Сорбционные и электрокаталитические свойства электродных материалов на основе водородосорбирующих сплавов АВ5 и АВ2

• Автор: Шао Хуйбо
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. 1МС и сплавы для анодов М1МНаккмуляторов

.2. Способы изготовления и активации

МКэлектродов.

1.3. Процессы заряда и разряда Мйэлектрсдов

4.4. Практическое использование ИМС в

МШаккумуляторах.

2. МЕТОДИЧЕСКИ ЧАСТЬ.

2.1. Электродные материалы.

2.1.1. Приготовление сплавов

2.1.2. Приготовление электродных материалов

на основе ИМС и связующих веществ
2.2. Реактивы и газы, используемые при
электрохимических измерениях.
2.3. Ячейка и приборы для электрохимических
измерений
2.4. Электрохимические методы
2.4.1. Метод измерения кривых разряда
2.4.2. Метод измерения потенциодкнамических

Метод изменения стационарных
поляризационных кривых.
2.4.4. Метод регистрации спада потенциала
при разомкнутой цепи.
2.4.5. Метод электрохимической экстракции
РП ТТГГ. ТТЛ . . 4Т
3. ЗКСЕРММЕНТАЛЬШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование сорбционных характеристик
МНэлектродов.
3.3. Исследование электрон а т алиткче ской активности
МНэлектродоЕ в реакции выделения водорода
3.3. Влияние режима активации на свойства
МКэлектродов
3.4. Определение термодинамических характеристик
сорбции водорода
3.5. Изучение диффузии водорода в электродных
материалах
3.6. Попытка модельного описания разрядных
характеристик МНэлектродов.
4. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
5. ЛИТЕРАТУРА.
ВВЕДЕНИЕ


Сформулированы причины влияния природы связующего на разрядные характеристики электродных материалов. Впервые оценены эффективные коэффициенты диффузии водорода в материалах на основе ШС и Сисвязки. Выполнен анализ разрядных характеристик МНзлектродоз на основе ряда современных моделей процесса разряда таких электродов. Результаты работы могут быть использованы при поиске и разработке новых электродных материалов для различных электрохимических . М1МНаккумуляторов. К настоящему времени исследование большое количество около 0 водорсдосорбирующих ШС и сплавов сс стехиометрией АВ, АВР, АВ3 и АВ5, А редкоземельный элемент РЗЭ, В переходный элемент, а в последние годы все большее внимание исследователей привлекают сплавы нестехиометрического состава типа АВ и АЗ. В.
К водородосорбирующим электродным материалам предъявляются следующие требования. Высокая емкость по водороду, т. Высокая скорость диффузии водорода в кристаллической решетке ШС , обеспечивающая возможность разряда электродов большими плотностями тока. Высокая электрокаталитическая активность в реакциях выделения и окисления водорода. Медленный саморазряд, т. Устойчивость к окислению и коррозии в щелочном растворе, по крайней мере, в области потенциалов абсорбциидесорбции водорода. Механическая стабильность при многократном повторении зарядноразрядных циклов. Сравнительно низкая стоимость и простота промышленного изготовления. Наибольшее практическое применение получили многокомпонентные ШС и сплавы на основе ЬаМ5. ШС ПаЛ, способное поглощать до 1, масс. МНэлектрода 3. Однако, несмотря на большую емкость по водороду, высокую электронаталитическую активность и коррозионную устойчивость в растворе электролита С3, практическое использование ЬаЛ в качестве МНэлектрода ограничено. Прежде всего, это связано с относительно высоким равновесным давлением водорода в системе ИМС ЬаМ5 0. МПа , 3 , т. М. Поэтому в открытых электрохимических ячейках разрядные емкости ЬаЛэлектрода существенно ниже , , 3, чем можно было бы ожидать из изотермы давлениесостав для системы 1аЫ в газовой фазе 0 мА. Этим также объясняется и тот факт, что зарядная катодная емкость по водороду ЬаЛ выше разрядной анодной емкости , , 3. Для сохранения разрядной электрохимической емкости з системе ЬаМ Н2, близкой к зарядной, необходимо использовать герметичные электрохимические ячейки с полностью погруженным в электролит электродом или создавать в ячейке давление, превышающее атмосферное. Другим недостатком ЬаШ, электродов является быстрое снижение разрядной емкости при циклировании электрохимического зарядаразряда. МНэлектродов удалось достигнуть лишь при использовании е качестве электродного материала многокомпонентных производных ЬаМ5, полученных частичным замещением Ьа и 1 на другие элементы. Несмотря на многочисленность проведенных исследований, научного подхода к выбору оптимального состава ИМС или сплава не найдено, хотя определенные попытки в этом направлении были сделаны. АН энтальпия образования гидрида. Изменение энтропии при абсорбции водорода в основном определяется потерей энтропии водородного газа, стандартная величина которой составляет 0 ДжК. ИМС. Другие факторы оказызают незначительное влияние на изменение энтропии. ДК ц . Устойчивый при
атмосферном давлении т. МПа гидрид характеризуется энтальпией образования более отрицательной, чем кДжМоль С1. ДНАБ н становится
более отрицательной. Однако повышение устойчивости гидридов сопровождается быстрым спадом водородоемкости ШС. А ч. МПа. Мидема и сотр. ДН и АНВ н энтальпии образования бинарных
гидридов индивидуальных металлов, ДНАВ энтальпия образо
вания ММС, Т поправочный коэффициент. Величины х, у и 1 меняются по мере изменения состава ШС, т. Из этого уравнения видно, что устойчивость тройного гидрида АВпНху повышается по мере понижения устойчивости ИМС АЕГ. Это явление получило название правила обратной устойчивости. Рассчитанные по метод Лидемы величины энтальпии образования ИМС и бинарных гидридов хорошо согласуются с экспериментальными данными .