ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ ГЕНЕРАЦИИ И АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ, В Т.Ч. НЕОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ (промежуточный)

Объектами исследования являются: - Воздушно-алюминиевый элемент с воздушным газодиффузионным катодом модифицированным активным катализатором. - Физико-химические и физико-технические процессы, а также способы и устройства, направленные на повышение эффективности получения водорода в реакции окисления алюминия водой. - Ацетилен как энергоноситель с точки зрения получения «экологически чистой» тепловой энергии в бескислородном пиролизе наряду с производством таких востребованных продуктов как водород и ацетиленовая сажа. - Апротонные электролиты на основе диметоксиэтана, диметилсуольфоксида и ацетонитрила и содержащие соли лития. Целями работы являются: - Увеличение удельной мощности воздушно-алюминиевых элементов за счет применения более активных катализаторов восстановления кислорода и формирования гидрофильно-гидрофобной пористой структуры воздушных катодов. - Разработка научно-технических основ создания устройств латентного хранения и генерации водорода, основанных на гидротермальном окислении алюминия при относительно низких температурах и давлениях. - Разработка технологии непрерывного термического разложения энергоносителя в бескислородной среде. - Проверка гипотезы о сольватационном механизме замедления реакции ассоциации ионов Li+ и O2-, приводящей к увеличению ёмкости Li-O2 батарей. - Исследование взаимосвязи между размером катиона и его сольватацией, подвижностью и кинетикой ассоциации с супероксид-ионом. Результаты работы по разделу 1 отчета: - Исследована активность пирокатализаторов восстановления кислорода, полученных термообработкой в инертной атмосфере прекурсоров синтезированных в присутствии углеродных материалов (промышленно выпускаемых техуглеродов) из солей железа и диэтиламина. - Найдена взаимосвязь величины удельной поверхности техуглерода и содержания на его поверхности функциональных групп с емкостью пирокатализатора. - Исследования воздушных газодиффузионных гидрофобизированных электродов показали, что их активность определяется не только активностью катализатора, но и развитой гидрофильно-гидрофобной пористой структурой. - Проведенные исследования позволили увеличить удельная мощность воздушных катодов с пирокатализатором на 35 мВт/см2 , что больше таковой для катодов с до сих пор наиболее активным пирокатализатором ТМФПСо на основе Vulcan XC72 (300 мВт/см2). по разделу 2 отчета:  Подтверждена принципиальная возможность эффективного генерирования водорода в капсулах, находящихся в реакторе генератора водорода.  Температура воды, впрыскиваемой в реактор, должна быть на уровне не ниже 90˚С. Давление водорода в капсуле следует поддерживать на оптимальном уровне, определяемом давлением водорода в ресивере генератора водорода. - В качестве энергоносителя наиболее перспективным является активированный легкоплавкими металлами алюминий. Негашеная известь повышает выход водорода. - Сформулированы выводы и предложения по результатам исследований, а также рекомендации по конструкции компонентов генератора водорода, режимам генерации водорода и направлениям дальнейших исследований. по разделу 3 отчета: - В экспериментах с проточным реактором термического разложения ацетилена с внешним подводом тепла определены степень разложения ацетилена и состав газообразных продуктов реакции при температуре 1000±10°С в зависимости от давления в реакторе, расхода ацетилена и наличия вольфрамовой сетки в рабочей зоне реактора. - Установлено, что с увеличением давления от 1 до 2 бар концентрация водорода в газообразном продукте разложения увеличивается с 44.8 до 68.7%. Помимо водорода и ацетилена в состав газообразных продуктов входят метан, этан, этен, пропан, бутан, бутен и пентан. по разделу 4 отчета: - Исследованы структура и стабильность сольватных оболочек ионов Li+ и O2- и кинетика их ассоциации в диметоксиэтане при добавлении воды и ионов NO3-. Обнаружено уменьшение стабильности оболочки Li+ при добавлении в раствор воды; NO3- не влияет на стабильность оболочки. Показано ускорение ассоциации ионов в присутствии воды, что не подтверждает сольватационный механизм роста энергоемкости Li-O2 батарей с электролитом на основе ДМЭ при добавлении воды. - Исследовано влияние размера катиона на его подвижность, стабильность сольватной оболочки и кинетику ассоциации с анионами O2-. Максимум стабильности оболочки в ДМСО наблюдается при размере катиона, соответствующем иону Li+, что объясняет эффект ингибирования ассоциации ионов Li+ и O2- и рост емкости Li-O2 батарей с электролитом на основе ДМСО. Максимуму стабильности сольватной оболочки соответствует наименьшая подвижность катионов.