Диссертация

Работа посвящена исследованию электродных материалов на основе бинарных соединений титана на предмет выявления их реакционной способности по отношению к продуктам и интермедиатам восстановления кислорода. Цель настоящей работы - оценка реакционной способности бинарных соединений титана по отношению к продуктам и интермедиатам восстановления кислорода на их поверхностях в апротонных электролитах, создание защитных слоев и выявление взаимосвязи между свойствами таких слоев и реакционной способностью материала электрода. Научная новизна проведенного исследования сформулирована в следующих положениях, которые выносятся на защиту: 1. Проведен анализ электрохимических процессов, протекающих на поверхности ряда проводящих бинарных соединений титана в апротонных литий-содержащих электролитах, насыщенных кислородом. 2. Показаны особенности формирования пассивирующего слоя на поверхности карбида титана в условиях функционирования литий-кислородной ячейки. 3. Продемонстрировано влияние состава и толщины пассивирующего слоя на стабильность поверхности TiC к продукту и интермедиату электрохимического восстановления кислорода. 4. Использование электролитов с высокой сольватирующей способностью по отношению к Li+ способствует замедлению пассивации поверхности электрода. Достоверность и обоснованность результатов определяется использованием комплекса современных экспериментальных методов, согласием результатов анализа образцов независимыми методами исследования, воспроизводимостью полученных экспериментальных данных для различных образцов, а также сопоставлением некоторых данных с результатами работ других авторов, выполненных для аналогичных систем. Практическая значимость работы: 1. Показана возможность изготовления стабильного положительного электрода для литий-воздушного аккумулятора путем создания защитного пассивирующего слоя на поверхности материала электрода. 2. Разработан ряд модельных систем для оценки реакционной способности электродных материалов различной степени приближения к реальным условиям. 3. Оценена эффективная толщина защитного слоя, предотвращающего протекание побочных реакций и обеспечивающего достаточную плотность тока. Она составляет около 4 нм. 4. Показано, что существует возможность самовозобновления защитного оксидного слоя на поверхности карбида титана, используемого в качестве положительного электрода, при нарушении его целостности. 5. Использование электролита на основе растворителя с высокой сольватирующей способностью по отношению к ионам лития позволяет повысить стабильность электрода.