Водородная энергетика

В данной работе описаны основные принципы, используемые при разработке портативного источника тока на основе топливных элементов с непрямым окислением борогидрида натрия, представлена принципиальная схема данного источника тока, а также описан механизм его работы. Предлагаемый источник тока обладает рядом достоинств по сравнению с существующими портативными источниками тока.

Расплавы на основе солей лития применяются в различных отраслях техники и научных исследованиях. Это требует совершенствования методов поиска низкоплавких составов и данных о фазовых равновесиях в системах из трех и более компонентов. В работе развит расчетно-экспериментальный метод определения составов эвтектик трехкомпонентных для неорганических систем, который апробирован на двадцати системах из солей лития, а также на трехкомпонентных системах, содержащих иодид лития.

>Методом циклической вольтамперометрии в щелочном растворе исследованы электрохимические и электрокаталитические свойства полимерных фталоцианинов и макрогетероциклических соединений с кобальтом. Изучены редокс-превращения катализаторов в области от 0,5 до -1,4 В при скоростях сканирования от 10 до 100 мВ/с.

Для повышения удельных характеристик поверхностных электродов, используемых в свинцовых аккумуляторах, необходимо исключить влияние внутреннего напряжения в активной массе, получаемой электрохимически. Одним из вариантов решения этой задачи является электрохимическое получение активной массы под давлением, направленным к поверхности образующейся массы.

Предложена технология изготовления оксидноникелевого электрода с основой из никелированного углеродного волокна. Проведено сравнительное исследование электрохимических характеристик (удельная электрическая ёмкость, саморазряд) опытных образцов и контрольного промышленного образца оксидноникелевого электрода с металлокерамической основой. Установлено, что применение основы из никелированного углеродного волокна позволяет сократить расход никеля и его сплавов, упростить технологию изготовления электрода.

Исследована возможность применения импедансной спектроскопии с использованием импульсного метода ступенчатого изменения тока и регистрацией изменения напряжения во времени на клеммах источника с последующим Фурье-преобразованием воздействующего сигнала и отклика на него для оценки текущего состояния литиевого химического источника тока. Предложено использовать предварительный импульс тока с целью минимизации влияния пассивной плёнки. Обоснован алгоритм определения остаточной ёмкости на основе измерения фазы импеданса.

Твердофазным методом получены сложные оксиды состава Li_{1 + x}Ni_{1 / 3}Co_{1 / 3}Mn_{1 / 3}O₂. На основании результатов измерения магнитной восприимчивости сделан вывод о влиянии концентрации лития на соотношение ионов Ni^{2 +} и Ni^{3 +} в Li_{1 + x}Ni_{1 / 3}Co_{1 / 3}Mn_{1 / 3}O₂. Монотонное убывание величины g-фактора, установленное при изучении объектов методом ЭПР, свидетельствует об усилении локальных обменных взаимодействий при понижении температуры.

В работе представлены результаты исследований процессов интеркаляции ионов лития в лазерно облучённый нанодисперсный диоксид титана. Экспериментально установлены режимы лазерной обработки, при которых степень «гостевой» нагрузки и соответственно удельная энергетическая ёмкость соответствующих электрохимических источников тока достигает максимума. Установлены термодинамические особенности токообразования и кинетика процессов внедрения ионов лития в катодный материал.

Концентрированные водно-щелочные смеси борогидридов и боратов натрия и калия используются в качестве топлива и источника водорода в водородной энергетике, в том числе в низкотемпературных топливных элементах. Рабочие характеристики таких смесей определяются их физико-химическими свойствами. Предложен алгоритм расчёта плотности, вязкости и удельной электропроводности смешанных растворов пятикомпонентной взаимной водно-солевой системы K,Na|| OH,BH₄,BO₂–H₂O, основанный на квазиаддитивности этих свойств.

В статье представлены материалы по разработке никель-кадмиевых аккумуляторов с высокоэнергоемкими электродами с учетом подбора и отработки технологии изготовления оксидноникелевых электродов на основе никелированных углеграфитовых войлоков и изучены их разрядные характеристики.