Ilja Bondarev

практик, А откуда вы взяли, что полиэтиленоксид это то, что нужно? Он продается как и хлорид тетраметиламмония, например здесь. Не то что бы на вес золота, но и недешев. Используется в основном для создания электропроводной композиции с углеродом (графитом/сажей). При н.у. порошок, плавится при 650C. Каков механизм электропроводности мне неясно. Если электронный, то это не то что надо. Если проводимость ионная, то неясно откуда она берется. Может кто обьяснит.

Поправка: В водной среде (для которых вы указали ПР) эти реакции, прямо говоря...

Ну это, как говорится, и коню понятно. Только растворитель или вернее говорить среда должна быть не только апротонная (что есть необходимое, но недостаточное условие) но и ионогенная, т.е. способствовать образованию ионов, обеспечивающих проводимость и возможность протекания пространственно разделенных электродных реакций. aversun, В водной среде (для которых вы указали ПР этих реакций), прямо говоря (проблематично - слишком дипломатично сказано), практически не идут. Так что водную среду следует исключить из рассмотрения и о ней не вспоминать.

Да, sharpneedles, давайте попробуем. Предлагаю начать со среднего. Может удастся разобраться с системой Аl-Fе-ОH, хотя бы гипотетически, для начала. Начнем с возможной токообразующей реакции. Отвлекаясь пока от конкретных условий и среды протекания, можно, на мой взгляд, предположить, реакции обмена типа: 1) Al + Fe(OH)3 = Al(OH)3 + Fe 2) 2Al + 3Fe(OH)2 = 2Al(OH)3 + 3Fe За недостатком справочных данных и неопределенности условий, мне трудно дать оценку энергетике этих реакций, на вскидку удельная энергоемкость будет что-то около 1200-1300 Втчас/кг. Весовая составляющая выглядит тоже недурно - около 45 грамм на моль электронов (для первой реакции). Кто что думает по этому поводу? Возможны ли такие реакции? Если да, то какая будет преобладать? Возможные условия их протекания?

практик, В Википедии о адсорбции довольно подробно и хорошо написано.

В случае с адсорбционным катодом ничего возвращaть вроде как и не надо - хлор из системы не выводится, оставаясь на пористой поверхности катода. Ну, не без вашей, батенька, помощи развилась тема о алюминий-хлорном ХИТ-e.

Хлор будет получаться не только по этой реакции. А как его связывать? Ограничиваясь только газовым электродом приходят на ум только: а) адсорбция, б) связывание в гидрат. Оба метода неудобны, ненадежны и еще много не... . И помоему нет глубокого смысла с хлором или другими галогенами возиться - на моль электронов уходит начиная с 35 г массы их носителя, у кислорода 8. Разница есть?

Ну, в общем можно с вами и согласиться, хотя например о батарее ZEBRA зачастую говорят как о натрий хлорной когда на самом деле это Na-NiCl2 батарея. Вся фишка с хлоралюминатными расплавами в том и состоит, что никакого катиона алюминия там нет. По крайней мере в свободном или сольватированном виде. Выделение/отложение (экстракция) алюминия происходит из анионов Аl2Cl7- в Люисово кислой среде и из AlCl4- в Люисово нейтральной и основной среде. Да, состав расплава при зарядке меняется по мере расхода АlCl3 в нем, но к каким параллельным процессам это может привести до меня как-то не доходит. Будьте добры, поясните.

Нет, этого делать не стоит, так как: 1) литий в металлическом виде да еще в больших количествах очень опасен и малейшая неполадка или повреждение такого аккумулятора может привести к пожару со взрывом; 2) восстановление катионов лития в металлический литий при зарядке практически очень трудно, почти невозможно, произвести без образования дендритов, которые ведут к последствиям описанным в пункте 1. Совсем другая история с литий-ионным аккумулятором, у которого нет этих недостатков.

Ну ходила/ходит идея алюминий-ионного аккумулятора на подобие литий-ионного, чтобы заменить дорогой и редкий литий на алюминий, которого завались. Механизм деградации мне самому полностью не ясен, но обьясненине примерно таково: хлор в какой-то мере интеркалируется в матрицу углерода и в следствии обмена электронов (зараяд/разряд) ломает связи углерода. Обьясненине может быть и несовсем верное, прошу знатаков поправить и сильно не ругать. В NASA в 60-ые велись работы над хлор-алюминиевой батареей с расплавами электролитов из различных смесей хлоридов щелочных металлов и AlCl3. Так вот, материала для катода, который выдерживал бы сколь либо приемлемое число циклов и был бы в состоянии адсорбировать хлор, так и не нашли. А поясните пожалуйста в деталях, а то что-то неясно как это представляется. Это один из методов относительно безопасного хранения хлора. Хлор с водой при температурах что-то около 6-80C образует клатрат (газовый гидрат), "обволакиваясь" молекулами воды (точно не помню, но вроде 8 или больше молекулами). Вот для хранения этого гидрата и нужен в прямом смысле холодильник со всеми отсюда вытекающими прелестями.

Извиняюсь, не проверил как работает. Да, имелся в виду этот патент. Привел этот пример что бы показать основу хлор-алюминиевого элемента - низкотемпературный расплав трихлорида алюминия с органическим хлоридом. Правда в контексте напрашивается увидеть патент на сам хлоралюминиевый элемент. Надо будет мне внимательнее следить за контекстом. Как это понимать : "обращение экстракции алюминия ... в обратном направлении" ??? Полуреакции 4Al2Cl7- + 3e- = Al + 7AlCl4-, AlCl4- + 3e- = Al + 4Cl- вполне обратимы и как я понимаю с алюминием в хлор-алюминиевом вторичном элементе проблем нет. Если я что-то неверно понимаю, то был бы призанателен если вы обьясните.

практик, Алюминий хлорный аккумулятор, работающий при околокомнатных температурах разрабатывали и в общем-то разработали в Штатах в семидесятых. Например, вот такой патент. Только как эффективно и безопасно хранить хлор так до сих пор и не решили. Связывать в какой-то хлорид - теряешь в теоретической и в практической удельной емкости да и не факт что весь хлор свяжется в хлорид, адсорбируешь на активном угле/графите - быстро деградирует сам катод, связываешь в гидрат хлора - имеешь дело с холодильником, который может и сломаться и.т.д. и.т.п. И при том все решения не блещют показателем удельной энергоемкости. Да и чисто теоретически 35 г на моль электронов - многовато. У кислорода к примеру 8 г на моль электронов. Так что хлор похоже не самый лучший выбор.

Тогда почему достаточно авторитетные источники указывают температуру плавления в 3000C. В нескольких независимых источниках одна и таже повторяющаяся ошибка? Маловероятно. Это понятно, что в водном растворе анион гидроксоалюмината будет гидратирован полярными молекулами воды. Меня интересует возможность существования его в негидратированном виде, к примеру в каком либо низкотемпературном расплаве. Если такое невозможно, то хотелось бы понять почему. В расплаве алюмината будут действительно такие ионы, только например алюминат натрия плавится при 18000C. Мне же интересны низкотемпературные расплавы, где ОH группа могла бы существовать.

Разбираясь в одном вопросике наткнулся на определенные непонятки связанные со свойствами гидроксида алюминия в его наиболее распространенной форме - гиббсите. Во- первых, какова температура и другие условия плавления гидроксида? Тут данные разные. Краткий справочник химика дает 1500C с отделением воды. Википедия да и другие источники упоминают о его разложении на оксид алюминия и воду при 150-1800C (в разных источниках по разному) и в то же время указывают температуру плавления 3000C. Что-же верно? Или правильны обе темературы только при разных давлениях? Если да, то тогда каково давление для плавления гидроксида алюминия? Во-вторых, не могу понять возможно существование аниона Аl(ОH)4- только в водной среде (что неооспоримо) или такой анион может существовать например и в расплаве с гидроксидами щелочных металлов, скажем КОH + Аl(ОH)3 = K+ + Al(OH)4-? Ну а если температура не позволяет с неорганикой (вследствие разложения гироксида алюминия), то в расплаве с каким- то подходящим органическим гидроксидом? Вот такие вопросы. Заранее премного благодарен всем кто их как-то разьяснит или посоветует что-нибудь дельное по этому поводу почитать.

Да, конечно, можно и так, только по всей видимости это не то что имелось в виду в указанном мной обзоре. Там для системы Аl-Cu-О дана теоретическая удельная энергоемкость 2198 Втч/кг - разница более чем в два раза. Совершенно верно, в сухом виде никакого разряда нет. Зато с щелочным электролитом реакция 2KOH+6H2O+2Al=2K[AlOH)4]+3H2, как я понимаю (поправьте если не так), идет с достаточным успехом и при нагруженном элементе наряду с токообразующей, так и без нагрузки.

А что же тогда? Схемы реакций наподобие алюмотермических? Каким образом? Вообще алюминиево-воздушный элемент наиболее многообещающий с точки зрения удельной энергоемкости. Только вот с отводом продукта реакции - гидрооксида алюминия - проблемы. Именно из за быстрого засорения электролита реальная энергоемкость получается в разы (10-20 раз а то и больше) меньше теоретической. Может в этих Al-Cu-О, Al-Fe-O, Al-Fe-OH элементах (если таковые вообще существуют или разрабатываются) проблема с гидрооксидом как-то достаточно эффективно решена?

Да, порядок значений теоретической удельной энергоемкости у обычных алюминий-воздушных и у элементов Al-Cu-O, Al-Fe-O, Al-Fe-OH один и тотже. Остается предположить, что речь идет действительно о каких-то усовершенствованых металло-воздушных первичных элементах, где анодом является сплав алюминия с медью или с железом.

Т. е. вы думаете, что имеются в виду элементы подобные алюминии-воздушным первичным источникам тока?

Попался мне как-то в сети обзорчик. Там где про аккумуляторы есть одна забавная таблица (Table 3-2) в конце которой указывают о батареях на алюминии с бешеными значениями теоретической удельной энергоемкости (1900 - 2300 Втч/кг). Что это за батареии Al-Cu-O, Al-Fe-OH, Al-Fe-O такие? Ни одного описания в том числе и среди патентов не нашел. Что это? Фантазия не имеющая ничего общего с реальностью? Знает кто-либо что-нибудь о подобных ХИТ или разработках в этой области. Недоумение вызывает прежде всего высокие значения удельной энергии. Не каждая алюмотермическая смесь даст такую. Даже если предположить что реакции типа 2Al + 3CuO = Al2O3 + 3Cu будут токообразующими, то нет ни одной толковой мысли как пространственно и в какой среде разделить процессы окисления и восстановления. Заранее благодарен за любую толковую информацию по этой теме.

А если не выдавать желаемое за действительное, то правильно будет: 107,9/(107,9+65,4+16+18)= 0,52 кг серебра в теоретическом аккумуляторе емкостью 413,7 Втч в разряженном виде, в заряженном будет соответственно 597 г АgО.

Это я прочитал. Под доступностью имеется в виду расплав/раствор без HF. А с безводной плавиковой кислотой можно и при комнатной температуре иметь жидкую фазу, например c NaF-HF.

А можно примеры таких эвтектик, а то что-то из доступных ни одной после поиска не нашел.

Скажите, а если температуру сделать несколько выше температуры плавления йода (113°C), то подняв давление во избежание возгонки йода, будет ли йод образовываться на аноде в жидком виде? Или он будет растворяться в распалаве KI-AlI3 (мольное соотношение 1:2)?

antabu, Получить надо йод и разумеется нужен инертный электрод. Только какой материал будет в этих условиях и реакции инертным и достаточно стойким? Стеклографит? Что еще? sharpneedles, Это имеется в виду создание условий для сублимации? Если возможно, то несколько по подробнее об этом методе (температура, условия, конструкция и.т.п.) или лучше дайте пожалуйста ссылку где об этом почитать можно.

Хотелось бы разобраться в деталях с электролизом расплава KI-AlI3 в мольном соотношении 1:2. Точка эвтектики у такого расплава где-то около 103°C. Ну на катоде, понятно, будет осаждаться алюминий: 4Al2I7- + 3e = Al + 7AlI4- На аноде должен по идее выделяться йод: 2AlI4- - 2e = I2 + 2AlI3 Поправьте если я неправ. При всем этом хотелось бы йод получать так, что бы его можно было бы непрерывным процессом выводить из электролизера. Как это сделать? Мне не пришло пока в голову ничего лучшего, чем поднятие температуры до уровня при которой йод будет заведомо газом (около 190°C). Т.е. по полной аналогии с хлором - собирать йод в виде газа. Но такое решение по целому ряду причин меня не удовлетворяет. В принципе можно вместо KI взять ИЖ, обеспечивающую низкую темературу расплава, т.е йод можно выделить и в твердом виде, но как его тогда нерерывно удалять из электролизера? Будет ли он с инертного анода опадать в осадок или облеплять поверхность электрода? Какой конструкции нужен электрод для выделения йода?