Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0411U003999, Кандидатська дисертація На здобуття к.х.н. Дата захисту 27-05-2011 Статус Запланована Назва роботи Електрохімічна система Pb(II) метансульфонат - PbO2 Здобувач Груздєва Олена Володимирівна, Керівник Веліченко Олександр Борисович Опонент Кошель Микола Дмитрович Опонент Полонський Володимир Анатолійович Опис Об'єкт дослідження - електрохімічні процеси в проточних окисно-відновних акумуляторах. Мета роботи - встановити основні закономірності реакцій електроокиснення і відновлення, що протікають на Pb2+/PbO2 електроді проточного окисно-відновного акумулятора в електролітах на основі плюмбум(II) метансульфонату. Методи дослідження - стаціонарна і циклічна вольтамперометрія, хроноамперометрія, потенціометрія, вольтамперометрія з лінійною розгорткою потенціалу, обертовий дисковий електрод (ОДЕ) (вивчення електрохімічних процесів). Гравіметрія, кулонометрія, амперометричне та об'ємне титрування, спектрофотометрія в УФ- та ІЧ-областях (аналіз складу, визначення функціональних груп). Скануюча електронна мікроскопія (СЕМ), елементний рентгенівський мікроаналіз, рентгенівська дифракція і оже-спектроскопія (вивчення морфології покриття і структури матеріалів, визначення хімічного складу поверхневих шарів активної маси). Теретичні та практичні результати.Встановлено закономірності процесів електроосадження і електрохімічного відновлення PbO2 в метансульфонатних електролітах, формування модифікованих матеріалів мають суттєве значення для розвитку теорії електрокристалізації оксидних матеріалів з керованими властивостями. Одержані результати є науковою основою для розробки нових перспективних проточних джерел струму та асиметричних суперконденсаторів, які можуть бути реалізовані без сепаратора з викоритсанням Pb2+/PbO2 електродом та метансульфонової кислоти в якості електроліту. Рекомендації щодо використання результатів дисертації. Результати досліджень процесів, що перебігають на Pb2+/PbO2 в метансульфонатних електролітах можуть бути використані при викладанні дисциплін "Хімічні джерела струму" і "Технічна електрохімія" та НДІ "Гальванохімія" в ДВНЗ "УДХТУ", Національному технічному університеті "КПІ", Національному технічному університеті "ХПІ". Результати дисертаційної роботи щодо експлуатаційних характеристик Pb2+/PbO2 електроду в метансульфонатних електролітах, в тому числі з добавками фторид-іонів, можуть бути використані при розробці нових проточних джерел струму на МНПК "Веста" (м. Дніпропетровськ). На підставі проведених досліджень запропоновано схему процесу, згідно з якою утворення плюмбум(IV) оксиду протікає у п'ять стадій за участю адсорбованих оксигенвмісних частинок і метансульфонатного комплексу Pb2+, а також двох типів розчинних проміжних продуктів три- і чотиривалентного плюмбуму. Новизна положень та результатів. Вперше, на підставі проведених досліджень, запропоновано схему процесу, згідно з якою утворення плюмбум(IV) оксиду протікає у п'ять стадій за участю адсорбованих оксигенвмісних частинок і метансульфонатного комплексу Pb2+, а також двох типів розчинних проміжних продуктів три- і чотиривалентного плюмбуму. Вперше: показано, що добавка фторид-іонів до електроліту знижує швидкість стадії перенесення заряду без зміни механізму процесу; виявлено, що причиною зниження коефіцієнта використання активної маси є утворення твердофазних сполук змінного складу PbO1,49-1,15 при електровідновленні плюмбум(IV) оксиду; встановлено, що іони F- включаються до складу PbO2 покриттів, що осаджуються з електролітів на основі метансульфонової кислоти, а їх кількість може змінюватися в межах від 1,1 до 4,3 ат.% залежно від умов осадження і складу електроліту. Модифікований фтором плюмбум(IV) оксид характеризується вищою перенапругою виділення кисню при заряджанні електрода і меншою схильністю до утворення сполук, які не до кінця відновлені при його розряді, що дозволяє пришвидшити процес заряду - розряду порівняно з немодифікованим PbO2. Зарядно-розрядне циклування в цих системах можна виконувати при струмах заряду/розряду до 120/120 мА/см при високих значеннях коефіцієнта використання активної маси (0,85-1,00), що істотно перевищує відомі аналоги. Показано, що добавка фторид-іонів до електроліту знижує швидкість стадії перенесення заряду без зміни механізму процесу. Виявлено, що причиною зниження коефіцієнта використання активної маси є утворення твердофазних сполук змінного складу PbO1,49-1,15 при електровідновленні плюмбум(IV) оксиду. Встановлено, що іони F- включаються до складу PbO2 покриттів, що осаджуються з електролітів на основі метансульфонової кислоти, а їх кількість може змінюватися в межах від 1,1 до 4,3 ат.% залежно від умов осадження і складу електроліту. Модифікований фтором плюмбум(IV) оксид характеризується вищою перенапругою виділення кисню при заряджанні електрода і меншою схильністю до утворення сполук, які не до кінця відновлені при його розряді, що дозволяє пришвидшити процес заряду - розряду порівняно з немодифікованим PbO2. Зарядно-розрядне циклування в цих системах можна виконувати при струмах заряду/розряду до 120/120 мА/см при високих значеннях коефіцієнта використання активної маси (0,85-1,00), що істотно перевищує відомі аналоги. Дата реєстрації 2011-05-27 Додано в НРАТ 2020-04-04 Закрити