ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)


Для цитирования:

Артюхов Д. И., Киселев Н. В., Горшков Н. В., Гороховский А. В., Бурмистров И. Н. Исследование влияния концентрации электролита на параметры термоэлектрохимической ячейки // Электрохимическая энергетика. 2019. Т. 19, вып. 4. С. 212-?. DOI: 10.18500/1608-4039-2019-19-4-212-222, EDN: BRFDBM

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 62)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Научная статья
EDN: 
BRFDBM

Исследование влияния концентрации электролита на параметры термоэлектрохимической ячейки

Авторы: 
Артюхов Денис Иванович, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Киселев Николай Витальевич, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Горшков Николай Вячеславович, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Гороховский Александр Владиленович, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Бурмистров Игорь Николаевич, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Аннотация: 

Использование тепла низкотемпературных источников, традиционно-рассеивающегося в окружающую среду, для производства полезной энергии является актуальной научно-технической задачей. В статье рассматривается электрохимический принцип сбора теплоты низкотемпературных источников (температура менее 100°С) и конверсии ее в электричество с использование термоэлектрохимической ячейки на основе комплексных солей гексацианоферрита/гексацианоферрата калия. Эффективность преобразования низкотемпературного тепла в полезную энергию в исследуемом типе ячеек в значительной степени зависит от концентрации электролита. В работе установлены зависимости выходной мощности термоэлектрохимической ячейки от концентрации электролита в диапазоне от 0.2 до 0.6 моль/л и при температурных градиентах от 10 до 50 градусов. Результаты измерения комплексного импеданса показали взаимосвязь внутреннего сопротивления ячейки и концентрации электролита. Полученные данные позволяют оптимизировать составы электролитов на основе гексацианоферрита/гексацианоферрата калия для разработки устройств преобразования низкотемпературного тепла в электроэнергию.

Список источников: 

1. Dupont M. F., MacFarlane D. R., Pringle J. M. Thermo-electrochemical cells for waste heat harvesting – progress and perspectives // Chem. Commun. 2017. Vol. 53, № 47. P. 6288–6302. DOI: https://doi.org/10.1039/C7CC02160G

2. Gunawan A., Lin C.-H., Buttry D. A. Liquid thermoelectrics : review of recent and limited new data of thermogalvanic cell experiments // Nanoscale Microscale Thermophys. 2013. Vol. 17, № 4. P. 304–323. DOI: https://doi.org/10.1080/15567265.2013.776149

3. Im H., Kim T., Song H., Choi J., Park J. S., Ovalle-Robles R., Yang H. D., Kihm K. D., Baughman R. H., Lee H. H., Kang T. J., Kim Y. H. High-efficiency electrochemical thermal energy harvester using carbon nanotube aerogel sheet electrodes // Nature communications. 2016. Vol. 7. P. 1–8. DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms10600

4. Shindrov A., Artyukhov D., Vikulova M., Spirin N., Nikitina N., Savin N., Gorshkov N., Burmistrov I. Thermo-electrochemical cells based on polymer and mineral hydrogels for low-grade waste heat conversion // AIP Conference Proceedings. 2017. Vol. 1899, № 1. P. 020016. DOI: https://doi.org//10.1063/1.5009841

5. Zhang L., Kim T., Li N., Kang T. J., Chen J., Pringle J. M., Zhang M., Kazim A. H., Fang S., Haines C., Al-Masri D., Cola B. A., Razal J. M., Di J., Beirne S., MacFarlane D. R., Gonzalez-Martin A., Mathew S., Kim Y. H., Wallace G., Baughman R. H. High Power Density Electrochemical Thermocells for Inexpensively Harvesting Low-Grade Thermal Energy // Advanced Materials. 2017. Vol. 29, № 12. P. 1605652. DOI: https://doi.org//10.1002/adma.201605652

6. Romano M., Li N., Antiohos D., Razal J., Nattestad A., Beirne S., Fang S., Chen Y., Jalili R., Wallace G., Baughman R., Chen J. Carbon Nanotube – Reduced Graphene Oxide Composites for Thermal Energy Harvesting Applications // Advanced Materials. 2013. Vol. 25, № 45. P. 6602–6606. DOI: https://doi.org//10.1002/adma.201303295

7. Kim T., Lee J., Lee G., Yoon H., Kang T., Kim Y. High thermopower of ferri / ferrocyanide redox couple in organic-water solutions // Nano Energy. 2016. Vol. 31. P. 160–167. DOI: https://doi.org//10.1016/j.nanoen.2016.11.014

8. Quickenden T. I., Mua Y. A. Review of power generation in aqueous thermogalvanic cells // J. Electrochem. Soc., 1995. Vol. 142, № 11. Р. 3985–3994. DOI: https://doi.org//10.1149/1.2048446

9. Kazim A. H., Cola B. A. Electrochemical Characterization of Carbon Nanotube and Poly (3,4-ethylenedioxythiophene)Poly(styrenesulfonate) Composite Aqueous Electrolyte for Thermo-Electrochemical Cells // Journal of the Electrochemical Society. 2016. Vol. 163, № 8. P. F867–F871. DOI: https://doi.org//10.1149/2.0981608jes

10. Alavanthar T., Ellappan V. Stimulating electrode design for implantable sub retina research application : A novel approach // International Journal of Engineering & Technology. 2018. Vol. 7, № 2.24. P. 570–577.

11. Parulekar S., Sholapure S., Holmukhe R. M., Karandikar P. B. Study of PVDF Based Electrode Structure in Supercapacitors // International Journal of Engineering & Technology. 2018. Vol. 7, № 4.5. P. 313–315.

12. Wang J. B., Zhang H., Guo X. Full coupling response of single-walled carbon nanotubes // International Journal for Multiscale Computational Engineering. 2013. Vol. 11, № 1. P. 37–43. DOI: https://doi.org/10.1615/IntJMultCompEng.2012003180

13. Burmistrov I. N., Muratov D. S., Ilinykh I. A., Kolesmikov E. A., Godymchuk A. Yu., Kuznetsov D. V. The effects of liquid-phase oxidation of multiwall carbon nanotubes on their surface characteristics // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 112, № 1. P. 012004. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/112/1/012004

14. Burmistrov I., Kovyneva N., Gorshkov N., Gorokhovsky A., Durakov A., Artyukhov D., Kiselev N. Development of new electrode materials for thermo-electrochemical cells for waste heat harvesting // Renewable Energy Focus. 2019. Vol. 29. P. 42–48. DOI: https://doi.org//10.1016/j.ref.2019.02.003

15. Hu R., ColaqB., Haram N., Barisci J., Lee S., Stoughton S., Wallace G., Too C., Thomas M., Gestos A., Cruz M., Ferraris J., Zakhidov A., Baughman R. Harvesting Waste Thermal Energy Using a Carbon-Nanotube-Based ThermoElectrochemical Cell // Nano Letters, 2010. Vol. 10, № 3. P. 838-846. DOI: https://doi.org//10.1021/nl903267n

Поступила в редакцию: 
22.11.2019
Принята к публикации: 
29.11.2019
Опубликована: 
23.12.2019