Введение к работе
Актуальность проблемы. Интенсивное развитие таких передових областей техники, как микроэлектроника, эколопически чистий транспорт, привели к широкому применению в них автономной энергетики. Одним из перспективных направлений этой энергетики является использование в качестве химического источника тока щелочного топливного элемента г. алюминиевые анодом и кислородном газодиффузионным гатсном с угольной'матрицей и серебряным катализатором, который имеет малую поляризацию, стабильно потенциал и простое обеспечение его окислителем, которым в данном случае слуит кислород воздуха.
По теоретической удельной энергии по весу алюминий уступает только литию, а по удельной энергии по объему - превосходит и его. Алюминий отличается сравнительно низкой стоимостью, большими масштабами производства, а также высокими токами разряда, достигающими I А/см-. Однако вследствие побочно протекающей реакции коррозии алюминия происходит снижение его энергетических характеристик. Высокий саморазряд ограничивает работу щелочного воздушно-алюминиевого топливного элемента до ста часов.
Таким образом, уменьшая коррозию алюминия, которая ответственна за високий саморазряд топливного элемента, можно существенно повысить его эксплуатационные характеристики - напряжение, токи разряда, удельные энергию, емкость и мощность до уровня, позволяющего использовать его в технике. Ддя этого необходимо уменьшить коррозию алюминия, как минимум, в 20-30 раз. Одним из наилучших способов борьбы с коррозионными потерями растворимого анода в гальваническом элементе является применение ингибиторов, так как торможение коррозии алюминия не должно сопровождаться уменьшением скорости его анодного растворения во избежание ухудшения его эксплуатационно свойств. Однако известные по литературным данным ингибиторы такого снижения коррозии не дают.
Цель работы. Осювной ттелью работы япялоеь исследование процессов коррозионного и анодного растворения алюминиевого анода в щелочном топливном элементе и снижение коррозии анода с помощью добавок в электролит ряда ингибиторе!- до уровня, позволяющего использовать такой топливный элемент в технике.
Научная Н'пизча. Изучены особенности пропессоп анодного растворения и коррозии алюминия в щелочных растпот'тх и лолуеч'- --.р.-
новные параметры анодного процесса, на основе чого прэдложены механизмы отих процессов.
Исследовано влияние вынужденной конвекции на анодный и коррозионной процессы. Впервые исследовано воздействие ряда добавок в электролит высокоэффективных органических и неорганических ингибиторов на анодный и коррозионньТ процессы, протекающие на алюминиевом аноде воэдутно-алвминиевсго щелочного топливного элемента.
Проведены сравнительные испытания ингибирующого действия добавок в щелочной электролит ряда ионов металлов с высоким пере-напрягением выделения водорода на этих металлах в условиях вынужденно!! конвекции электролита. Найдено, что наряду с торможением коррозии они могут ускорять протекание анодного процесса растворения алюминия.
Изучены особенности совместного применения исследованных: органических и неорганических добавок в электролит. Найдено, что они в ряде случаев усиливают ингибирующее действие друг друга.
Практическая значимость. Разработан щелочной электролит для топливного элемента с алюминиевым анодом и воздушным газодшрїузи-оннум катодом, содержащий добавки ингибиторов, снижающих коррозию алюминия и повышающих энергетические характеристики элемента.. Предложена схема электрохимического генератора, обеспечивающая стабильную работу топливного элемента. Предложен способ уменьшения коррозии ал'кмтвиевого анодз при хранении топливного элемента.
Апробация работ» и публикации. Основные материалы диссертации доложены на IX Всесоюзной конкуренции по электрохимической технологии "Гальваиотехника-в?" Казань, 19а?г., на I Всесоюзной конфе-рентши "Электрохимическая обработка металлов" Иваново, 1988г., на ІУ Всесоюзной конференции молодо ученых "Типическая- химиг-S'O" Москва, 1390г., на Зональной конференции "Современные проблемы коррозия в народном хозяйстве" Уфа, 1910г., на научно-технической конференции "Ресурсосберегающие технологии в гальванотехнике" Севастополь, I9SIr.
По. теме диссертации опубликовано II работ, получено I авторское свидетельство.
Объем и структура работ*'. Диссертация состоит из введения, пя ти глаь, основных выводов и списка цитируемой литературы ( 63 наич нования ). Она изложена на 106 странитіах машинописного текста, содержит 3 таблиці.' и 37 рисунков.
