Топливные элементы

В обзоре работ по термостойким протонообменным мембранам для топливных элементов рассмотрены три группы мембран: модифицированные мембраны на основе перфторсульфоновой кислоты; альтернативные сульфатированные полимеры и их композитные мембраны; кислотно-щелочные полимерные мембраны.

Исследована электрохимическая активность электродов для электролиза воды. В качестве катализаторов применялись покрытия из Ni–S–Co, суспензии LaNi_2.5Co_2.4Al_0.1 или их сочетания. В качестве электролита при испытании электродов использовали 30%-ный KOH или NaOH. Плотность тока варьировали в диапазоне от 10 до 600 мА/см² при температуре 20–80°С.

Исследованы фазовый состав, термический коэффициент линейного расширения и электропроводность материалов Pr_1.85Sr_0.15Ni_1-xCu_xO₄ (0.0; 0.1; 0.5; 0.9 и 1), Pr₂NiO₄ и Pr₂CuO₄ на воздухе в интервале температур 100–1000°С.

В работе рассмотрено влияние новых типов сепараторов, имеющих дополнительный стекломат со стороны положительного электрода и обеспечивающих сжатие активной массы, а также новых сплавов для положительных токоотводов на некоторые эксплуатационные характеристики аккумуляторов (начальную ёмкость, изменение уровня электролита при заряде и разряде).

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.