Щелочные аккумуляторы

Практический интерес к проточным редокс-батареям возник в последние десятилетия в связи с интенсивным развитием альтернативной энергетики (солнечной, ветровой) и регулированием пиковых нагрузок в промышленных электрических сетях. Оказалось, что крупномасштабные накопители энергии для компенсации колебаний выработки энергии солнцем и ветром, для снижения пиковых нагрузок в промышленных электрических сетях и систем обеспечения электроэнергией крупных домохозяйств выгоднее реализовывать на проточных редокс-батареях.

Рассмотрены работы последних 15 лет, посвящённые возможности использования металлического лития в аккумуляторах.

Изложены результаты исследования электрохимического восстановления многослойного оксида графена при потенциостатическом режиме, показана возможность использования щелочного электролита (KOH) с концентрацией ниже 0.1 М. Идентификация электрохимически восстановленного оксида графена проводилась методами рентгенофазового анализа, ИК-Фурье и ИК-КР спектроскопией. Методом ИК-КР установлено увеличение интенсивности G и 2D полосы, свидетельствующее об образовании малослойных форм восстановленного оксида графена.

Проведено термодинамическое моделирование равновесий газ (O₂ + СO₂) - расплавленные смеси карбонатов щелочных металлов. Предложены два алгоритма расчета равновесий CO₃^2- = О^2- + CO₂, O₂^2- = O₂^2- + 1/2O₂, 2O₂^- = О^2- + 3/2O₂.

На основании анализа энергетического баланса теплового разгона показано, что тепловой разгон происходит не за счет внешнего источника тока, а за счет мощной внутренней самоускоряющейся экзотермической реакции. Причем данная реакция происходит в совершенно случайных местах электрода, начинаясь от точки и распространяясь по радиусу подобно процессу горения.

Исследована проблема совершенствования качественных характеристик анодов и катодов литий-ионных аккумуляторов (ЛИА). Проанализирован вклад некоторых основных этапов процесса изготовления электродов, играющих ключевую роль в производстве ЛИА и определяющих их электрохимическое поведение. Рассмотрены практические способы и рекомендации для достижения предпочтительных электрохимических характеристик анодов и катодов ЛИА.

Синтезировано две серии катализаторов электроокисления этанола PtSnX (X = Ni, Co, Mn, V) и RuM (M = Cr, Ti, Mn, V, W). Методом просвечивающей электронной микроскопии и циклической вольтамперометрии показано, что размер частиц металлической фазы в PtSnX катализаторах составляет 2–2.5 нм, а величина удельной поверхности – 80–90 м²/г, что близко к структурным характеристикам коммерческого катализатора.

Рассмотрены основные вопросы и некоторые особенности, связанные с очисткой и идентификацией растворителей, применяемых в литиевых химических источниках тока. Предложена общая схема подготовки неводных растворителей. Приведены методики подготовки ряда наиболее часто используемых апротонных растворителей, которые обеспечивают необходимую степень чистоты растворителей для научного и практического применения.

Проведена работа по снижению потерь никеля на стадии физико-механических операций извлечения активной массы из ламельного оксидноникелевого электрода при регенеративной переработке выведенных из эксплуатации щелочных аккумуляторов. Степень извлечения никеля 98% достигается за счет термической обработки оксидноникелевых электродов, в результате которой гидроксид никеля (II), содержащийся в положительном электродном материале, переходит в оксид никеля (II) – легко отделяемый от металлической составляющей материал.

Исследовано влияние конструктивных параметров токоотвода на эффективность работы положительного электрода.