работы микрогенератора водорода совместно с батареей водородно-воздушных топливных элементов, в условия близких к условиям практической работы в источниках тока.

С целью улучшения структурной стабильности при циклировании осуществлялась модификация LiMn₂O₄ путем совместного допирования 3d-металлами (Co, Ni, Cr, Fe) и литием. Синтез шпинелей проводили с применением предварительной механической активации смеси реагентов и последующего нагревания при 750°С.

Методом термодинамического моделирования найдены равновесные продукты взаимодействия в системе металлический литий – твердый электролит (ТЭЛ) в температурном интервале 25–165°С (ТЭЛ – Li₆BeO₄, LiYO₂, LiScO₂, Li₅SiN₃, Li₈SiN₄, Li₃AlN₂, Li₂SO₄, Li₂ZrO₃, Li₄ZrO₄, Li₈ZrO₆, Li₅AlO₄).

В работе изучены некоторые закономерности образования пористой структуры при изготовлении углеродных саже-фторопластовых газодиффузионных слоев (ГДС) высокоинформативным методом динамической десорбционной порометрии. Были получены кривые распределения пор по размерам исходных и гидрофобизированных саж и газодиффузионных слоев, а также удельные поверхности исследуемых образцов саж. Было проанализировано влияние различных технологических параметров на пористую структуру ГДС.