научный журнал по химии Электрохимия ISSN: 0424-8570

КАРАМОВ Ф.А., РАХМАТУЛЛИН Р.Р., ХАЙРЕТДИНОВ Р.М. — 2015 г.

В работе приведены результаты построения поверхностей частотных характеристик границ раздела суперионный проводник/электрод. В общем виде полученные выражения являются функциями трех переменных, а именно Z( m, p) и Y( m, p), где m – число RC-звеньев эквивалентных схем. Наглядность представления частотных характеристик можно повысить, представив их в виде поверхностей Z(m, p) и Y(m, p) при = const или Z( p) и Y( p) при m = const.

ГОРБУНОВ И.А., КАРАМОВ Ф.А. — 2015 г.

В работе рассмотрены варианты создания устройств измерения и обеспечения учета потребления электрической энергии и определения интегрального показателя световой энергии на основе суперионных проводников. Экспериментально установлено, что схема измерения количества потребленного электричества и освещенности за определенный временнй интервал работает практически без потребления энергии для питания самих измерительных устройств. Проведенные работы показали простоту построения и реализации подобных измерительных преобразователей. й интервал работает практически без потребления энергии для питания самих измерительных устройств. Проведенные работы показали простоту построения и реализации подобных измерительных преобразователей.

ДОБРОВОЛЬСКИЙ Ю.А., КАЮМОВ Р.Р., ШМЫГЛЕВА Л.В. — 2015 г.

Проведено исследование влияния допирования мембран Нафион 115 неорганическими кислотами на транспортные характеристики в диапазоне температур от +50 до –80°С. Зависимость проводимости таких мембран от концентрации кислоты имеет нелинейный характер и хорошо коррелирует с ионной проводимостью водных растворов допирующих кислот. Максимальное значение протонной проводимости наблюдается для образца мембраны, выдержанной в 3.4 М серной кислоте, проводимость которого достигает 0.03 См/см при 20°С. Увеличение концентрации допирующего раствора кислоты ведет к сдвигу температуры фазового перехода в область более низких значений: для образцов, допированных 5 М растворами кислот, температура фазового перехода находится ниже –80°С.

АВАКОВ В.Б., БОГДАНОВСКАЯ В.А., КАПУСТИН А.В., КОРЧАГИН О.В., КУЗОВ А.В., ЛАНДГРАФ И.К., СТАНКЕВИЧ М.М., ТАРАСЕВИЧ М.Р. — 2015 г.

С помощью комплекса электрохимических и структурных методов проанализированы факторы деградации мембранно-электродных блоков (МЭБ) водородо-воздушных топливных элементов (ТЭ) в процессе длительных ресурсных испытаний и ускоренного стресс-тестирования (УСТ). Показано, что основным фактором деградации в обоих случаях является разрушение катодного катализатора, которое сопровождается потерей активной поверхности в результате окисления платины, укрупнения ее частиц и перехода ионов платины в полимерный электролит. Обоснована возможность оценки состояния мембранно-электродных блоков (МЭБ) в ходе длительных испытаний на основании данных УСТ и предложена методика, позволяющая определить рабочий ресурс ТЭ при его функционировании в различных условиях, отличающихся температурой, величинами и режимом токовой нагрузки, а также архитектурой МЭБ.

АГАЗАДЕ М., ГАНЖАЛИ М.Р., ДАЛЬВАНД С., КАРИМЗАДЕ И., САФИБОНАБ Б. — 2015 г.

La(OH)3 осажден из нитратной ванны методом импульсного катодного осаждения при типичных продолжительности импульса и периоде покоя, соответственно, ton = 10 мс и toff = 40 мс. Полученный осадок затем нагревали при 600°С в течение 3 ч в атмосфере сухого воздуха. Исследование структурных и морфологических характеристик методами рентгеновской дифракции, анализа на C, H и N, ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье и сканирующей электронной микроскопии показало, что в условиях приложенного импульсного напряжения образовались одномерные (1D) наностержни La(OH)3. Термообработка приготовленных наностержней La(OH)3 способствует их превращению в наностержни La2O3 без изменения их морфологии. Объяснение механизма образования и роста наностержней La(OH)3 дано на основе представлений о динамическом “шаблоне” из пузырьков водорода. Результаты показали, что горизонтально ориентированные наностержни La(OH)3 и La2O3 можно легко приготовить путем импульсного катодного осаждения, сопровождаемого термообработкой.

ДОН П.-П., ЛАН С., НАН Ж.-М., САН Я.-Х., ЧЕН Х.-Ю. — 2015 г.

, обеспечивающего бльшую емкость, был доказан методами рентгеновской дифракции и циклической вольтамперометрии. льшую емкость, был доказан методами рентгеновской дифракции и циклической вольтамперометрии.

АБДРАШИТОВ Э.Ф., БОКУН В.Ч., ДОБРОВОЛЬСКИЙ Ю.А., КРИЦКАЯ Д.А., ПОНОМАРЕВ А.Н., САНГИНОВ Е.А., ЯРОСЛАВЦЕВ А.Б. — 2015 г.

Исследована протонная проводимость коммерческих перфторированных мембран Нафион-115, МФ-4СК и синтезированных нанокомпозитных мембран (поливинилиденфторид-сульфированный полистирол, сверхвысокомолекулярный полиэтилен – сульфированный полистирол, полипропилен – сульфированный полистирол) в зависимости от концентрации сорбированного в них водно-метанольного раствора с использованием контактного метода импедансометрии с регулируемым давлением на контактах “электрод–мембрана”. Установлено, что оптимальным условием измерения является использование пакета из нескольких мембран, зажимаемых между золотыми электродами с усилием не менее 40 кг/см2. Установлено, что удельная проводимость синтезированных мембран в воде при 24°C составляет 50–120 мСм/см, что практически совпадает с аналогичными значениями для мембран Нафион-115 и МФ-4СК. При увеличении концентрации водно-метанольного раствора от 0 до 60% удельная проводимость мембран Нафион-115 и МФ-4СК снижается на 30%. Снижение удельной проводимости синтезированных нанокомпозитных мембран в этой области концентраций составляет 40–55%.

АЛЯБЫШЕВА И.В., АНИМИЦА И.Е., КОЧЕТОВА Н.А. — 2015 г.

Электропроводность твердых растворов Ba2(In1xAlx)2O5 (0 x 0.20) изучена при варьировании температуры и парциального давления кислорода в атмосферах различной влажности. Проведена дифференциация общей электропроводности на составляющие. Доказано, что в атмосфере с высоким содержанием паров воды (pH2O = 2 ? 10-2 атм) при температурах ниже 600°C данные сложные оксиды являются ионными проводниками с преобладающим вкладом протонного переноса.

ВАН Х., ЖИАН М., ЛИУ Я., СУ Ж. — 2015 г.

Методами рентгеновской дифракции порошков, автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного рентгеновского анализа исследовано селективное растворение сплава Cu0.7Al0.3 в тонких пленках с различной микроструктурой, полученных отжигом в высоком вакууме при различных температурах. Показано, что на морфологию коррозии сильно влияют различные микроструктуры, такие как эвтектическая смесь или твердый раствор, а также размер зерна компонентов (Cu или Al) в эвтектической смеси Cu0.7Al0.3. Предложен практический путь к созданию гибких пористых наноструктурированных пленок CuO с заданными размером пор, пористостью, размером и формой блоков. Исследованы также лежащие в основе селективного растворения сплава механизмы, позволяющие получить различную коррозионную морфологию на пленках Cu0.7Al0.3 в зависимости от их структуры. В этом смысле, данная работа стимулирует дальнейшие исследования и является ключевой как для понимания процесса селективного растворения сплава, так и для технологии получения пористых наноструктурированных пленок.

ГХАДЕРИЗАДЕ С.М., МОНТАЗЕРОЗОХОРИ М., ТАШКУРЬЯН Ж. — 2015 г.

Для определения ионов никеля изготовлен дисковый ион-селективный электрод с покрытием из полихлорвиниловой мембраны (матрица) на основе композита из многостенных углеродных нанотрубок, модифицированного бис(2-гидроксиацетофенон)-1,2-пропандиимином в качестве ионофора. Электрод демонстрирует нернстовский наклон (29.7 ± 0.45 мВ/декада) в широком интервале концентраций Ni(NO3)2 (от 9.1 ? 10-7 до 2.0 ? 10-2 М); наименьшая определяемая концентрация равняется 3.2 ? 10-7 М. Электрод пригоден в интервале рН 3.0–7.9; он отличается коротким временем отклика: приблизительно 6 с. Этот электрод продемонстрировал хорошую селективность по отношению к Ni(II) среди ионов других металлов. Использование многостенных углеродных нанотрубок в полимерной матрице улучшило линейность электродной функции и чувствительность электрода. Практическая аналитическая применимость электрода продемонстрирована на примере его использования в качестве индикаторного электрода для титрования ионов Ni(II) раствором этилендиаминтетрауксусной кислоты.

РОЗЕНБЕРГ С., ХИНТЕННАХ А. — 2015 г.

Частицы LiCoPO4, покрытые “in situ” углеродом, предназначенные для использования в качестве активных материалов литий-ионных аккумуляторов, синтезированы очень быстрым и эффективным способом. Синтез проведен с применением СВЧ-облучения. Собранные с применением синтезированного электродного материала литий-ионные аккумуляторы отличались очень высокой первоначальной емкостью (около 161 А ч кг-1) при скорости заряда–разряда 1 С, которая снижалась очень медленно: на 17 после 1700 циклов.

ЕФРЕМОВ В.В., КУНШИНА Г.Б., ЛОКШИН Э.П. — 2015 г.

Исследован процесс синтеза титаната лития-лантана Li3xLa2/3 - xTiO3 (x = 0.167 и 0.11) золь–гель методом с использованием водорастворимых солей LiNO3 · 3H2O, LaNO3 · 6H2O и цитратного комплекса Ti(IV), который обеспечивает получение однофазных кристаллических соединений Li0.5La0.5TiO3 и Li0.33La0.56TiO3 со структурой перовскита после прокалки прекурсора при 1000°C. Синтезированные порошки Li3xLa2/3 - xTiO3 охарактеризованы методами РФА, ДТА/ТГ и СЭМ-микроскопии. Проводимость Li3xLa2/3 - xTiO3 по иону Li+ определена методом импедансной спектрометрии в интервале 1 2 ? 106 Гц и составила 8 ? 10-4 См/см при комнатной температуре. Изучена температурная зависимость и определена энергия активации ионной проводимости Li0.33La0.56TiO3 в интервале 25–200°C.

ЖИН Д., ЛИУ Р., ЮЭ Л. — 2015 г.

Электродный материал Fe2O3 с иерархическим типом пористости получен методом двухстадийного синтеза без применения шаблонов. Вначале из (NH4)2SO4 · FeSO4 · 6H2O и K2C2O4 · H2O в качестве исходных реагентов в гидротермальном процессе был синтезирован прекурсор – оксалат железа с наночастицами в форме прутка. Затем в ходе его разложения при строго контролируемых условиях получался пористый оксид железа с сохранением наночастиц в форме прутка. Морфология и структура свежеприготовленных продуктов были охарактеризованы методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской дифракции, термогравиметрии, дифференциального термического анализа и адсорбции–десорбции N2. Электрохимические свойства исследовали путем циклирования в гальваностатическом режиме. Показано, что структурой пор можно управлять, подбирая условия отжига, а степенью кристалличности – состав растворителя. Полученный продукт с пористой структурой и невысокой степенью кристалличности имеет емкость на первом цикле 634 мА ч г-1; после 20 циклов сохраняется свыше 90% емкости.

АНИМИЦА И.Е., ТАРАСОВА Н.А. — 2015 г.

Проведен синтез оксифторида со структурой Руддлесдена–Поппера Ba2InO3F, рентгенографически подтверждена однофазность и установлены параметры решетки. Доказано, что этот оксифторид способен к гидратации и проявлению протонной проводимости.

ДАМАСКИН Б.Б., ЕМЕЦ В.В. — 2015 г.

С помощью моста переменного тока проведены измерения кривых дифференциальной емкости в системах Ga/[ДMФ + 0.1m М LiBr + 0.1(1 – m) М LiClO4] и Ga/[ДMФ + 0.1m М LiI + 0.1(1 – m) М LiClO4] при следующих значениях доли m поверхностно-активного аниона: 0, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5 и 1. Диметилформамид (ДМФ), так же, как и N-метилформамид (N-МФ), позволяет реализовать значительные положительные заряды Ga-электрода, при котором он остается идеально-поляризуемым (до 11 мкКл/см2). Данные по специфической адсорбции анионов Br- и I- в указанных системах могут быть количественно описаны изотермой Фрумкина. При этом свободная энергия адсорбции Br- и I- ( Gads) является квадратичной функцией заряда электрода. Установлено, что на границе Ga/ДMФ величина Gads изменяется в последовательности I- < Br- < Cl-. Проведенный анализ однозначно указывают на обращение ряда поверхностной активности галоидных ионов при переходе от границ Hg/ДМФ и Bi/ДМФ к границе Ga/ДМФ. В отличие от границы Ga/N-МФ, где значения Gads для Br- и I- практически совпадали и увеличение Gads при переходе к адсорбции анионов Cl- было относительно небольшим, на границе Ga/ДМФ наблюдается значительный рост величины Gads в ряду I- < Br- < Cl-.

ДАМАСКИН Б.Б., ЕМЕЦ В.В. — 2015 г.

С помощью моста переменного тока проведены измерения кривых дифференциальной емкости в системе Ga/[ДMФ + 0.1m М LiCl + 0.1(1 – m) М LiClO4] при следующих значениях доли m поверхностно-активного аниона: 0, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5 и 1. Диметилформамид (ДМФ), так же как и N-метилформамид (N-МФ) позволяет реализовать значительные положительные заряды Ga-электрода, при которых он остается идеальнополяризуемым (до 12 мкКл/см2). Установлено, что данные по специфической адсорбции Cl--аниона в указанной системе могут быть количественно описаны изотермой Фрумкина. Свободная энергия адсорбции Cl--анионов Gads является квадратичной функцией заряда электрода. Показано, что на Ga-электроде переход от N-метилформамида к диметилформамиду сопровождается значительным ростом свободной энергии адсорбции Gads. Учитывая более сильное взаимодействие Ga-ДМФ, по сравнению с Ga-(N-МФ), такой результат можно объяснить только соответствующим снижением энергии сольватации хлорид-иона.

БЕХНАМИАН Я., СИА Д.-Х. — 2015 г.

Цель настоящей работы – обзор и обсуждение способов эффективного устранения дрейфа постоянного тока при измерениях электрохимических шумов. Кратко суммированы данные об экспериментах электрохимических шумов, приборах для их измерения, даны методы устранения постояннотоковых помех, предваряющее анализ электрохимических шумов. Полученные результаты показывают, что эффективными методами являются: удаление полиномиального тренда, вейвлет-анализ и разложение по эмпирическим модам, в то время как удаление тренда скользящего среднего и линейного тренда непригодны для устранения постояннотоковых помех.

АТАОЛЛАХИ Н., АХМАД А., МОХАММЕД Н.С., РАХМАН М.Ю.А., ХАМЗА Х. — 2015 г.

Методом “отливки раствора” приготовлен полимерный электролит – смесь поли(винилиденфторида–гексафторпропилена) и полиметилметакрилата с “прививкой” натурального каучука MG49 и тетрафторбората лития LiBF4 в качестве источника носителей заряда. Исследовано влияние пластификаторов – пропиленкарбоната и этиленкарбоната – на свойства пленок полимерных электролитов. Методом спектроскопии электрохимического импеданса показано, что ионная проводимость растет с ростом концентрации пластификатора; самые высокие значения проводимости при комнатной температуре (1.51 ? 10-3 и 7.39 ? 10-4 См см-1) получены, соответственно, при содержании 80 вес. % пропиленкарбоната и 40 вес. % этиленкарбоната. Добавка пластификатора пропиленкарбоната повышала ионную проводимость, в отличие от пластификатора этиленкарбоната. С ростом температуры проводимость электролита с 80 вес. % пропиленкарбоната достигала 6.52 ? 10-2 См см-1 при 373 К. Методом сканирующей электронной микроскопии показано, что пропиленкарбонат совместим с комплексом поли(винилиденфторид–гексафторпропилен)–MG49–LiBF4, в то время, как этиленкарбонат не смешивается с ним. Метод рентгеновской дифракции выявил высокую степень аморфизации пластифицированных полимерных электролитов, что вытекает из уменьшения интенсивности пиков кристаллической фазы. Термогравиметрический анализ показал, что с добавлением пластификаторов термостойкость полимерных электролитов уменьшается. Методом вольтамперометрии с линейной разверткой было показано, что электрохимическая устойчивость сохраняется вплоть до 4 В.

ВАНДЕНБЕРГ А., ХИНТЕННАХ А. — 2015 г.

Соединения LiCoO2 и LiNiO2, покрытые углеродной пленкой, получены новым, быстрым (так что процесс занимает всего несколько минут) и очень эффективным методом с применением СВЧ-облучения. Этот метод дает высокодисперсные LiCoO2 и LiNiO2 внутри углеродного материала, находящегося с этими соединениями в хорошем контакте. Для LiCoO2 и LiNiO2 получены высокие удельные емкости, соответственно, 179 и 270 А ч кг-1. Благодаря очень высокой электрохимической стойкости этих соединений после 1500 циклов сохраняется около 89% емкости LiCoO2 и 97% – LiNiO2.

ГАО Ф., ЖАО Ю., ЛИУ Я., ТАН Ё., Ю Ш. — 2015 г.

Три вида коммерческих углеродных материалов для суперконденсаторов исследованы методами снятия физико-химических характеристик и электрохимическими измерениями с применением различных обработок поверхности с целью определить влияние удельной площади поверхности, электролита и поверхностных функциональных групп на удельную емкость, характер сохранения заряда и способность работать при высоких скоростях заряда–разряда. Полученные результаты показали, что ключевую роль для величины удельной емкости играет удельная площадь поверхности углеродного материала. Заметное влияние на величину удельной емкости и на способность работать при высоких скоростях заряда–разряда оказывает и электролит. Исследование сажи Vulcan XC-72 показало, что обработка HNO3 увеличивает удельную площадь поверхности и повышает число поверхностных функциональных групп. Это заметно улучшает удельную емкость сажи Vulcan XC-72. Поверхностные функциональные группы вносят свой вклад в пcевдоемкость углеродного материала.