авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 16 |

«XIX МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ СЪЕЗД ПО ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ Волгоград, 25–30 сентября 2011 г. ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ В четырех томах ...»

-- [ Страница 2 ] --

Энгельсский технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета, 413100, г. Энгельс, пл. Свободы 17, e-mail: provodimost@mаil.ru Метод электрохимического внедрения металлов в твердые элек троды, позволяющий формировать в матрице электрода фрагменты структуры размером от отдельного атома до многоатомных молекул позволяет создавать материалы с элементами наноструктурирования, обладающие уникальными функциональными свойствами [1, 2]. Кине тика и механизм процессов формирования соединений внедрения на основе меди, висмута, свинца, таллия практически не изучены. Наши эксперименты показали, внедрение металлов переменной валентности (Bi, Tl, Pb) в Cu из водных растворов их солей сопровождается образова нием, помимо металлических фаз Bi, Pb, -Tl, оксидов -Bi2O3, - Bi2O3, Pb2O3, Pb3O4;

Tl2O3, Cu2O и фаз состава Bi12PbO20, Cu6PbO8, CuBi2O4.

Это позволяет, реализовав совмещение процессов катодного внедре ния, разряда молекул воды и продуктов гидролитического разложе ния, предложить новую технологию получения многокомпонентных металлических систем со свойствами высокотемпературных сверх проводников, содержащих оксиды с нарушенной стехиометрией по кислороду. Внедрение Bi в Cu, сопровождающееся образованием ин терметаллического соединения (константа внедрения kB=2,674, мА/см2с-1/2) происходит со скоростью на порядок выше, чем в Pb (kB=0,0070,017мА/см2с-1/2). На сплаве Cu-Pb наблюдается синергети ческий эффект (kB=1,1027,90 мА/см2с-1/2). При внедрении Tl в Cu kB=1,804,55 мА/см2с-1/2, и Bi в Pb образуются твердые растворы. При этом наноструктурирование в Cu электроде согласно лазерному мик розондированию и рентгеновской дифрактометрии возможно на всю глубину электрода. Размеры частиц при этом можно менять от 10 нм до нескольких тысяч нм.

ЛИТЕРАТУРА 1. Кабанов Б.Н., Астахов И.И., Киселева И.Г. Кинетика сложных электрохи мических реакций. М.: «Наука» 1981. С. 200.

2. Попова С.С. Фазы внедрения в электрохимии и электрохимической техно логии: Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов. 1993. С. 78.

42 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители НАНОДИСПЕРСНЫЕ СПЛАВЫ Pd-Au НА СИБУНИТЕ НОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ ВОДОРОДА В ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ Пыряев П.А., Симонов А.Н., Мороз Б.Л., Бухтияров В.И., Пармон В.Н.

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, 630090, Новосибирск, проспект Лаврентьева e-mail: ppa@catalysis.ru В качестве катализатора реакции окисления водорода (РОВ) на аноде водородного топливного элемента (ВТЭ) обычно применяют платину или Pt-Ru сплавы. Ограниченность природных запасов и вы сокая стоимость платины вызывают необходимость ее замены, напри мер, палладием. Каталитическая активность чистого Pd в РОВ недос таточно высока, но, как показали модельные эксперименты [1], ее можно увеличить, взяв палладий в сочетании с золотом. Нами пред ложен метод приготовления анодных катализаторов PdAu/C (С = син тетический мезопористый углеродный носитель сибунит) для РОВ, который включает нанесение Pd(NO3)2 из раствора на композит Au/C, содержащий наночастицы Au0, и последующую термообработку. Этим способом синтезированы катализаторы содержащие до 4.4 вес.% (Pd+Au) с разным атомным соотношением Pd/Au в области от 0.5 до 3.9. Как определено РФА, ПЭМ, РФЭС и EXAFS, эти катализаторы содержат частицы сплава Pd-Au размером не более 5 нм, в которых возможно присутствует некоторое количество растворенного углерода из носителя. При увеличении соотношения Pd/Au структура частиц сплава изменяется от «гомофильной» до структуры типа core (Pd)-shell (Au). Катализаторы PdAu/C сплавного типа показали высокую актив ность в РОВ и повышенную толерантность к СО, по сравнению с мо нометаллическими Pd катализаторами. Активность этих катализато ров, отнесенная к поверхности Pd, монотонно возрастает с уменьше нием содержания Pd и значительно выше активности катализаторов, которые содержат частицы Au, покрытые слоем Pd без образования твердого раствора Pd1-xAux. В докладе обсуждаются причины промо тирующего влияния золота на каталитические свойства палладия в РОВ и на его толерантность к СО.

ЛИТЕРАТУРА 1. Simonov A.N., Pyrjaev P.A., Moroz B.L., Bukhtiyarov V.I., Parmon V.N.

EuropaCat IX, Salamanka, Spain, August 30 – September 04, 2009, P9-25 (2 pp).

Работа выполнена при финансовой поддержке программы УМНИК (7389р/10166) и грантов Президента РФ для молодых ученых (№ MK-380.2011.3) и ведущих научных школ (НШ-3156.2010.3).

Устные доклады МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ АНОДНЫЕ ОКСИДНЫЕ СЛОИ НА МЕТАЛЛАХ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ Руднев В.С.

Институт химии Дальневосточного отделения РАН, пр.100-лет Владивостока, 159, Владивосток,690022, Россия.

e-mail: rudnevvs@ich.dvo.ru В докладе будут обобщены полученные в нашем коллективе све дения о применении водных электролитов с полифосфатными и фто ридными комплексами металлов, изо- и гетерополиоксоанионами, электролитов, выделяющих твердые осадки, для направленного фор мирования на вентильных металлах многофазных ПЭО-пленок. Рас смотрены возможные области применения композиций металл/мно гофазная поверхностная ПЭО-структура.

В условиях анодной поляризации рост ПЭО-пленок происходит за счет двух основных составляющих: I – электрохимического окисления в первые моменты времени и, при появлении электрических разрядов, на местах свободных от их присутствия, II – процессов и взаимодейст вий, инициируемых электрическими разрядами на прилегающих к месту их действия локальных участках поверхности.

Отмеченные выше особенности приводят к формированию анод ных слоев, отличающихся по составу и характеристикам от форми руемых традиционным (доискровым) анодированием. Получены слои, включающие в состав не только оксиды обрабатываемого металла в различных, в том числе высокотемпературных фазовых модификаци ях, но и соединения на основе компонентов электролита, электролита и подложки. Метод позволяет формировать поверхностные структуры с определенными составом и свойствами.

Одно из перспективных направлений – применение металло оксидных, металло-оксидно-фосфатных композиций как носителей ка талитически активных соединений и благородных металлов, а также обладающих собственной каталитической активностью. Сформиро ванные в электролитах с полифосфатными комплексами М на алюми нии и титане ПЭО-слои, содержащие фосфаты меди, стронция, цинка, кадмия или свинца обладают антибактериальными свойствами. Ряд из полученных поверхностных структур представляет интерес для защиты металлов и сплавов от коррозионных разрушений.

Метод плазменно-электролитического оксидирования-осаждения весьма эффективен для направленного получения композиций вентиль ный металл/поверхностный слой с определенным фазовым составом и свойствами.

44 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители КИСЛОРОДПРОНИЦАЕМЫЕ МЕМБРАНЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА Сергеева В.С., Мурашкина А.А., Медведев Д.С., Демин А.К.

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, 620990, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской 22 / Академическая 20, e-mail: vera-ser@yandex.ru Оксидные материалы со смешанной кислород-ионной и электрон ной проводимостью являются перспективными для применения в ка честве кислородпроницаемых мембран в устройствах для получения чистого водорода экономичным и экологически чистым методом элек трохимической конверсии. Эксплуатация таких материалов предпола гает знание условий их получения, границ термодинамической устой чивости при различных режимах работы, а также зависимости физико химических свойств от внешних условий.

В данной работе синтезированы образцы Sr1-xLnxTi0.5Fe0.5O3-, (Ln=Pr, Gd, La) по стандартной керамической технологии из соответствующих оксидов и карбонатов при температуре синтеза 1150оС. Согласно РФА образцы являлись однофазными 0х0.4 при замещении стронция празе одимом и лантаном, 0х0.15 при допировании гадолинием.

Проводимость образцов уменьшается с ростом х в Sr1-xLnxTi0.5Fe0.5O3 о, максимальной проводимостью обладает SrTi0.5Fe0.5O3-: при 900 С и -16 - рО2=110 атм электропроводность равна 0.47 См см. Электропровод ность допированных систем увеличивается в ряду La, Gd, Pr. Было уста новлено, что введение допанта приводит к увеличению стабильности ма териала (исследования проводились для систем SrTi0.5Fe0.5O3- и Sr0,95Gd0,05Ti0.5Fe0.5O3-): после выдержки в течение 500 ч при 900оС и рО2=110-19 атм снижение электропроводности образцов базового состава составило 50%, тогда как для образцов с х=0.05 – только 20%.

Было установлено, что с ростом х происходит уменьшение кислоро допроницаемости, что, по-видимому, связано с уменьшением концентра ции кислородных вакансий в материале. При введении допанта в подре шетку стронция происходит уменьшение значений ТКЛР в низко- и вы сокотемпературной области и смещение изгиба на температурной кривой линейного расширения в низкотемпературную область.

Таким образом, увеличение стабильности Sr0,95Gd0,05Ti0.5Fe0.5O3- в восстановительных условиях при незначительном снижении кисло родпроницаемости делает перспективным применение данного мате риала в качестве мембран в устройствах для получения водорода ме тодом электрохимической конверсии.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект №11-08-00099-a.

Устные доклады ЛИТИЙ-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Скундин А.М.

Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва, e-mail: askundin@mail.ru Современные литий-ионные аккумуляторы основаны на традицион ной электрохимической системе, в которой отрицательные электроды изготовлены из углеродных материалов (удельная емкость около 350 мАч/г), а положительные из литированных оксидов кобальта или никеля или из литий-марганцевых шпинелей (удельная емкость 120150 мАч/г). Создание литий-ионных аккумуляторов нового поко ления предполагает использование более емких материалов. Кроме того, требования безопасности диктуют необходимость снижения рабочего на пряжения, что также связано с неизбежностью повышения емкости.

Наиболее привлекательными материалами для отрицательного электрода являются тонкие пленки или наночастицы кремния, а также наноструктурированные композиты кремния с углеродом.

Теоретическая емкость кремния по внедрению лития составляет 4200 мАч/г, практические величины для чисто кремниевых элек тродов превышают 3000 мАч/г, а для композитов близки к 2000 мАч/г, при этом наноструктурный характер материалов является необхо димым условием их работы.

Наибольший интерес для положительных электродов представля ют оксиды ванадия. Обычные оксиды ванадия способны к обратимому внедрению небольших количеств лития (не более 150 мАч/г) и попыт ки более глубокого литирования приводят к необратимым структур ным изменениям. В то же время, разнообразные формы нанострукту ри-рованных оксидов ванадия (в том числе, композиты ксерогелей V2O5 с полимерами или наностержни литий-ванадиевых бронз) позво ляют реализовать обратимую емкость 400500 мАч/г в течение многих десятков циклов.

В докладе приводятся примеры активных материалов, разработан ных в кооперации Института физической химии и электрохимии им.

А.Н.Фрумкина РАН с другими отечественными исследовательскими центрами, и оценки характеристик литий-ионных аккумуляторов но вого поколения.

46 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ПРОТОН-ПРОВОДЯЩЕЙ МЕМБРАНОЙ ИЗ ДОПИРОВАННОГО ФОСФОРНОЙ КИСЛОТОЙ ПОЛИБЕНЗИМИДАЗОЛА Тарасевич М.Р.,а Модестов А.Д.,а Малеева Е.А.,а Загудаева Н.М.,а Филимонов В.Я.,а Давыдова Е.С.,а Лейкин А.Ю.,б Билера И.В.в а Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской Академии Наук, 119991, Москва, Ленинский проспект, 31, e-mail: modestov@elchem.ac.ru б Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской Академии Наук, 119991, Москва, улица Вавилова, в Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской Академии Наук, Москва, Ленинский проспект, Дан анализ состояния исследований направленных на создание среднетемпературного топливного элемента (ТЭ) в мире и России, рассмотрены достоинства и перспективы ТЭ этого типа. Высокая ра бочая температура (140-200оC) ТЭ с протон-проводящей мембраной из допированного фосфорной кислотой полибензимидазола (ПБИ-ФК) обусловливает высокую толерантность среднетемператерного ТЭ с ПБИ-ФК мембраной к примеси СО в водородном топливе. Так как в настоящее время отсутствуют инфраструктуры производства водорода и его доставки, источником водорода для энергоустановок на ТЭ, в ближайшее время, будет водород, полученный в топливном процессо ре паровым риформингом углеводородного топлива или спиртов. Бла годаря высокай толерантности к CO, ТЭ этого типа приспособлен для применения в составе энергоустановок мощностью 1-10 кВт, вклю чающих топливный процессор. Мембранно-электродный блок ТЭ с ПБИ-ФК мембраной может быть использован для экстракции чистого водорода из его смесей с другими газами, включая CO. В этом случае электрический ток должен быть подведен к устройству экстракции. На аноде происходит селективное окисление водорода с образованием протонов, которые восстанавливаются на катоде, давая чистый водо род. Приведены результаты исследований в области разработки элек трокатализаторов для среднетемпературных ТЭ.

ЛИТЕРАТУРА 1. Modestov A.D., Tarasevich M.R., Filimonov V.Ya., Davydova E.S., Electro chimica Acta, 2010, 55, 6073.

2. Modestov A.D., Tarasevich M.R., Leykin A.Y, Journal of Power Sources, 2011, 196, 2994.

Работа выполнена при поддержке Программы №3 Президиума Российской Академии Наук «Химические аспекты энергетики».

Устные доклады ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИЭФИРДИАКРИЛАТОВ В ЛИТИЕВЫХ И ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРАХ Ярмоленко О.В.

Институт проблем химической физики Российской Академии Наук, 142432, г.Черноголовка Московской области, проспект Академика Семенова, д.1, e-mail: oyarm@icp.ac.ru При разработке литиевых и литий-ионных источников тока остро стоит проблема обеспечения их безопасности из-за протекания побоч ных процессов разложения жидкого электролита во время электрод ных реакций, особенно на аноде. Одним из направлений решения этой проблемы является отказ от использования жидких электролитов или уменьшение их прямого контакта с поверхностью электродов.

Сетчатые полимеры на основе полиэфирдиакрилатов (ПЭДА) яв ляются перспективными полимерными матрицами для создания твёр дых и гель-полимерных электролитов, а также могут выступать в ка честве защитных пленок на углеродном аноде, сформированных при полимеризации добавки ПЭДА в жидком органическом электролите.

При этом удается сохранить высокую проводимость по ионам Li+ до 10-3 См/см при комнатной температуре, сопоставимую с проводимо стью жидких электролитов.

Дополнительные возможности дает модификация полимерной матрицы ПЭДА олигомерами, растворителями и нанопорошками ок сидов металлов, которые позволяют получать полимерные электроли ты с улучшенными характеристиками для различных применений, в том числе:

– для источников тока, работающих при отрицательных темпера турах (до –25С);

– для источников тока, работающих при повышенных температу рах (до 100С).

Кроме того, исходные олигомеры ПЭДА, полученные анионной полимеризацией 2-гидроксиэтилакрилата содержат в виде примеси до 10% циклических крауноподобных олигомеров. Их присутствие улучшает транспортные характеристики по иону Li+ как внутри поли мерной матрицы, так и на ее границе с электродами.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект 10-03-00862 и гранта Некоммерческого партнерства «Глобальная энергия», проект МГ-2011/04/3.

48 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители НАНОМАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Ярославцев А.Б.

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской Академии Наук, 119991, Москва, Ленинский проспект 31, Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской Академии Наук, 119991, Москва, Ленинский проспект 29, e-mail: yaroslav@igic.ras.ru Развитие цивилизации неизбежно сопровождается ростом потреб ности в энергии, значительная доля которой используется транспорт ными средствами и различного рода портативными устройствами. Необ ходимость их энергоснабжения связана с разработкой экологически чис тых и безопасных источников энергии, таких как литий-ионные аккумуляторы и топливные элементы. Прогресс в создании этих уст ройств во многом сопряжен с использованием новых типов наномате риалов, достижениям и перспективам разработки которых посвящен данный доклад.

В области водородной энергетики наиболее остро проявляются проблемы, связанные с созданием новых катализаторов и мембран, по зволяющих эффективно эксплуатировать их в области низкой влажно сти и повышенной температуры, предотвращающей проблемы необра тимого отравления катализаторов. В области катализаторов основные усилия связаны со снижением затрат платиновых металлов, обеспе чить которое удается уменьшением размера частиц катализатора, час тичной иди полной заменой платиновых металлов на сплавы и оксид ные материалы. Повышения проводимости и стабильности мембран ных материалов особенно в области пониженной влажности и высоких температур удается достичь разработкой гибридных мембран, моди фицированных наночастицами оксидных материалов, и композицион ных твердых электролитов. Ряд успехов в этой области связан с новы ми разработками российских ученых.

Проблемы развития литий-ионных источников тока, в первую оче редь, определяются поиском катодных и анодных материалов с высо кой емкостью, отличающихся безопасностью и позволяющих осуще ствлять их быструю зарядку и обеспечить высокую плотность тока и выходную мощность. Эти материалы должны обладать целым комплек сом свойств, включающих возможность интеркаляции и деинтеркаляции лития, высокую литий-ионную и электронную проводимость. Для этих целей также активно используются нанодисперсные композиционные материалы, разработка которых активно ведется в ведущих научных центрах в России и за рубежом.

Стендовые доклады Стендовые доклады VERY HIGH PROTON CONDUCTIVITY OF POLY(VINYLSULFONIC ACID)S GRAFTED ONTO POLY(ETHERETHERKETONE) Takahashi K., Nishide H.

Department of Applied Chemistry, Waseda University, Tokyo 169-8555, Japan, e-mail: ittou-sho@suou.waseda.jp Vinylsulfonic acid1-3 (VSA) has feature of the analogue of sulfuric acid. We focused on very high acid-dissociate capacity of VSA, and in this report, present the membranes of poly(vinylsulfonic acid)s (PVS) grafted poly(etheretherketone) (PEEK) by gamma-ray-induced graft po lymerization.

CH2 CH O O SO3H O O 90 wt% -ray O O 100 kGy n n CH2 CH m SO3H We found that PEEK was dissolved in VSA completely, with no side reaction, then the sample solution was irradiated with a 60Co gamma-ray source at a room temperature under dry condition and Ar atmosphere. The PVS-grafted PEEK membrane was obtained as deep red-colored self standing membrane. Water uptake, ion-exchange capacity, decomposition temperature (10%) of the membrane was determined. Proton conductivity of PVS-grafted PEEK membrane showed 10-1-10-2 S cm-1 under immersed condition (10-3-10-6 S cm-1 under dry condition) in the temperature range from 30 to 100oC (150oC under dry condition) as the same level perform ance of PVS homopolymer.

REFERENCES 1. Okayasu T., Saito K., Nishide H. M. T. W. Hearn, Chem. Comm., 2009, 45, 4708.

2. Okayasu T., Saito K., Nishide H. M. T. W. Hearn, Green Chem., 2010, 12, 1981.

3. Okayasu T., Hibino T., Nishide H. Macromol. Chem. Phys., 2011, 42.

52 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ ЛИТИЯ В ТОНКИЕ ПЛЕНКИ ОКСИДА КОБАЛЬТА Андреев В.Н.,а Кулова Т.Л.,а Скундин А.М.,а Трубникова Л.В.,б Майзелис А.А.б а Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии РАН, 119991, Москва, Ленинский проспект, 31, к. 4, e-mail: vandr@ phyche.ac.ru б Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», 61002 Украина, Харьков, ул. Фрунзе, Развитие современных литий-ионных аккумуляторов связано с соз данием новых электродных материалов, в том числе, тонкопленочных.

В качестве материала отрицательного электрода литий-ионного аккуму лятора были испытаны тонкие (500 nm) пленки оксида кобальта, приго товленные электроосаждением на подложку из нержавеющей стали.

Электроды исследованы в герметичных электрохимических ячей ках с литиевыми вспомогательным и электродом сравнения в интерва ле потенциалов от 3.00 до 0.01 В. Испытания проводили методами хроноамперометрии и циклической вольтамперометрии.

Количество электричества в первом катодном полуцикле превы шает количество электричества в анодном полуцикле из-за восстанов ления Co3O4 до CoO и образования Li2O, а также из-за восстановления электролита с образованием твердоэлектролитной пленки на поверх ности электрода.

Первый катодный процесс описывается уравнением:

Co3O4 +8Li+ +8e 3Co + 4Li2O (1) Первый анодный процесс описывается уравнением:

Co + Li2OCoO + 2Li+ + 2e (2) На втором и последующих циклах протекает обратимый процесс:

CoO + 2Li + 2e Co + Li2O (3) Эффективность циклирования на 1-м цикле составляет около 65%, то гда как на традиционных углеродных материалах она не превышает 25%.

Обратимая емкость оксида кобальта на первом цикле составила 300 – 350 мАч/г. При дальнейшем циклировании происходило некото рое снижение обратимой емкости до 300 мАч/г на 20 цикле. Эффек тивный коэффициент диффузии лития в оксиде кобальта, рассчитан ный по уравнению Рэндлса-Шевчика, составил 2.7·10-14 см2/с.

В целом тонкие пленки оксида кобальта могут рассматриваться как перспективный материал для отрицательных электродов литий ионного аккумулятора.

Стендовые доклады ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ ДО СОЛНЕЧНОГО КАЧЕСТВА Арутюнян Н.А.,a Дунаев С.Ф.,a Зайцев А.И.,б Карамышева Н.А.,б Шапошников Н.Г.б a Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. e-mail: naarutyunyan@rambler.ru б Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина, Россия, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 9/ Для разработки эффективных методов рафинирования металлур гического кремния до солнечного качества, которые позволят создать фотоэлектрические преобразователи со стоимостью получаемой элек троэнергии на уровне, характерном для обычных тепловых станций, чрезвычайно важны точные сведения о формах присутствия примесей в кремнии в зависимости от состава и температуры. В настоящей ра боте для решения сформулированной задачи предложен подход, осно ванный на современных расчетных методах химической термодина мики, позволяющих получить полные сведения о фазовом составе многокомпонентных сплавов при заданных составе и температуре.

Рассмотрены наиболее распространенные и важные примеси: Al, B, Co, Cr, Fe, Mn, Ni, O, P, Ti. Оценка термодинамических свойств твер дых растворов переходных металлов и кислорода в кремнии проведена путем решения обратной задачи химической термодинамики, исходя из условий их равновесия с сосуществующими фазами. Для систем Si Al, Si-B, Si-P выполнен взаимосогласованный анализ всех имеющихся сведений об условиях равновесия фаз и термодинамических свойствах сплавов и достигнуто адекватное описание термодинамических свойств и линий фазовых равновесий в широких температурно-кон центрационных интервалах. С использованием полученных для би нарных сплавов данных произведен расчет фазовых равновесий в при легающих к кремнию областях диаграмм состояния трехкомпонент ных систем, содержащих исследуемые элементы. Выполнен анализ возможности и условий выделения из твердого раствора на основе кремния силицидов, оксидов, фосфидов и боридов при совместном присутствии примесей металлов с кислородом, фосфором или бором.

Настоящая работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант 09-08-01238.

54 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЖГУТИКОВ ГАЛОФИЛЬНОГО МИКРООРГАНИЗМА HALOBACTERIUM SALINARUM ДЛЯ АНОДА ЛИТИЙ-ИОННОГО АККУМУЛЯТОРА Безносов С.Н.,а Кулова Т.Л.б а Институт белка РАН, 142290, Пущино, ул. Институтская 4, e-mail: supra@vega.protres.ru б Институт физической химии и электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН, 119991, Москва, Ленинский пр. С помощью генно-инженерных методов нами был создан штамм га лофильного микроорганизма Halobacterium salinarum, синтезирующий протяженные биополимерные органеллы движения (жгутики), модифи цированные FLAG-пептидом. FLAG-пептид содержит 4 последователь ных отрицательно заряженных аминокислотных остатка и придает жгу тикам способность связывать металлические ионы. Связанные жгути ками ионы кобальта (Co2+) в присутствии боргидрида натрия были переведены в нерастворимые частицы оксидов, прикрепленные к жгу тикам. Полученный наноматериал был использован для изготовления анода для литий-ионного аккумулятора. В то время как разрядная ем кость электрода на основе чистого оксида кобальта после 15 цикла со ставляет около 300 мАч/г активного вещества (Co3O4) и продолжает па дать, емкость электрода на основе FLAG-жгутиков стабилизируется к 10 циклу и составляет примерно 400 мАч/г активного вещества, а ем кость электрода на основе FLAG-жгутиков со специальным воздействи ем на их надмолекулярную структуру стабилизируется уже к 4 циклу и составляет примерно 475 мАч/г активного вещества (рис. 1).

Рис. 1. Разрядная емкость анода на осно ве: оксида кобальта (1), наноструктури рованного материала FLAG-жгути ки/оксид кобальта без (2) и со специаль ным воздействием на надмолекулярную структуру жгутиков (3). Использован жидкий электролит 1М LiPF6 в смеси этиленкарбонат-диэтилкарбонат-диме тилкарбонат (1:1:1). Разрядный ток – мА/г Co3O4.

Стендовые доклады Pt/C И PtxNi/C КАТОДНЫЕ ЭЛЕКТРОКАТАЛИЗАТОРЫ ДЛЯ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ: СИНТЕЗ, СТРУКТУРА, КОРРОЗИОНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ И АКТИВНОСТЬ В РЕАКЦИИ ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА Беленов С.В., Гутерман В.Е.

Южный Федеральный Университет, Ростов-на-Дону, Большая Садовая 105, e-mail serg1986chem@mail.ru В качестве электрокатализаторов в низкотемпературных топлив ных элементах используются наночастицы Pt или ее сплавов, нанесен ные на углеродный носитель с развитой поверхностью. В случае жид кофазного синтеза таких материалов природа компонентов и состав растворителя влияют на смачиваемость поверхности углеродного но сителя и адсорбцию прекурсоров, на состав сольватных комплексов металлов и их Red/Ox потенциалы, а также на вязкость раствора и ус ловия транспорта реагентов к частицам углерода1. Целью данной ра боты было получение Pt/C и PtxNi/C наноматериалов методом боргид ридного синтеза и выяснение влияния природы и состава водно органического растворителя на их состав, структуру, электрокатали тическую активность в реакции электровосстановления кислорода и коррозионную стабильность в процессе эксплуатации.

Показана принципиальная возможность управления структурой каталитических материалов посредством вариации состава двухком понентного растворителя и изменения природы неводного компонен та. Установлено, что для Pt/C катализаторов средний диаметр наноча стиц зависит от содержания ДМСО в растворителе. При этом диспер сия распределения частиц по размерам уменьшается с увеличением объемной доли диметилсульфоксида в растворе. Площадь активной поверхности полученных катализаторов определялась методом цикли ческих вольтамперограмм по количеству электрохимически десорби рованного водорода или СО. Установлено, что активная площадь по верхности Pt/C и PtxNi/C материалов находится в диапазоне от 20 до 60 м2/г(Pt), в зависимости от среднего размера наночастиц и состава материалов.

ЛИТЕРАТУРА 1. Гутерман В.Е., Беленов С.В., Дымникова О.В., Ластовина Т.А., Констан тинова Я.Б., Пруцакова Н.В. Неорганические материалы, 2009, 45, 552.

Автор выражает благодарность Центру коллективного пользования Белгород ского Государственного Университета.

56 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ГРУНТОВОГО ЭЛЕКТРОЛИТА НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ КРН ПРИ PH БЛИЗКОМ К НЕЙТРАЛЬНОМУ Богданов Р.И., Маршаков А.И., Игнатенко В.Э.

Учреждение Российской Академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, 119991 Москва, Ленинский проспект 31, корп. 4, e-mail: roman.corlab@gmail.com Основная доля затрат по использованию природного газа в качест ве топлива приходится на его транспортировку от мест добычи к мес там потребления. Опыт эксплуатации магистральных газопроводов свидетельствует об их продолжающихся авариях по причине коррози онного растрескивания под напряжением (КРН) в грунтах c рН близ ким к нейтральному (рН 5-7.5). Этот вид КРН протекает при потен циалах активного растворения металла и на кинетику процесса наибо лее сильно влияет химический состав грунтового электролита.

В настоящей работе изучено влияние коррозионно-активных ве ществ на процесс КРН трубной стали Х70, которые изменяют скоро сти анодного растворения (АР) и наводороживания (НВ) металла. В цитратном буферном растворе (рН 5.5) стимуляторы анодной реакции (бисульфид, фосфат, бикарбонат ионы) повышают, а ингибиторы рас творения металла (катамин АБ, бензотриазол) понижают склонность стали к КРН. Промоторы НВ металла не оказывают стимулирующее действие на коррозионное растрескивание трубной стали в данной среде. В смеси грунтового электролита NS-4 и боратного буфера (рН 7) проявляется совместное действие АР и НВ металла на распро странение КРН. Например, бикарбонат ионы (стимулируют АР и тор мозят НВ) не влияют на процесс КРН, а при введение ионов бисуль фида и тиомочевины (стимулируют оба процесса) склонность стали к коррозионному растрескиванию увеличивается. Это может быть объ яснено тем, что абсорбированный сталью водород увеличивает ско рость растворения железа.

Результаты проведенных исследований показывают, что ведущим механизмом КРН трубной стали Х70 в слабокислых электролитах (рН 5.5) является локальное анодное растворение металла. В рН нейтральных электролитах процесс развития КРН обусловлен синер гетическим действием локального анодного растворения и наводоро живания металла.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект 10-03-00234-а.

Стендовые доклады АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ВЫБОР ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ Виноградов С.Н.

Пензенский государственный университет, 440026, г.Пенза, ул.Красная, В настоящее время разработано большое количество электролитов для электроосаждения металлов и сплавов и требуется значительное время, чтобы выбрать необходимый электролит.

Разработана программа по автоматизированному выбору электроли та для получения покрытия с заданными свойствами, а также для обес печения необходимых характеристик гальванического производства, таких как производительность, экологическая безопасность, рассеи вающая способность электролита. С ее помощью становится возмож ным принятие быстрого решения о необходимости применения в кон кретном случае электролита того или иного состава без подробного предварительного ознакомления с большим количеством электролитов.

Программа построена так, что при выборе электролитов по какому либо параметру из базы данных электролитов отбираются и высвечи ваются на экране только те электролиты, которые отвечают требова ниям по определяемому параметру. Так при выборе электролита, на пример для защитно-декоративного покрытия цинком, средней произ водительности на экране монитора высвечиваются все составы электролитов защитно-декоративного покрытия цинком, которые об ладают средней и высокой производительности.

Разработанная программа по выбору электролита состоит собст венно из программы выбора электролита, формы для редактирования базы данных и ввода новых электролитов.

Выбор электролита производится в определенной последователь ности исходя из характеристик покрытия и электролита по типу по крытия, назначению электролита, производительности, рассеивающей способности, экологической опасности и концентрационный плотно сти тока. Приведены формулы для расчета производительности, рас сеивающей способности, экологической опасности электролита и кон центрационной плотности тока осаждения металла по общей концен трации солей в электролите. Последний параметр позволяет выбрать разбавленный электролит с максимальной плотностью тока осаждения металла, то есть более эффективный с точки зрения экологической опасности.

После завершения процесса выбора на экране монитора останутся только электролиты, удовлетворяющие всем заданным параметрам.

58 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ФОТОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТИПА AIIBVI И AIIIBV Волков С.В., Колбасов Г.Я., Русецкий И.А.

Институт общей и неорганической химии им. В.И. Вернадского НАН Украины, 03142, Киев, просп. Палладина, 32/34, e-mail: office@ionc.kar.net Водород, получаемый фотоэлектрохимическим способом, не тре бует дополнительной очистки для использования и является более де шевым, чем получаемый с использованием высокотехнологических твердотельных солнечных элементов и электролизера. Эффективной фотоэлектрохимической системой для получения водорода является система с разделенными анодным и катодным пространствами, в кото рой вместо анодной реакции выделения кислорода из воды протекают реакции окисления компонентов электролита (селенид-, сульфид-ионов и др.) [1], что уменьшает энергетические затраты на выделение водоро да из водного электролита и позволяет использовать полупроводнико вые фотоаноды с небольшой шириной запрещенной зоны.

Для получения водорода в такой системе нами использованы по лупроводниковые фотоаноды на основе пленок соединений типа AIIBVI и AIIIBV (CdSe, CdSexTe1-x (х=0,55-0,70), GaAs и InР). Установ лено, что для обеспечения высокого отрицательного значения фотопо тенциала фотоанодов, необходимого для эффективного выделения во дорода в таких системах, их поверхность необходимо модифицировать наноразмерными частицами ряда полупроводников (ZnS, CdS) или ме таллов (Zn, Au). Показано, что это явление связано со свойствами на ночастиц, повышающих поверхностную энергию полупроводникового фотоанода и приводящих к смещению его фотопотенциала в отрица тельную область. Использование таких фотоэлектрохимических систем позволило оптимизировать параметры фотоэлектродов и обеспечить их стабильность, благодаря введению в анодное пространство стабилизи рующих электрохимических систем. При использовании в качестве ка тода сплавов, аккумулирующих водород (металлгидридов), эффектив ность преобразования солнечной энергии в химическую энергию водо рода в таких фотоэлектрохимических системах составляет 8%.

ЛИТЕРАТУРА 1. Shcherbakova L.G., Kolbasov G.Ya., Solonin Yu.M., Slobodyanyuk I.A., Ruset skii I.A. In «Hydrogen materials science and chemistry of carbon nanomaterials», еds.

D.V. Schur, S.Yu. Zaginaichenko, T.N. Veziroglu., V.V. Skorokhod, ICHMS – 2009.

Yalta – Crimea – UKRAINE – 2009, 16.

Стендовые доклады ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ НАНОМАТЕРИАЛОВ Гиндуллина Т.М., Слепченко Г.Б.

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30, е-mail: slepchenkogb@mail.ru Интерес к наноматериалам неуклонно растет с каждым годом, что отражается на частоте журнальных публикаций. Широкое применение при изучении свойств наноматериалов находят в последние годы элек трохимические методы анализа.

Просмотрено более 2000 публикаций за период с 2006 по 2010 гг. (по данным ВИНИТИ), связанных с применением электрохимических мето дов анализа, из них около 300 посвящены вольтамперометрическому оп ределению различных веществ с помощью электродов на основе нанома териалов и более, чем в 40 публикациях описаны электрохимические ме тоды получения и исследования свойств наноматериалов. Объектами исследования служат наноструктурированные, моно- и самособранные слои, нанопроволоки, нановолокна и нанокомпозиты на основе углерод ных или полимерных материалов и частиц металлов. Среди методов по лучения следует отметить электрохимический синтез и мембранную вольтамперометрию, для изучения свойств использованы различные ва рианты вольтамперометрии (ВА) – циклическая, инверсионная, диффе ренциально-импульсная, а также полярография, хроноамперометрия, кондуктометрия;

достаточно часто упоминаются спектроскопия электро химического импеданса и фотоэлектрохимический метод.

Более 20 публикаций посвящены изучению вольтамперных свойств наноматериалов с перспективой использования их в качестве материала или модификатора для электродов при разработке методик вольтамперометрического определения самых разнообразных веществ, либо в качестве датчиков и преобразователей сигналов. Метод вольт амперометрии использован для контроля толщины при создании стек локерамических слоев, для определения суммарной длины нанотру бок, для измерения гравиметрической плотности водорода с перспек тивой использования нанотрубок в качестве безопасного материала для хранения газообразного водорода, для исследования кинетики об разования наночастиц и исследования механизма десорбции из моно слоев для определения состава пленок Ленгмюра.

Госбюджетная тема Минобр: 1.29.09 «Изучение химических процессов, фазо образования и модифицирования в системах с участием наноразмерных дискрет ных и пленочных структур».

60 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители СОВМЕЩЕННЫЙ ОДНОСТАДИЙНЫЙ СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАСЕЛ Годенко А.Е., Хромов Н.П., Попов Ю.В., Медников Е.В., Юхно Ю.М., Леденёв С.М.

Волгоградский государственный технический университет 400131, Волгоград, пр. им. В.И. Ленина, 28, e-mail: tons@vstu.ru Регенерация отработанных энергетических масел является одним из распространенных способов сохранения масляных ресурсов. К настоя щему времени разработано и описано много методов регенерации отра ботанных масел, созданы специальные стационарные и передвижные ус тановки. Следует отметить, что регенерация масел, как правило, включа ет комплекс физических, физико-химических и химических методов и требуют использование дорогостоящих материалов и оборудования.

В настоящей работе разработан новый совмещенный одностадий ный, технологичный и экономичный лабораторный способ регенерации отработанных энергетических масел. Основным аппаратом установки является адсорбер, заполненный различными слоями сорбентов. Очи щаемое масло последовательно проходит вначале через слой, обладаю щий высоким гидравлическим сопротивлением и состоящий из смеси кварцевого песка мелкой фракции с глиноземом, затем через слой круп нозернистого сорбента (или смеси крупнозернистого сорбента с кварце вым песком крупной фракции). При поступлении очищаемого масла из верхнего слоя сорбентов в нижний, в котором создается разряжение (2 – 300 мм. рт. ст.), происходит «вскипание» легколетучих примесей и не прерывное образование мелких масляных пузырьков и их разрушение между гранулами крупнозернистого сорбента.

Из адсорбера масло в виде тонкой пленки по наклонной трубке стекает в сборник. На линии сбора очищаемого масла также как и в нижней части адсорбера осуществляется дегазация с использованием единой вакуумной магистрали. Таким образом, в одном аппарате про цесс перколяции совмещается с дегазацией.

Очищенные образцы масел полностью удовлетворяют требовани ям, предъявляемые к качеству регенерируемых масел подготовленных к заливке в электрооборудование (до 220 кВ) после его ремонта.

За счет реализации принципа совмещения и использования в каче стве сорбента дешевого кварцевого песка достигается улучшение тех нико-экономических показателей процесса регенерации отработанных энергетических масел. Кроме этого, разработанный способ может ус пешно применяться при регенерации других низколегированных масел.

Стендовые доклады СОРБЦИЯ РАДИОНУКЛИДОВ 137Cs, 90Sr, 90Y И ИОНОВ D-ЭЛЕМЕНТОВ НА СОРБЕНТАХ, СОДЕРЖАЩИХ ТРИЭТИЛЕНДИАМИН, ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ПРИ 20 С Горбачева М.П., Кулюхин С.А., Мизина Л.В., Красавина Е.П., Румер И.А., Коновалова Н.А.

Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН 119991, Москва, Ленинский просп., 31, E-mail: kulyukhin@icp.rssi.ru Пи смешивании водных и водно-органических растворов нитратов Zn2+, Cu2+, Ni2+ и триэтилендиамина N(CH2-CH2)3N (ТЭДА) при моль ном отношении металла и ТЭДА в диапазоне от 2 : 1 до 1 : 4 происхо дит образование малорастворимых комплексов, в состав которых вхо дят ионы M2+ (M2+ – Cu, Ni, Zn), NO3- и OH-, а также ТЭДА в непрото нированной и протонированной формах. В то же время в литературе отсутствуют какие-либо сведения об извлечении Cu2+, Ni2+ из водных растворов сорбентами, содержащими ТЭДА. Кроме того, в литературе отсутствуют данные о возможности применения сорбентов, содержа щих ТЭДА или его комплексы с Cu2+, Ni2+ и Zn2+, для извлечения ра дионуклидов из водных растворов. В связи с этим, цель данной работы состояла в исследовании возможности извлечения радионуклидов Cs, 90Sr, 90Y (как аналога трехвалентных f-элементов) и ионов d-элементов (Cu2+, Ni2+) из водных растворов с помощью сорбентов, содержащих ТЭДА.

Установлено, что как радионуклиды 90Sr и 90Y, так и ионы Cu2+, 2+ Ni сорбируются на КСКГ, содержащем 0,01-6,72 масс. % ТЭДА. Од нако на сорбентах на основе КСКГ, содержащих комплексы нитратов Cu2+, Ni2+ и Zn2+ с ТЭДА, радионуклиды 137Cs, 90Sr, 90Y не сорбируют ся. Равновесие в системах с этими сорбентами достигается в течение ч, при этом сорбционная емкость по ионам Cu2+ и Ni2+ в заметной сте пени зависит от условий синтеза сорбента. Емкость сорбентов по Cu2+ изменяется от 63 до 320 мг металла на 1 г сорбента. Для Ni2+ сорбци онная емкость сорбента значительно ниже (не более 130 мг Ni2+ на 1 г сорбента). Коэффициенты распределения для 90Sr и 90Y составляют 300-700 мл/г при времени контакта твердой и жидкой фаз 96 ч и V/m = 100 мл/г.

Работа поддержана Советом по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации (грант НШ-6692.2010.3).

62 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители НОВЫЕ ТРОЙНЫЕ МОЛИБДАТЫ ОДНО-, ТРЕХ- И ЧЕТЫРЕХ ВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ КАК ОСНОВА ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ Гроссман В.Г., Базаров Б.Г., Чимитова О.Д., Базарова Ж.Г.

Байкальский институт природопользования СО РАН, Улан-Удэ, Сахьяновой, 6, e-mail: chimitovaolga@gmail.com Исследования в области сложнооксидных молибдатных систем представляет интерес в связи с обнаружением у них широкого спектра полезных физико-химических свойств, в том числе свойств твердых электролитов.1-3 Настоящее исследование посвящено изучению фазо вых равновесий в системах Me2MoO4–R2(MoO4)3–Hf(MoO4)2 (Me = Tl, Rb;

Ln=La–Lu, Fe) и синтезу новых тройных молибдатов.

Впервые изучены субсолидусные фазовые равновесия в системах M2MoO4–R2(MoO4)3–Hf(MoO4)2 (550-600C). Было установлено образова ние 60 тройных молибдатов состава 5:1:2, 5:1:3, 1:1:1 и 2:1:4 (мольное со отношение исходных средних молибдатов). В системах с лантаном трой ные молибдаты в условиях нашего эксперимента не образуются.

По характеру фазовых равновесий тройные солевые системы c лантанидами можно разделить на 6 групп (I – La;

II – Ce–Nd;

III – Sm– Gd;

IV – Tb;

V – Dy, Ho;

VI – Er–Lu).

Методом раствор-расплавной кристаллизации при спонтанном за родышеобразовании были выращены монокристаллы представителей этих соединений.2,4 С учетом полученных структурных данных проин дицированы рентгенограммы тройных молибдатов. Получены и про анализированы колебательные спектры соединений.

Исследована температурная зависимость проводимости тройных молибдатов в интервале температур 200–500C и установлено, что они относятся к твердым электролитам.

ЛИТЕРАТУРА 1. Трунов В.К., Ефремов В.А. Кристаллохимия и свойства двойных молибда тов и вольфраматов. – Ленинград, Наука, 1986. – 173с.

2. Чимитова О.Д, Базаров Б.Г., Клевцова Р.Ф., Федоров К.Н., Глинская Л.А., Куз нецов М.В., Базарова Ж.Г. Известия Академии наук, Серия химическая, 2007, 56, 2135.

3. Чимитова О.Д., Федоров К.Н., Базаров Б.Г., Базарова Ж.Г. Патент РФ, 2009.

4. Базаров Б.Г., Чимитова О.Д., Клевцова Р.Ф., Тушинова Ю.Л., Глинская Л.А., Базарова Ж.Г. Журнал структурной химии, 2008, 49, 58.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундамен тальных исследований (грант № 04-03-32714а и № 08-08-00958а) и гранта прези диума РАН № 7. Стендовые доклады ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОТЖИГА НА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АМОРФНОГО КРЕМНИЯ Грызлов Д.Ю.,а Кулова Т.Л.,а Рудый А.С.,б Мироненко А.А.,б Бердников А.Е.,б Попов А.А.б а Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии Российской Академии Наук, 119991, Москва, Ленинский проспект, 31, к. 4, e-mail: w6u2008@yandex.ru б ГОУ ВПО Ярославский государственный университет им. П.Г.Демидова, Ярославль, ул. Советская, Литий-ионные аккумуляторы в настоящее время – наиболее пер спективные и востребованные источники тока для устройств порта тивной техники. Одним из новых материалов для отрицательного электрода ЛИА может рассматриваться аморфный тонкопленочный кремний, обладающий высокой емкостью по внедрению лития и ус тойчивой циклируемостью.

Пленки аморфного гидрогенизированного кремния -Si:H осажда ли в плазме НЧ-разряда на никелевую фольгу на установке Mini Gou pyl с последующей термообработкой при температуре свыше 300 оС.

Для исследования влияния процессов отжига пленок -Si:H на их электрохимические характеристики проводили два типа отжигов – в вакууме и в атмосфере азота. Электрохимические исследования элек тродов с пленками -Si:H проводили в герметичных трехэлектродных ячейках. В качестве вспомогательного и электрода сравнения исполь зовали литиевую фольгу. Электролитом служил 1 М LiClO4 в смеси пропиленкарбоната и диметоксиэтана (7:3). Плотность тока при галь ваностатическом циклировании составляла 1000 мА/г.

В результате электрохимического тестирования электродов с пленками -Si:H, подвергнутых различной термообработке, было ус тановлено, что все электроды характеризуются необратимой емкостью на первом цикле, связанной с формированием твердоэлектролитной пленки на поверхности кремния. Эффективности циклирования на первых циклах необработанных электродов и электродов, отожжен ных в азоте, были близки и составили 50–52 %. Отжиг кремниевых электродов в вакууме привел к увеличению эффективности циклиро вания первого цикла до 85 %. Предварительный отжиг кремниевых электродов в вакууме при температуре 480 оС приводит как к увеличе нию разрядной емкости до 1500 мАч/г, так и существенному сниже нию деградации при циклировании.

64 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛИ НА ОСНОВЕ СТАБИЛЬНОГО ТЕТРАЭДРА LiCl–Li2SO4–Li2MoO4–CaMoO Дибиров Я.А., Вердиев Н.Н., Арбуханова П.А., Искендеров Э.Г., Зейналов М.Ш.

Филиал объединенного института высоких температур РАН, Махачкала, ул. Ярагского 75, e-mail: jakhya@yandex. ru С целью получения энергоемких фазопереходно-теплоемкостных аккумуляторов в данной работе методами физико-химического анали за исследован стабильный тетраэдр LiCl–Li2SO4–Li2MoO4–CaMoO4, являющимся элементом огранения пятерной взаимной системы Li,Ca//F,Cl,SO4,MoO4. Из элементов огранения данной системы нами впервые исследованы одна двойная (Li2SO4-CaMoO4), три тройные (LiCl–Li2SO4–CaMoO4, LiCl–Li2MoO4–CaMoO4 и Li2SO4–Li2MoO4– CaMoO4) системы и сам тетраэдр LiCl–Li2SO4–Li2MoO4–CaMoO4. Ус тановлено, что все системы являются эвтектическими.

В фазопереходно-теплоемкостных аккумуляторах учитываются и тепло изотермического фазового перехода (Нф.п.), и тепло за счет те плоемкости материала при охлаждении его от температуры фазового перехода до заданной температуры T1. Теплота, запасаемая фазопере ходно-теплоемкостным аккумулятором в диапазоне температур T1 Tф.п., определяется формулой:

Н = (НоТф.п. – НоТ1) + Нф.п.

Теплоты фазовых переходов (.Нф.п.) всех 11 нонвариантных со ставов определяли количественным дифференциально-термическим анализом [1], а теплоемкостную составляющую аккумулируемой теп ловой энергии рассчитывались по изменению высокотемпературных составляющих энтальпий (НоТ – Но298) соответствующих составов в диапазоне температур 25 Тф.п. оС.

Доля теплоемкостной составляющей сопоставима, а в большинст ве случаях даже превосходит долю фазопереходной составляющей общей аккумулируемой тепловой энергии. Полученные составы с плотностью суммарной аккумулируемой тепловой энергии 3456 МДж/м3 могут быть использованы в качестве рабочих тел в фа зопереходно-теплоемкостных аккумуляторах тепла с рабочим диапа зоном температур 55 709 оС.

ЛИТЕРАТУРА 1. Васина Н.А., Грызлова Е.С., Шапошникова С.Г. Теплофизические свойства многокомпонентных солевых систем. – М.: Химия, 1984. – 112 с.

Стендовые доклады ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР.

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Зотова А.Е.,а Махонина Е.В.,б Дубасова В.С.,в Кедринский И.А.,г Первов В.С.a а Московский государственный университет инженерной экологии, ул.


Ст. Басманная 21/4, Москва, 105066 Россия б Институт общей и неорганической химии им. Н.С.Курнакова РАН, Ленинский пр. 31, Москва, 119991 Россия в Научно-исследовательский институт электроугольных изделий, пер. Горки 1, г. Электроугли Московской обл., г Сибирский государственный технлогический университет, г. Красноярск, пр.Мира 82, 660049 Россия Качество и функциональные характеристики литий-ионных акку муляторов (ЛИА) в основном определяются материалом положитель ного электрода (катода). Предлагаемые в работе пути его совершенст вования – усложнение состава, усложнение структуры (формирование композитов), наноструктурирование и стабилизация поверхности на ноструктурированных материалов. Предложенный подход позволил разработать новую технологию получения электродов методом флек сографской печати.

Синтезированы и исследованы образцы смешанного оксида LiхCo0.33Ni0.33Mn0.33O2 и композиционный материал LiCoO2-LiMn2O4 с различными типами покрытий. Помимо оптимизации обычно контро лируемых условий синтеза (метод, температура, время и т.д.) изучен эффект ультразвуковой и механической обработок. Показано, что применение стабилизирующих покрытий и специальные методы син теза могут скомпенсировать термодинамическую неустойчивость псевдооднофазных композиционных материалов. Исследована эффек тивность нанесения нанопокрытий на поверхность синтезированных катодных материалов.

Флексографская печать была выбрана для изготовления электро дов ЛИА, поскольку она особенно пригодна для печати на гибких ма териалах (фольге и пленке, которые являются стандартными подлож ками ЛИА). Разработаны рецептуры катодной массы («чернил») на основе неводных и водных связующих для печати на алюминиевых подложках. Катод, полученный методом флексографии, и катод, полу ченный по стандартной технологии с той же активной массой, показа ли очень близкие результаты при электрохимическом тестировании.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты 09-03-00507, 11-03-00412 и 09-03-13541_офи-ц).

66 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители КАТОД ДЛЯ ВОЗДУШНО-АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ТОКА Капустин А.В.,а Капустина Н.А.,б Захаров В.П.,а Чурсин А.Ю.а а Объединённый Институт высоких температур РАН, 127412, Москва, ул. Ижорская, 13/19. Е-mail: avkap@mail.ru б Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 119991, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 31.

С целью повышения эффективности и стабильности работы воздуш но-алюминиевой электрохимической системы был предложен катодный катализатор, синтезированный путем пиролиза на саже 5,10,15,20 тетракис (4-метоксифенил)–порфирина кобальта (ТМФПСо), обладающе го высокой селективностью в отношении кислорода воздуха, активно стью и стабильностью не уступающим катализаторам на основе платины.

Разработанный катализатор охарактеризован с использованием как физических, так и электрохимических методов анализа. Разработана технология формирования пористого катода на основе катализатора – ТМФПСо/С, проведена оптимизация его состава. Изготовлены полно размерные катоды с площадью активной поверхности – 200 см2 (рис. 1).

Проведены их испытания как в щелочном полуэлементе, так и в эле менте с расходуемым алюминиевым анодом. Разрядные характеристи ки представлены на рис. 2. Особенностью данной системы является то, что в ходе ее работы меняется состав электролита: уменьшается кон центрация щелочи, накапливаются продукты окисления алюминия.

Это приводит к обратимому изменению характеристик катода и соот ветственно всей системы (рис. 2).

1,5 0, 1,0 0, I, А/см U, В 0,5 0, 0,0 0, 0 2 4, ч Рис. 1. Газодиффузионные катоды с Рис. 2. Разрядные характеристики единич активным слоем на основе катализа- ного полноразмерного элемента с катодами тора – ТМФПСо/С. Площадь актив- на основе катализатора ТМФПСо/С и ано ной поверхности – 200 см2. дом – алюминий + 0.6 мас.% индия. Темпе ратура 60 С, начальная концентрация NaOH – 8М. 1 цикл работы.

Стендовые доклады НОВАЯ СТРАТЕГИЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Карпенко А.Н.,а Кузнецов А.В.б а ООО «Волгоградские энергосберегающие технологии», 400081, Волгоград, ул. Нильская, 4 «А», e-mail: info@vestvolgograd.ru б Волгоградский государственный технический университет, 400131, проспект Ленина, 28, e-mail: pahp@vstu.ru Новая стратегия теплоснабжения должна заключаться в том, чтобы все энергоносители (газ, уголь, нефтепродукты и т.д.) централизовано с применением современных технологий экологически чисто перера батывались бы в электроэнергию. Максимально должны быть задейст вованы и все нетрадиционные источники электроэнергии. Электро энергия непосредственно должна передаваться на соответствующие объекты (дома, производственные помещения и т.д.), где по потребно сти в каждом помещении, в каждой комнате квартиры по наработан ным технологиям перерабатывается в комфортное, надежное, недоро гое тепло. Чтобы сам жилец, хозяин соответствующего оборудования, мог влиять на количество, качество, своевременность подачи тепла, экономить и влиять на его стоимость.

Одним из вариантов хороших энергоэффективных систем тепло снабжения являются ТЭЦ, системы коогенерации, установки для ком бинированного получения тепла и электроэнергии, вторичное тепло от которых используются как централизованный источник для отопления близлежащих объектов, а электроэнергия для отопления удаленных объектов. Все эти генерации на территории определенного поселения объединяются в единую электрическую сеть.

На сегодня акцент в теплоснабжении надо переставить с централи зованного отопления на индивидуальное, а в жилье на поквартирное электрическое отопление в виде беструбных систем отопления. Тепло должно вырабатываться по месту его потребления.

ЛИТЕРАТУРА 1. Карпенко А.Н. Патент №2094711 РФ, 1997.

2. Карпенко А.Н. Патент №55104 РФ, 2006.

Работа выполнена в рамках темы НИР ГБ 20-53/151-09.

68 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ПРИМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН Кобяков В.П.

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН.

142432, г. Черноголовка, Московская обл., ул. Институтская, 8, koba@ism.ac.ru.

Рассмотрена возможность использования высокоэнергетических ком позиций, горящих без участия кислорода воздуха, в качестве тепловыде ляющих составов для химических источников тепла. В частности, тер митные смеси с двумя и более оксидами привлекают к себе внимание как объекты, способные к гибкой трансформации характеристик с помощью изменения соотношений компонентов в исходной шихте. В качестве при мера можно привести смеси типа Fe2O3/NiO/TiO2/Al, CrO3/ZrO2/Al и др.

Данный доклад посвящён одному из новых применений химических ис точников тепла, которое связано с проблемами нефтегазового комплекса.

Актуальна проблема восстановления продуктивности скважин на ста рых нефтяных месторождениях, особенно на месторождениях нефтей, со держащей значительное количество примесей, а также нефтей с повышен ной вязкостью. Как правило, снижение эффективности добычи связано с ухудшением фильтрационных свойств коллектора в призабойной зоне пла ста. Для решения этой проблемы разрабатываются различные технологии, основанные на различных физических и химических принципах. Однако применяемые технологии являются недостаточно эффективными и весьма затратными, как с точки зрения финансов, так и с точки зрения затрат вре мени и персонала на подготовку и осуществление обработки скважины.

В нашей лаборатории разработан эффективный и сравнительно дешё вый способ термоимпульсной обработка скважины с помощью твёрдо пламенных теплогенераторов (ТТГ). В этих устройствах используются предложенные нами высокоэнергетические не детонирующих твердофаз ные композиции. Эти композиции горят со скоростью перемещения фронта горения около 1 м/с. При этом выделяется тепло до 5–6 МДж/кг смеси. ТТГ опускается на геофизическом кабель-тросе в скважину в ин тервал обработки с помощью обычного каротажного подъёмника и при водится в действие дистанционно с устья скважины. ТТГ создаёт практи чески одновременно мощные тепловой и гидродинамический импульсы, которые проникают через перфорацию в призабойную зону пласта.

Технология термоимпульсной обработки скважин опробована на ме сторождениях ПО «Белоруснефть». Опытно-промысловые испытания, проведенные на скважинах 126-я Вишанская и 2-я Западно-Давыдовская, показали кратное увеличение добычи нефти в течение более 3-х лет.

Разработка защищена патентами, отмечена Золотой и Серебряной ме далями на международных выставках инноваций, получены Сертификат соответствия и Разрешение Ростехнадзора на использование ТТГ в нефте газовой промышленности.

Стендовые доклады ИЗВЛЕЧЕНИЕ 131I И 137Cs ИЗ МОДЕЛЬНОГО РАСТВОРА ТРАПНЫХ ВОД АЭС Коновалова Н.А., Кулюхин С.А., Горбачева М.П., Румер И.А., Мизина Л.В., Каменская А.Н., Левушкин Д.С.

Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН 119991, Москва, Ленинский просп., 31, E-mail: kulyukhin@icp.rssi.ru Утилизация жидких радиоактивных отходов (ЖРО) на АЭС пред ставляет собой достаточно сложную проблему из-за их большого объ ема и разнообразного химического состава. Одним из видов ЖРО, об разующихся на АЭС, являются трапные воды, которые включают в се бя случайные протечки теплоносителя;

растворы дезактивации оборудования, арматуры, труб и т.д.;

растворы, возникающие в ре зультате обмыва пола, стен и других строительных конструкций, за грязненных радионуклидами. Удельная активность таких растворов составляет 3.7·106 Бк/л. Радиохимический состав контурной воды существенно зависит от выхода продуктов деления из ТВЭЛлов, т.е.

определяется герметичностью их оболочек. Все трапные воды на АЭС собираются в специальные баки-хранилища и подвергаются перера ботке. Поскольку трапные воды являются высоко- и среднесолевыми по составу (от 2 до 5 г/л), их дезактивацию и обессоливание проводят на многоступенчатых установках с применением методов соосажде ния, дистилляции и ионного обмена.


В работе исследована сорбция радионуклидов 131I и 137Сs из модельно го раствора трапных вод АЭС на различных неорганических и органиче ских сорбентах. Установлено, что наиболее высокая степень извлечения радионуклида 131I (99%) может быть достигнута при использовании гра нулированных сорбентов марки «Физхимин»TM на основе крупнопористого силикагеля, содержащего Ag и Ni в отношении 1 : 4, причем Kd для 131I имеют значения 105 мл/г при V/m = 103 мл/г и времени контакта твердой и жидкой фаз 120 мин. Было показало, что повышение температуры рас твора до 40оС не сказывается на степени извлечения радионуклидов I и 137Сs. К сожалению, во всех экспериментах степень извлечения Сs не превышала 35%.

Исследование извлечения радионуклида 131I путем соосаждения с солями серебра – Ag4[Fe(CN)6] и AgCl – показало, что при соосажде нии с AgCl извлекается 96% 131I, в то время как при соосаждении с Ag4[Fe(CN)6] – только 65% 131I.

Работа поддержана Советом по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации (грант НШ-6692.2010.3).

70 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЭНЕРГОПРЕОБРАЗУЮЩИЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПОРФИРИНОВ И ХЛОРИНОВ Коновалова Н.В., Кадикова И.Ф.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова, Россия, 119571, Москва, просп. Вернадского, e-mail: nadejda_73@mail.ru Разработка и создание молекулярных и супрамолекулярных искус ственных энергопреобразующих систем, способных поглощать сол нечный свет и превращать его энергию в полезную и запасаемую фор му, является важной проблемой на протяжении последних 20 лет.

Перспективными компонентами искусственных фотосинтетических энергопреобразующих систем представляются порфирины и их произ водные, которые используются как фотосенсибилизаторы и доноры электрона благодаря их интенсивному поглощению в УФ- и видимой области спектра, высокой электроно-донорной способности и дли тельным временам жизни электронных возбужденных состояний.

Недавно нами осуществлены синтез и фотофизические исследова ния серии новых ковалентно связанных донорно-акцепторных диад и триад, содержащих порфириновые и хлориновые хромофоры, соеди ненные с нафто- и бензохинонами в качестве акцепторов электрона.

Тетрапиррольные макроциклы в полученных ансамблях представлены производными цинкового комплекса тетрафенилпорфирина и хлорина е6. Объединение в одну молекулярную систему двух разных тетрапир рольных макроциклов с различными спектральными свойствами – порфиринового и хлоринового – приводит к улучшению светособи рающей способности и направленному переносу энергии и заряда с высокой эффективностью.

Методология создания хлорин-содержащих молекулярных систем включает последовательную химическую модификацию периферий ных функциональных групп феофорбида а для введения электронодо норного (Zn-порфирин) и электронакцепторного (хинон) компонентов.

При возбуждении светом большая часть энергии донорной части мо лекулы (Zn-порфирина) эффективно переносится к акцептору (сво бодному основанию хлорина), после чего наблюдается перенос элек трона в триадах, содержащих тетрапиррольные пигменты и хинон.

Полученные соединения могут быть включены в состав более обшир ных ансамблей и использованы в качестве компонентов молекулярных электронных устройств.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Россий ской Федерации (АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы», проект № 2.1.1/9396).

Стендовые доклады НЕСТАЦИОНАРНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В РЕАКТОРАХ С ПРОТОЧНЫМИ ОБЪЕМНО-ПОРИСТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ Кошев А. Н.,а Варенцов В.К.б а Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, 440028, г. Пенза, ул. Г. Титова, 28, koshev@pguas.ru б Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, 630128, г. Новосибирск, пр. Кутателадзе, д. В докладе приводится построение математической модели неста ционарного процесса электроосаждения на проточные трехмерные электроды (ПТЭ), обусловленного нестационарным режимом электро лиза и нестационарным состоянием электрода. При этом было учтено изменение параметров процесса (E – потенциала электрода, JSk – плот ности поляризующего тока, Vk – скорости протока электролита), элек трода (SV – реакционной поверхности ПТЭ, Т – удельного сопротив ления материала электрода, – пористости электрода и др.) и электро лита (Ж – удельного сопротивления электролита, Ck – концентраций электроактивных веществ и др.) во времени (t) и пространстве (x,y,z):

z k Ck = • [ E ] + SV J Sk ;

F t ;

Cк = V J Sk ;

S 1 = = T + Ж r V zK F E E (t ) A = J ( t ) ж ;

(t ) И = 0;

C (t ) П = C0, (t ) K = J (t )T ;

n n n – символ градиента, • – символ дивергенции, =K+А+И+П граница реакционной области, n – утренняя нормаль к соответствую щему участку поверхности, J(t) – плотность тока подаваемого на ПТЭ.

В качестве иллюстрации работоспособности модели двухмерной электрохимической системы рассмотрен процесс совместного элек троосаждения двух металлов с учетом выделения водорода на ПТЭ при взаимно перпендикулярных направлениях тока и протока раствора электролита. Проведены расчеты процессов и выполнен их анализ.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности постановки и решения задач оптимизации электроосаждения металлов на ПТЭ при различных технологических требованиях, предъявляемых к эффективности процесса осаждения.

Работа при финансовой поддержке Министерства образования и науки, про ект 2.1.1/12715.

72 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ПОЛУЧЕНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ПРИРОДЫ ПРОВОДИМОСТИ ТИОИТТЕРБИАТА КАЛЬЦИЯ, ДОПИРОВАННОГО СУЛЬФИДОМ ИТТРИЯ Кошурникова Е.В., Калинина Л.А., Ушакова Ю.Н., Ананченко Б.А, Безденежных Л.А.

ГОУ ВПО «Вятский государственный университет», 610000, Киров, ул. Московская 36, lab230@rambler.ru В данной работе рассматривается возможность расширения области гомогенности и улучшения электролитических свойств базисного со единения CaYb2S4, известного как сульфидпроводящий твердый элек тролит, в результате введения в систему бинарного сульфида Y2S31.

Для получения тернарного CaYb2S4 и фаз на его основе использовал ся метод высокотемпературного сульфидирования из порошков оксидных прекурсоров, полученных с привлечением керамической технологии.

Аттестацию образцов проводили методами РФА, микрозондового анализа и электронной сканирующей микроскопии. Изучение электро литических свойств проводили кондуктометрическим двухэлектрод ным методом на частоте 100 кГц, а также модифицированным мето дом ЭДС и Хебба-Вагнера.

Рентгенофазовый анализ показал, что базисный CaYb2S4 кристал лизуется в орторомбической структуре Yb3S4, которая сохраняется при добавлении до 18 мол.% Y2S3. При добавлении Y2S3 температурный электролитический интервал базисного соединения расширяется в об ласть более низких температур и составляет 510-770 К. Введение сульфида иттрия резко снижает электронные числа переноса (te1·10-5) и повышает вклад ионной проводимости. Область с максимальными числами переноса достаточно обширна: 2 х мол.% 18. По совокуп ности изменения всех изученных свойств можно предложить меха низм дефектообразования:

Y2 S3 ( CaYb2 S4 ) VCa + 2 VYb VS•• + 3VS•• + VS* Изменения всех исследуемых свойств от состава хорошо коррели руют друг с другом в рамках предложенного вакансионного механиз ма дефектообразования и позволяют объяснить полученные экспери ментальные данные о преимущественно сульфидионном переносе.

ЛИТЕРАТУРА 1. Ушакова Ю.Н., Калинина Л.А., Ананченко Б.А., Юрлов И.С., Широкова Г.И., Фоминых Е.Г. // Физика и химия стекла, 2009, 35, 92.

Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России», ГК № П982.

Стендовые доклады ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПИРОФОСФАТНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА НА СВОЙСТВА ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫМ СПЛАВОМ НИКЕЛЬ-ВОЛЬФРАМ Красиков А.В., Первухина М.С.

ФГУП ЦНИ КМ «Прометей», 191015, СПб, ул. Шпалерная д. 49. victorm@crism.ru Электрохимические сплавы никель-вольфрам обладают близкими механическими и коррозионными свойствами к хромовым покрытиям.

Вместе с тем, процесс нанесения покрытий никель-вольфрам экологи чески более безопасен и энергетически более экономичен, поэтому нанесение сплавов никель-вольфрам является потенциальной альтер нативой гальваническому шестивалентному хромированию. Кроме то го, есть основания полагать, что покрытия из сплава никель-вольфрам способны защищать стальные изделия от воздействия сероводорода, в том числе трубы и нефтехимические аппараты.

Целью настоящей работы было определить условия получения ка чественных покрытий сплавом никель-вольфрам из пирофосфатного электролита.

В работе изучены кислотно-основные равновесия в электролите и определен диапазон рН его стабильного существования. Исследовано влияние соотношения концентраций ионов металлов в электролите на состав сплава и выход по току при различных плотностях тока и вели чинах рН, а также на микротвердость покрытий. Исследовано влияние величины рН и плотности тока на структуру сплава никель-вольфрам.

Показано, что в большинстве случаев сплав состоит из нанокристал лической фазы твердого раствора вольфрама в ГЦК никеле, и лишь в ряде случаев в покрытиях обнаруживается примесная фаза. Получен ный результат согласуется с литературными данными1.

На основании полученных данных выбран состав электролита и плотность тока для получения твердых покрытий никель-вольфрам с высоким выходом по току. Получены покрытия с микротвердостью 5000–7000 МПа с выходом по току более 60 %. В настоящее время ве дутся работы по исследованию устойчивости покрытий из сплава ни кель-вольфрам к воздействию сероводорода.

ЛИТЕРАТУРА 1. Особенности электроосаждения сплава никель молибден на сетчатый ка тод / Александрова Г.С., Варыпаев В.Н. // Журнал прикл. химии, 1981, 54, 1849.

74 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ДЕГИДРАТАЦИЯ МЕТАНОЛА НА ЦИРКОНИЙСОДЕРЖАЩИХ АЛЮМОКАЛЬЦИЕВЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ Круглова М.А.,a Ярошенко М.П.,a Антонюк С.Н.б а ООО «НИАП-КАТАЛИЗАТОР», 301650, Новомосковск, ул. Связи, б Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова, 119571, Москва, пр. Вернадского, e-mail: antonyuk2006@yandex.ru Дегидратация метанола является одним из способов получения диметилового эфира (ДМЭ), интерес к которому связан, в частности, с перспективами его применения в качестве альтернативного дизельно го топлива.

В процессе дегидратации метанола изучены каталитические свой ства синтезированных цирконийсодержащих алюмокальциевых ката лизаторов различного состава. Установлено, что активность этих кон тактов зависит от содержания диоксида циркония, определяющего различия текстурных характеристик образцов и кислотных свойств их поверхности.

Показано, что в ряду представленных катализаторов синтезиро ванной системы образец, содержащий 25 мас. % ZrO2, характеризуется высокой плотностью слабых кислотных центров, обладает наиболь шей активностью и селективностью в отношении образования ДМЭ, находящимися на уровне показателей -Al2O3.

Результаты исследований показали, что синтезированные Zr-Al-O и Zr-Al-Ca-O материалы, содержащие наноразмерный диоксид цирко ния, стабилизированный в низкотемпературной аморфной фазе, могут найти применение в качестве катализаторов для получения диметило вого эфира путем дегидратации метанола.

Стендовые доклады ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ МЕМБРАННЫХ И СОРБЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Кудинов А.Н.,а,б Лагунцов Н.И.а,б а ОАО “Аквасервис”, 115409, Москва, Каширское шоссе 31, e-mail: aquaserv@mail.ru б Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 115409, Москва, Каширское шоссе В современном мире широкое применение находят различные схемы газоразделения. Особым вниманием пользуются гибридные мембранно сорбционные методы разделения газовых смесей с использованием нано пористых мембран и цеолитоподобных сорбентов. Оптимальное сочета ние преимуществ мембранного метода разделения и адсорбционного по зволяет использовать гибридные схемы в различных целях.

При создании инертных или осушенных атмосфер принципиально важным является повышение качества продукта (повышение концентра ции целевого компонента, снижение влажности) при низких энергетиче ских затратах, стоимости установки и ее обслуживания. Эти проблемы можно решить только на основе использования гибридных технологий, сочетающих мембранный и адсорбционный метод разделения. Эффективность гибридных технологических схем существенно за висит от выбора сорбента и циклограммы процесса. Эту проблему можно решить на основе экспериментальных исследований гибридных установок.

В гибридных схемах блоки мембранного и адсорбционного разде ления соединяются последовательно по рециркуляционной схеме. Основной проблемой при этом является выбор точек возврата рецир куляционных потоков и согласования циклограмм работы сорбцион ного блока с мембранным.

В результате сочетания мембранного и абсорбционного методов с образованием циркуляционного контура в гибридных схемах появля ется возможность обеспечивать высокую степень извлечения и сни зить энергетические затраты на 30-40%.

ЛИТЕРАТУРА 1. Кудинов А.Н., Лагунцов Н.И., Кожевников В.Ю. Гибридная воздухоразде лительная установка для получения высокообогащенного азота, ХI Всероссийская научная конференция Мембраны-2010 / г. Москва, 4-8 октября 2010 г.

2. N.I. Laguntsov, E.B. Grusdev, E.V. Kosykh and V.Y. Kozhevnikov. // Journal of Membrane Science, 1992, 67, 15.

76 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ЗАРЯДА НА ИНТЕГРАЛЬНУЮ ЕМКОСТЬ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ЛИТИЙ-ИОННОГО АККУМУЛЯТОРА Кулова Т.Л., Скундин А.М.

Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии РАН, 119991, Москва, Ленинский проспект, 31, к. 4, e-mail: tkulova@fromru.com При заряде литий-ионного аккумулятора потенциал положитель ного электрода достигает высоких анодных значений, при которых происходит окисление электролита с образованием пассивной пленки на электроде. Такая пассивная пленка обладает низкой ионной прово димостью, увеличивающейся по мере циклирования. В результате воз растает омическая составляющая поляризации, что при неизменном конечном потенциале заряда приводит к снижению емкости электрода (и аккумулятора в целом) при циклировании. В настоящей работе бы ло установлено, что при частичном заряде (т.е. при ограничении за рядного потенциала) не происходит заметного окисления электролита.

Как следствие этого наработка аккумулятора при частичном заряде возрастает гораздо больше, чем снижается емкость в каждом цикле. В результате интегральная емкость (Q) электродов при частичном за ряде оказалась на 4050% больше, чем Q при полном заряде. Так, для электродов из LiCoO2, заряд которых происходит в диапазоне потен циалов 3.94.3 В, Q при циклировании в режиме частичного заряда (Qзар=Qном/3) составила 11.6 Ач за 250 циклов, против 7.6 Ач за циклов при полном заряде. Электроды из феррофосфата лития харак теризуются более низким диапазоном зарядных потенциалов (3.54.0 В), и как следствие этого меньшим окислением электролита. Но и для этих электродов частичный заряд приводит к увеличению Q. Значе ние Q электродов из LiFePO4 при циклировании в режиме частичного заряда составило 17.2 Ач за 390 циклов, против 15.0 Ач за 130 циклов при полном заряде.

Стендовые доклады НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕФОРМИНГ ЭТАНОЛА НАБИНАРНОМ НИКЕЛЬ-МЕДНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ Лапин Н.В, Бежок В.С.

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, Московская обл., г.Черноголовка, 142432, Институтская, 6.

E-mail: lapin@iptm.ru Водород является перспективным видом топлива для различного рода энергетических установок, в том числе и для устройств малой мощности (1-50Вт). Однако накопление и хранение молекулярного водорода в настоящее время представляет проблему. Одним из воз можных путей преодоления возникающих проблем может быть гене рация водорода из углеводородов, например спиртов (метанол или этанол) в процессе водно-паровой каталитической конверсии. В дан ной работе исследован процесс низкотемпературного водно-парового реформинга этанола на биметаллическом никель-медном катализато ре, нанесенном на нить из кварцевого волокна, имеющей небольшую удельную поверхность.

Исследования реформинга этанола проводились в проточном ци линдрическом микрореакторе с внутренним диаметром 4 мм и длиной 70 мм. Анализ осуществлялся газохроматографическим методом. Ос новными продуктами конверсии являются водород, метан, монооксид и двуокись углерода. Конверсия этанола начинается при температуре 200С и при температуре 350С наблюдается практически полная (бо лее 90%) конверсия. По мере протекания конверсии наблюдается уве личение концентрации всех продуктов процесса. Соотношение между концентрациями водорода, метана и монооксида углерода остается по стоянным. При этом концентрация водорода в два раза выше концен трации метана и монооксида углерода. Начиная с температуры 300 С видно появление в газовой фазе двуокиси углерода, содержание кото рого резко возрастает с температуры 350С и при температуре 400С составляет величину 20мол.%. При этом концентрация монооксида углерода проходит через максимум и снижается до 10мол.% при 400С. Это происходит, повидимому, вследствие протекания не только шифт-реакции, но и диспропорционирования монооксида. Анализ по казывает, что в результате конверсии смеси этанол-вода получается 2 моля водорода на 1 моль этанола. Испытание биметаллического ни кель-медного катализатора на кварцевых нитях, несмотря на невысо кую удельную поверхность, показало его высокую активность для водно-парового реформинга этанола при относительно низких темпе ратурах.

78 Химические аспекты современной энергетики и альтернативные энергоносители СРАВНЕНИЕ КИНЕТИКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ГИДРОЛИЗА АММИНБОРАНА В ПРИСУТСТВИИ КАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ ПЛАТИНЫ И ОКСИДОВ КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ Лапин Н.В.,а Дьянкова Н.Я.,а Алексеенко О.В.б а Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, 142432, Моск.обл.,Черноголовка, ул.Институтская, e-mail: dyankova@iptm.ru б ГНЦ РФ Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементорганических соединений, 111123, Москва, ш.Энтузиастов, Амминборан (NH 3. BH3), содержащий более 19мас.% водорода, в настоящее время может рассматриваться в качестве источника водо рода для питания портативных топливных элементов. Водные раство ры амминборана подвержены гидролизу с образованием малотоксич ной борной кислоты. Однако в обычных условиях эта реакция идет очень медленно: 0,5 – 0,9% в течение суток. Для ускорения этого про цесса во всем мире ведется поиск интенсифицирующих факторов, в частности различного рода катализаторов.

В представляемой работе изучался каталитический гидролиз все NH 3. BH3 в водной среде с использованием катализаторов на основе Pt, Ni и Со: Pt/С, Pt-Ru/С, Ni-Cu/SiO2 и оксид кобальта Со3О4. В работе использовался водный раствор АВ с концентрацией 0,24 мас.%. Коли чество загружаемого катализатора изменялось от 0,5 мг до 20 мг. Тем пература проведения процесса гидролиза находилась в интервале 20 800С. Объем выделяемого газа измеряли волюмометрическим мето дом. Состав газовой фазы анализировали с помощью газового хрома тографа.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 16 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.