| Аннотация |
Целью настоящего проекта является разработка новых гелевых ион-проводящих полимерных электролитов, способных заменить традиционный водный раствор гидроксида калия. Несмотря на меньшую емкость по сравнению с литий- ионным (Li- Ion) аккумуляторами, Ni-MH источники тока интенсивно используются и непрерывно усовершенствуются из- за дешевизны, эксплуатационной безопасности, высокой экологичности, производственной технологичности и масштабируемости. При этом эффективность работы Ni-MH аккумулятора зависит от материалов катода и анода, способа приготовления электродов, плотности контакта между активным веществом и токосъемником и природой электролита. Полимерные электролиты имеют преимущества перед жидкими благодаря большей экологической безопасности и более низкой коррозионной активности, так же они обладают большей вязкостью и меньшей текучестью в более широком температурном диапазоне. В рамках настоящего проекта предлагается исследовать электролиты на основе поливинилового спирта, полиакрилата калия, а так же их комбинаций и композитных материалов на их основе, с целью выявления оптимального состава для использования в Ni - MH источниках тока. Составы электролитов будут подбираться и уточняться в течение всего проекта исходя из результатов исследований, проведенных сравнительным анализом:
электрохимическими методами, ИК Фурье спектрометрии, термогравиметрическими методами и сканирующей электронной микроскопии. Будут отобраны электролиты с наилучшими электрохимическими характеристиками, результаты измерений будут соотнесены с составом электролитов до и после использования в Ni – MH источнике тока. Впервые предлагается использовать коммерческие анионообменные мембраны в качестве электролитного материала NI-MH источников тока, предварительно подвергнув их обработке для придания необходимых для электролита свойств, а именно размягчение и насыщение мембран соединениями участвующими в переносе гидроксид иона в Ni – MH источнике тока. Большинство из предлагаемых электролитов не были использованы в исследованиях и разработках Ni-MH источников тока или носили единичный характер. Здесь планируется провести систематическое исследование предложенных электролитов с целью определения наиболее перспективных материалов для дальнейшего направления исследований. В качестве анодного материала будет использован интерметаллиды АВ5 типа, в том числе по причине их достаточно глубокого исследования к настоящему моменту. Однако разложение ряда гидридов АВ5 типа происходит при нормальных давлениях и температуре на воздухе за короткие промежутки времени, при этом они подвергаются коррозии и гидрогенолизу, те же процессы характерны для интерметаллидов в щелочной среде. Электролит в виде полимерной матрицы, обладающей ионной проводимостью, предотвратит влияние агрессивных сред на материал анода
и позволит увеличить время жизни гидрида. В качестве катодных материалов будут использованы композиты Ni(OH)2, (Сo,Ni)(OH)2 или (Al,Ni)(OH)2 с углеродными нанотрубками. В ходе выполнения проекта планируется разработка и оптимизация методик формирования электролитов, проведение сравнительных исследований их физико-химических свойств, установление влияния состава и структуры компонентов на электрохимические характеристики Ni-MH источников тока. Коллектив авторов имеет достаточный опыт по исследованию полимерных электролитов, синтезу интерметаллических соединений редкоземельных и 3d-металлов разных типов, а также получения композитов на основе гидроксида никеля с различными углеродными материалами. Кроме того, авторами проекта были исследованы
электрохимические характеристики полученных материалов в составе Ni-MH источников тока. Предполагается, что полученные в рамках настоящего проекта материалы окажутся перспективными в качестве электролитов для Ni-MH аккумуляторов нового поколения с высокой удельной емкостью, высокой циклической стабильностью, увеличенным сроком службы, повышенной коррозионной стойкостью и низкой себестоимостью.
|
