Перейти к содержанию
Форум химиков на XuMuK.ru

Ilja Bondarev

Пользователи
  • Постов

    95
  • Зарегистрирован

  • Посещение

Сообщения, опубликованные Ilja Bondarev

  1. Кстати, а чем вам старый добрый "газовый" аккумулятор не нравиться? IMHO дешево и сердито, дров в россии много, уголь не проблема...

     

    PS с теми электролитами где у него большая емкость - он совсем не газовый - просто уголь адсорбирует всякие там соли и осадки, которые образуются при электрохимических реакциях электролитов.

     

    Ну расскажите тогда поподробнее хотя бы об одной такой конструкции с высокой удельной энергоемкостью.

  2. Ну зачем туда кислоту-то? Весь смысл этих условий - создать ситуацию полностью разряженного аккумулятора, т.е. когда весь в электролите растворенный сульфат перешел в нерастворимый сульфат свинца, а цинк окислился до оксида. Тогда и электролит будет слегка щелочным. Подчеркиваю - слегка. Сколько щелочи растворять - нужно оценить из того сколько у нас оценочно сульфата свинца и оксида цинка в соответствии с уравнениями зарядки. Т.е. если сульфата свинца и оксида цинка в миллиграммах, то и щелочи нужно растворять в милиграммах.

     

    Слегка щелочную среду можно, конечно, сделать и добавляя , скажем, серную кислоту к раствору гидроксида натрия. Только не "плеснуть" на глаз, а достаточно точно дозировать, чтобы получился раствор с pH 10-13.

  3. А попробуйте взять засульфатированный свинец, не лежавший в щелочи, цинк, окисленный на воздухе (с сероватым налетом), и поместить их в разбавленный раствор щелочи. Проведите сразу зарядку при 3В, ну так с полчаса. Посмотрим, что получится.

  4. Для начала, я думаю, стоит повторить опыт автора, ну скажем в случае с сульфатом натрия. Посмотреть работоспособность схемы.

     

    Смущает защелачивание электролита при разряде. Если щелочь будет вступать с электродами в какую-то паразитную реакцию, то надо будет использовать буфер, емкость которого во многом и определит удельную энергоемкость аккума.

  5.  

    Непонятная связь растворимости и удельной ёмкости.

     

    Ну что же здесь непонятного? Сульфат участвует в реакции в виде раствора, значит надо учитывать и массу воды необходимую для его растворения. Если этого не делать, то, конечно, показатели получатся вашей душе значительно более угодные.

     

    Вообще-то интересная задумка. Если бы вы взялись за серьезные эксперименты с этой схемой аккума, я бы подкинул парочку мыслей как его усовершенствовать, приблизив к тем показателям о которых вы мечтаете.

  6. Чистый хлорид олова - сам по себе жидкость.

     

    Правда найти электрохимические таблицы для этого неводного электролита наверно будет проблематично...

    (хотя стоит поискать - чем черт не шутит - наверняка в научных статьях где-то есть применения)

     

    То что какое-то вещество при н.у. является жидкостью еще не значит, что оно электролит, т.е. в достаточной мере диссоциировано на свободные ионы. В случае с безводным хлоридом олова (IV) имеются сомнения, что его можно считать электролитом. Растворителем - да, т.е. к нему надо что-то добавить что бы электролит получился. Только глубокого смысла не вижу - заменить воду на не терпящее влаги в-во, применявшееся как отравляющее средство. Кому это нужно и зачем?

  7. Неужели растворимость соли электролита может повысить удельную ёмкость в 2.5 раза.

     

    В данном случае может. Ведь сульфат участвует в реакции.

     

    Там ещё пишется , что у сульфатно-цезиевого электролита напряжение на электродах 3.2 В.

     

    Покажите где вы такое вычитали.

  8. С калий сульфатным электролитом я маленько ошибся при учете растворимости, точнее будет 70 Втчас/кг. С литий сульфатным электролитом будет существенно лучше - 180 Втчас/кг, в основном за счет раза в 3 лучшей растворимости сульфата лития.

  9. Из какого раствора соли нельзя получить металл при электролизе?

    AlCl3, ZnCl2, NiCl2, CuCl2, FeCl2

     

    с чего начать выполнение задания?

     

    Сравнить потенциалы выделения соответствующих металлов и потенциал выделения водорода с учетом перенапряжения на соответствующем металле.

  10. Елки! Но ведь работают же аллюминий-воздушные батареи. А катод там совсем никакой.

     

    Ну вместо воздушного катода, являюшемся по сути ОH генератором, можно использовать скажем Fe(OH)2. Токообразуящая реакция будет: 2Al + 3Fe(OH)2 = 2Al(OH)3 + 3Fe

     

    Поскольку эта реакция пойдет только в щелочной среде, то неизбежна и паразитная коррозия алюминия:

     

    2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAl(OH)4 + 3H2

     

    Причем обе реакции (токообразующая и паразитная) будут идти с одинаковым успехом и примерно половина алюминия будет расходоваться в пустую.

  11. Йодид алюминия, AlI3 - 191°С

     

    А разве йодид алюминия будет в расплаве диссоциировать на ионы? Не будет ли он вести себя на подобие хлорида алюминия, переходящего в расплаве из ионной твердой формы в молекулярную жидкую? Ведь плавление какого-то вещества и его диссоциация на ионы не всегда одно и тоже.

  12. Нельзя ли ссылку на этот справочник?

    Что-то маловато получается...

    Даже со школы всем известен опыт алюминий+йод+вода=бабах!

    Литий-серный аккум дает практическую энергию 350 Вт-ч кг.

    Насколко я знаю алюминий не уступает литию, а йод сере.

     

    Справочник на xumuk.ru

  13. Сколько, по вашему, способна дать алюминий-иодная пара? Некоторые утверждаут, что теоретическая энергоемкость алюминий-серной батарейки 900+ Вт-ч/кг.Практическая, как минимум, 225 Вт-ч/кг.У алюминий-иодной по идее должна быть еще больше, реакция более энергичная Если это 300 Вт-ч/кг то неплохо, в два раза больше чем литий-ионная и материалы намного дешевле.

     

    Смотрим в справочнике ΔG для АlI3 -304 кДж/моль. Молярная масса 27 г/моль + 3x127 г/моль = 0,408 кг/моль. Итого 304/0,408/3.6 = 207 Втчас/кг. Это теоретическая удельная энергоемкость, а практическая в 3-5 раз меньше, т.е. где-то 40-70 Втчас/кг. К великому огорчению это на порядок меньше того что надо.

  14. Хлорид железа имеет три атома хлора на один атом железа.Почему это мало?

     

    А где и как эти полианионы образуются т.е. какой нужен электролит

    и какая температура?

     

    Уменьшение удельной энергоемкости идет в двух направлениях: 1) увеличивается масса, почти в 1,5 раза, приходящаяся на моль электронов, но это не самое основное; 2) вместо реакции окисления алюминия хлором токообразующей будет реакция замещения FеCl3+Аl = АlCl3+Fе, а это совсем другая и на много менее энергоемкая реакция.

     

    Т.е. ЭДС такой ячейки будет значительно ниже ЭДС пары Аl-Cl. Прикидочно (я точно не считал) уменьшение удельной емкости будет где-то в 3 раза по сравнению с парой Аl-Cl.

     

    Выделение алюминия из галогеналюминатных расплавов/растворов идет по общей схеме где ключевым фактором является наличие свободных галогенанионов (напр. Cl-), которые образуют комплекс с галогенидом алюминия (напр. АlCl3 + Cl- = АlCl4-), далее АlCl3 + АlCl4- = Аl2Cl7-. В какой апротонной среде и при какой температуре такое условие создать - вопрос вторичный. Как конкретно с иодидами - не знаю, не вникал да и 127 г на моль электронов у йода явно не то на чем стоит заострять внимание.

  15. 1)В некоторых уже работающих алюминий-хлорных аккумах хлор хранится в графитовом адсорбенте.Кроме того рассматривается вариант с алюминий-железо-хлоридными реакциями, где происходит

    реакция замещения.

    2)Каким образом можно восстановить алюминий из йодида алюминия?

     

    1) Графитовый/угольный адсорбент быстро деградирует и аккум при зарядке начинает выделять хлор. Кому такое нужно? Хранить хлор в хлоридах конечно можно, но подсчитайте удельную теоретическую энергоемкость. Получите не слишком воодушевляющие цифры. Да и нет полной гарантии 100% связывания в хлорид, т.е. выделения хлора нельзя исключить.

     

    2) Наверное аналогично как и с другими галогенидами - из комплексного аниона Аl2I7-

  16. Здесь что-то говорится об электроосаждении алюминия из ксилольных электролитов:

    Моя ссылка

     

     

    Проблемы в алюминий-хлорном аккумуляторе кроются не на аноде, т.е. не в обратимом осаждении и окислении алюминия в расплавах/неводных растворах, а в проблеме хранения хлора или другого галогена.

  17. Либо рассматриваем вариант восстановления Fe(OH)3 до Fe(OH)2. И тут опять возникает аналогия с Ni-Fe аккумулятором...

    А если копаться глубже, то в щелочных средах Fe(OH)3 и Fe(OH)2 - переходные стадии. Соответственно, снова встает вопрос о полуреакциях и потенциалах.

     

    Солгласен с вами, что в принципе аналогия с никель-железным аккумулятором есть. И не столько в реакциях (они то как раз совсем разные - в Ni-Fе аккумуляторе железо при разряде окисляется, а в рассматриевомой нами системе оно восстанавливается) сколько в том, что носителем заряда в электролите является ОH группа. Это конечно не ион лития с 7 г на моль электронов, но и 17 г тоже еще терпимо, особенно если "клетка" для хранения заряда легче, чем в литий-ионном аккумуляторе.

     

    Вопросы с механизмом окисления/восстановления железа остаются, но если это и происходит через промежуточную стадию с Fе(ОH)2, то образования гидроксида железа (III) это не исключает.

     

    Тут еще другой момент есть: ну, допустим восстановили Fe(OH)2 или Fe(OH)3 (гипотетически) до Fe, а откуда уверенность в том, что при заряде пойдет обратный процесс?

    Неводные электролиты железнения с добавками NaOH существуют, но железо там изначально - в виде соли FeSO4.

     

    Да вот действительно, нет уверенности, т.к. при определенных условиях возможна и полуреакция:

     

    4OH- = 2H2O + O2 + 4e-

     

    Будет образование гидроксидов железа или кислпрода с водой более энергетически выгодным, вот в чем вопрос. Как по вашему мнению? Ведь помимо стандартного потенциала в определенной среде здесь будет играть роль еще и возможное перенапряжение при выделении кислорода.

  18. Эту - нет.

     

    Если не трудно, поясните почему. Чем гидроксид железа (III) хуже гидроксида железа (II). Или это "нет" касается только водных растворов щелочей?

     

    А вот эту - можно.

    Проводите аналогию с никель-железным аккумулятором?

     

    Аналогия с катодной реакцией в железно-никелеевом аккумуляторе невольно получается, только хотелось бы без этой аналогии, т.е. по первой реакции (с гидроксидом железа (III)) - она вроде более "энергоемка".

     

    Алгоритм все тот же.

    Вопрос скорее не в алгоритме, а в том каким алгоритмом пользоваться. Ведь эти данные стандартных потенциалов полуреакций для водных растворов. В неводной среде они могут существенно отличаться. Поэтому для первоначальной теоретической оценки удельной энергоемкости, на мой взгляд, разумнее исходить из энергии Гиббса для реакции. Ну и два места после запятой в результате - тоже излишество. Кстати, не правильнее ли ЭДС элемента 1.86 В?

×
×
  • Создать...