химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

таллических твердых веществ обусловлена наличием ионных дефектов в решетке. Обычно твердые вещества обладают униполярной проводимостью (анионной или катионной), хотя иногда наблюдается и смешанная проводимость. Все твердые электролиты условно можно разделить на две группы. К первой группе относятся твердые электролиты, у которых число вакансий при обычных температурах в решетке невелико, энергия активации миграции ионов весьма высока (50-150 кДж/моль). Примером таких электролитов может быть оксид циркония, стабилизированный оксидами иттрия, кальция и других металлов (Zr02Jo,9 (Y2°3)o,l> (ZT°2)O,85 ССа0)о,15' имеющий проводимость по ионам кислорода О2". Их электрическая проводимость резко возрастает с повышением температуры, поэтому такие электролиты могут применяться лишь при относительно высоких рабочих температурах. Вторая группа твердых электролитов, получивших название "высокопроводящие твердые электролиты", имеет относительно высокую удельную электрическую проводимость уже при невысоких температурах, причем их электрическая проводимость относительно мало изменяется с вышением температуры (W& лежит в пределах 13-30 кДж/моль -см. рис. 1.6. Высокая ионная проводимость этих соединений в твердом состоянии обусловлена разупорядоченностью одной из подрешеток (как правило, катионной). Высокой ионной проводимостью обладает соединение Cu4RbCl3I2 (о258 = 50 Ом"1- м" 1 )• В данном случае электрический ток обеспечивается ионами меди. Изучены твердые электролиты [19; 20; 58; 59, с. 114-^46], в которых заряды переносятся нижеприведенными ионами:

Ag+: Ag4 Rbls, Ag3SI, O-AgI, (C5HsNH)5Ag13I23 и др.; Cu+: Cu4RbCl3I2, CsHsNHBr-0,8CuBT,[(C3H18N2)Br2]5 * * (CuBr)o4;

Li+ : Li3N, Li14Zn Ge016 (лисикон), oc-Li2S04, Li4Si04 и др.;

so

Рис. 1.6. Зависимость удельной электрической проводимости твердых электролитов от температуры:

1 - CaF2 с добавками NaF; 2 - (ZrO^o,? (Y203)o.l! 3 - AgCl; 4 - Lil; 5 - B-AgI; 6O-Agl; 7-ВтА1203 поликристаллическии; S - В-АГ2О3 монокристаллический; 9 Ag3SI; 10-Ag4RbI5

Na+: NaAlnO^, Na3Sc2(P04)3 (фоскан);

Na3Fe2P3Oi,2, Na3Zr2(Si04)2 . P04 (насикон);

H+ (протонная проводимость): x lW^f*"?, "иркония Zr(HP04)2 • Н20 [о293- (4 + 7) * х M°i] О""1 • м-»]и уранила U02(HP041 • 4 Н2 О?о2,0 - 0,04Ом"* х

гетерополикислоты и их соли (о = 1 + 2 Ом"1- м"»), например H3P04(W03)12 - 29 Н20; Н3Р04(Мо03)12 . 29 Н20, CsjPO^MoO^* 1 ЩО-,

толнсурьмяная кислота[H(H20)„]12SbuOx(„ > 1) (о . им"1 • м-1);

51

гидрониевые (3"-полиалюминаты, например и,04 MgO * х 0,84 Н20- 5 А1203 • 2,8 Н20 [о298 = 0,5 + 0,9 Ом"1-м"1];

аммонийэамещенные цеолиты, содержащие воду (массовая доля 6-15%) (о293 = 0,018 * 0,2 Ом"1- м"1);

гидратированные соли HS04, например CsHS04 • п Н20, слож. ные халькогениды и галогениды, органические, например нитраниловая, кислоты и другие соединения.

1.6.5. Ионообменные мембраны. Разновидностью твердых

электролитов можно считать ионообменные мембраны, которые

называются твердополимерными электролитами. Они представляют собой пленки, содержащие иониты, т.е. полимерные

материалы, имеющие функциональные (ионогенные) группы. В

водных растворах функциональные группы диссоциируют на

ионы, причем ионы одного знака заряда прочно удерживаются

ионитом, а ионы другого знака заряда (противоионы) переходят

в раствор. В зависимости от заряда противоионов различают

катиониты и аниониты. Противоионы могут замещаться на

другие ионы того же знака, менять свое положение равновесия, т.е. обладают определенной подвижностью.

Удельная электрическая проводимость ионообменных мембран на один-два порядка ниже проводимости водных растворов электролитов, поэтому для уменьшения омических потерь мембраны должны быть очень тонкими. Кроме того, для повышения электрической проводимости мембран целесообразно повышать рабочую температуру. Устойчивостью при высоких температурах обладают фторированные полиэтиленовые иониты с функциональными группами (-SO3H - нафион, МФ-4СК). Такие мембраны обладают катионной проводимостью (обычно по Н+-ионам) и устойчивостью до температуры 100°С и выше [38].

Недостатком этих мембран является высокая стоимость и коррозионная активность. Например, мембрана "нафион" стоит 320 долл/м2 [60].

1.6.6. Матричные электролиты и сепараторы. Растворы или расплавы электролитов, находящиеся в порах матрицы (электролитоносителя), получили название матричных электролитов. В

качестве матрицы используются пористые диафрагмы на основе асбеста, оксида магния, алюмината лития, целлофана и дРРоль капиллярной матрицы может выполнять и ионообменная

мембрана, пропитанная раствором электролита. К матричным

можно отнести и загущенные электролиты, состоящие из смеси

52 раствора или расплава электролита и порошкообразных наполнителей (крахмала, оксида магния и др.). Матричные электролиты выполняют не только роль ионного проводника, но и сепаратора, т.е. разделителя жидких (или газообразных) окислителей и восстановителей или твердых катода и анода, предотвращающего их пр

страница 17
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Скачать книгу "Электрохимическая энергетика" (2.11Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда аудио аппаратуры
Рекомендуем фирму Ренесанс - кованые винтовые лестницы - оперативно, надежно и доступно!
стул барный jola
Выгодное предложение в КНС Нева на Sony KDL-40WD653 - 10 лет надежной работы в Санкт-Петербурге.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)