Том 60, № 2 (2024)
Статьи
Суперконденсаторы для экстремальных температур (обзор)
Аннотация
В данном обзоре рассмотрена литература по электрохимическим суперконденсаторам (ЭХСК), работающим при экстремальных температурах от –80 оС до + 220 оС, что очень важно для практики. Рассмотрено влияние следующих приемов и факторов на эффективность работы ЭХСК при экстремальных температурах: использование в качестве электролита ионных жидкостей: использование модифицированного гелевого электролита, комбинированного электролита, водных электролитов с низкой температурой замерзания; применение ацетонитрила в качестве растворителя электролита; использование глины в качестве твердого электролита; применение твердотельных ЭХСК; применение электродов с оптимизированной пористой структурой; использование графеновых и псевдоемкостных электродов; использование солнечных элементов; использование комбинированных приемов для создания суперконденсаторов для экстремальных температур. Несомненно, данный обзор будет представлять большой интерес как для фундаментальной электрохимии, так и для практики.
Модельное описание процесса электроосаждения рыхлых осадков цинка в импульсных режимах потенциала
Аннотация
С помощью феноменологической модели рассчитаны структурные характеристики рыхлых осадков цинка, полученных в импульсных режимах потенциала. Повышение скважности приводит к усилению анодного растворения в период пауз и получению более плотных осадков, вследствие формирования дендритов с меньшим количеством вершин, но большего диаметра по сравнению с осадками, полученными в потенциостатическом режиме. Установлена линейная зависимость диаметра вершин дендритов, образующих рыхлый осадок цинка, от скважности. Показано, что существует критическое время, соответствующее достижению нулевой скорости роста осадка, когда металл, осажденный за время импульса, будет полностью растворяться во время паузы.
Электрохимически индуцированное образование связи фосфор-метил с участием комплекса [Co(Ph2PCH2P(Ph) 2PPPPP(Ph) 2CH2PPh2)]BF4
Аннотация
Методом циклической вольтамперометрии исследованы электрохимические свойства комплекса [Co(Ph2PCH2P(Ph)2PPPPP(Ph)2CH2PPh2)]BF4 и проведено его электрохимическое метилирование в присутствии иодметана с образованием в качестве конечного продукта двойной фосфониевой соли – метиленбис(метилдифенилфосфоний) дииодида. Установлено, что данный процесс протекает с разрывом связи P–P полифосфорного лиганда и образованием новых связей P–C.
Электрохимические свойства суперионных проводников CsAg4Br3-хI2+х
Аннотация
Методом твердофазного синтеза получены твердые растворы CsAg4Br3–хI2+х (x = 0.38; 0.50; 0.63); однофазность продуктов подтверждена методами рентгеновской дифракции и дифференциальной сканирующей калориметрии. Исследования электротранспортных характеристик CsAg4Br3–хI2+х включали в себя измерения ионной проводимости четырехзондовым методом в интервале –50…+120 °C и оценку электронной составляющей проводимости методом Хэбба-Вагнера. Показано, что ионная проводимость твердых растворов CsAg4Br3–хI2+х в изученном диапазоне составов практически не зависит от величины x и очень близка к таковой для широко известного суперионного проводника RbAg4I5. Величина энергии активации проводимости для всех изученных соединений составляет около 10 кДж моль–1. Потенциал окисления, определенный методом пошаговой поляризации, у твердых растворов CsAg4Br3–хI2+х заметно выше, чем у RbAg4I5, и находится в диапазоне 0.75–0.78 В (относительно Ag0/Ag+). Высокие электрохимические характеристики CsAg4Br3–хI2+х (0.38 ≤ x ≤ 0.63) и отсутствие полиморфных переходов в изученном интервале от –160 °С до температуры плавления (175–178 °С) делают эти материалы перспективными для использования в электрохимических устройствах на основе твердых электролитов, особенно для низкотемпературных применений.
Деполяризация при электрохимическом выделении отрицательного компонента сплава эвтектического типа
Аннотация
При электрохимическом осаждении сплавов наблюдаются разнообразные явления, приводящие к изменению кинетики и термодинамики этих процессов. Так, в результате изменения характера поверхности электрода меняются плотности тока обмена каждого из компонентов, как и коэффициенты переноса. Далее, при образовании твердых растворов меняются равновесные потенциалы компонентов вследствие ненулевой энтальпии смешения и энтропии смешения. При выделении сплавов эвтектического типа (т. е. смеси зерен отдельных компонентов) каждый из металлов выделяется не на всей поверхности электрода, а только на собственной поверхности. В последнем случае имеет место изменение картины диффузии компонентов, которая во внешней части диффузионного слоя остается неизменной по сравнению с выделением индивидуальных металлов, но вблизи поверхности происходит сгущение диффузионных полей компонентов наподобие того, как это наблюдается при диффузии к матрице микроэлектродов или к отдельным зародышам новой фазы. Это приводит и к изменению диффузионной части перенапряжения выделения компонентов. В сообщении рассмотрена диффузия ионов электроотрицательного компонента сплава типа механической смеси зерен металлов А и В к поверхности зерна этого компонента в модели частично блокированного электрода. Показано, что при постоянном потенциале локальная плотность тока данного компонента оказывается повышенной в результате снижения диффузионного торможения. Найдена величина относительного возрастания тока и соответствующей величины кажущейся деполяризации при сравнении выделения индивидуального металла и выделения того же компонента в сплав.
Получение и электрокаталитическая активность графен-фосфореновых структур, декорированных атомами кобальта
Аннотация
Методом плазмоэлектрохимического расщепления графита синтезированы допированные атомами азота малослойные графеновые структуры, которые использовали для приготовления композитов с фосфореновыми структурами, полученными в результате ультразвукового расщепления пористого электрода из черного фосфора с предварительно осажденным на него кобальтом. Исследована каталитическая активность в реакции выделения водорода малослойных графеновых и фосфореновых структур, а также их смесей и показано, что смешение рассматриваемых материалов позволяет получить наиболее активный катализатор реакции выделения водорода.