WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Рис. 11. Вольтамперные характеристики электролитической ячейки с ТПЭ: 1 – катод Pd40/Vulcan XC-72 (0.7 мг/см2 Pd), анод Ir (2.4 мг/см2); 2 – катод Pt40/Vulcan XC-72 (0.7 мг/см2 Pt), анод Ir (2.4 мг/см2); 3 – катод Pt40/Vulcan XC-72 (0.7 мг/см2 Pt), анод RuO2(30%)-IrO2(32%)-SnO2(38%) (2.4 мг/см2); 4 – катод Pt40/УНТ (0.7 мг/см2 Pt), анод RuO2(30%)-IrO2(32%)-SnO2(38%) (2.4 мг/см2). Мембрана Nafion®-117

ВЫВОДЫ

1. В результате проведения комплекса исследований, включающего в себя гальваностатический метод, контактную эталонную порометрию, электронную сканирующую микроскопию, рентгенофазовый анализ, лазерный атомно-эмиссионный анализ и газовую хроматографию, установлено, что наибольшее влияние на удельную электропроводность диафрагмы для щелочного электролиза оказывают: максимальная пористость, распределение пор по радиусам, количество и природа гидрофильного наполнителя, природа подложки.

2. На основе полисульфоновой матрицы с добавлением порообразующего агента поливинирпирролидон и гидрофильных наполнителей TiO2 и Sb2O5·nH2O методом фазовой инверсии синтезированы диафрагмы, отличающиеся высокой удельной электропроводностью (2.92·10 Ом-1·см-1 в 6М КОН), высокой химической и физической устойчивостью. Получены экспериментальные данные о влиянии состава и условий проведения фазовой инверсии на конечные характеристики диафрагм.

3. Исследования вольтамперных характеристик ячеек щелочного электролизера позволяют сделать вывод, о том что при использовании новых диафрагменных материалов напряжение может быть снижено на 150-200 мВ (при рабочих плотностях тока 250-300 мА/см2) по сравнению с диафрагменным асбестом. Показано, что дополнительное снижение напряжения (до 100-150 мВ) на ячейке может быть достигнуто при высоких плотностях тока (от 450 мА/см2) в случае использования полисурьмяной кислоты в качестве гидрофильного наполнителя, что экспериментально доказано изменением характера проводимости диафрагмы.

4. Разработаны новые пористые никелевые покрытия электродов для щелочных электролизеров. Установлено, что по сравнению с гладким никелем пористое покрытие позволяет снизить перенапряжение выделения водорода на 100-150 мВ, а перенапряжение кислорода на 300-350 мВ. Показано, что перенапряжение выделения водорода может быть снижено до 20-50 мВ при модифицировании нового пористого покрытия системой NiPx и до 10-20 мВ при модифицировании следовыми количествами платины. Пористое покрытие позволяет значительно упростить в технологическом плане процесс формирования анодных катализаторов со структурой типа шпинели. Модифицирование шпинельными катализаторами дает возможность снизить перенапряжение выделения кислорода до 310-350 мВ при плотности тока 250-300 мА/см2.

5. Проведены сравнительные исследования Pt, Pt-Pd катализаторов на углеродных наноматериалах, синтезированных с использованием различных восстановителей в жидкой фазе. Показано, что в каталитических слоях мембранно-электродных блоков наиболее активны катализаторы, синтезированные по технологии восстановления предшественников этиленгликолем с атомным соотношением Pt и Pd =1:1, если в качестве подложки использованы однослойные углеродные нанотрубки. При этом экономия Pt достигает 20-25 %.

6. Проведены исследования эксплуатационных характеристик лабораторных образцов щелочного и ТПЭ электролизера, которые показали, что на основе разработанной элементной базы могут быть созданы высокоэффективные низкотемпературные электролизеры воды с энергозатратами не выше 4.3 кВт/нм3 Н2 при плотностях тока 300 мА/см2 для щелочных и 1000 мА/см2 - для ТПЭ электролизеров.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кулешов В.Н., Григорьев С.А. Влияние состава каталитической композиции и топлива на характеристики анодного процесса в топливных элементах с твердополимерным электролитом// Электрохимическая энергетика. - 2008. - т.8., №1. - С.33-39.

2. Кулешов В.Н., Терентьев А.А., Аврущенко А.Е. Перспективы щелочного электролиза в России//2-й Международный симпозиум по водородной энергетике 1-2 ноября, МЭИ. - М., 2007. - С. 31-33.

3. Кулешов В.Н., Фатеева А.А. Каталитические композиции для щелочного электролиза//2-й Международный симпозиум по водородной энергетике 1-2 ноября, МЭИ. - М., 2007. - С. 261-264.

4. Джусь К.А., Кулешов В.Н., Серегина Е.А., Григорьев С.А. Исследования электрокаталитических композиций для обратимого электрохимического элемента с твердым полимерным электролитом// II Международный форум Водородные технологии для развивающегося мира. 22-23 апреля 2008 г. Президент отель. - М. - С.151.

5. Кабалина Н.Н. Ладовский А.В., Осина М.А., Кулешов В.Н.// Исследование Pt-Ir катализаторов для обратимого топливного элемента с твердополимерным электролитом//II Международный форум Водородные технологии для развивающегося мира. 22-23 апреля 2008 г. Президент отель. - М. - С.153.

6. Морыганова Ю.А., Меньшикова В.Л., Кулешов В.Н. Химический анализ в энергетике, Книга вторая//Издательский дом МЭИ. - М., 2008. -С. 406.

7. Кулешов В.Н., Фатеева А.А., Сиротин А.Ю. Исследование композиционной полимерной диафрагмы для щелочного электролиза//13-я Международная научно-техническая конференция Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. - М., 2007 г. - Т.2. -С.526-527.

8. Кулешов В.Н., Бахин А.Н. Разработка катодов и анодов для щелочного электролиза//15-я Международная научно-техническая конференция Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. - М., 2009 г. - Т.2. -С.471-472.

9. Кулешов Н.В., Кулешов В.Н., Терентьев А.А. Способ изготовления мембраны для электролитического разложения воды//Патент RU 2322460 от 20.04.08.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»