|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Циклометаллированные комплесы рутения (II) как медиаторы заряда литий-кислородных аккумуляторовдипломная работа (Специалист)
- Научные руководители: Исаев В.В., Захарченко Т.К., Иткис Д.М.
- Автор: Головненкова Е.К.
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2022
- Аннотация: Химические источники тока являются крайне перспективными объектами для исследований и развития в связи с необходимостью замены углеводородного топлива на более экологические альтернативы. Литий-кислородные аккумуляторы (ЛКА) в перспективе способны конкурировать с органическим топливом благодаря их теоретической удельной энергии, превышающей в разы таковую для литий-ионных аккумуляторов. Однако у ЛКА на данном этапе развития существуют ряд проблем. Одна из них – высокое перенапряжение заряда ЛКА, возникающее при окислении основного продукта разряда – Li2O2 – за счет низкой электронной проводимости пероксида лития и его малой растворимости в электролите. Данную проблему можно решить введением в систему растворимых катализаторов, способствующих разложению Li2O2 – редокс-медиаторов (РМ). Целью данной работы является выявление возможности использования циклометаллированных комплексов (ЦМК) Ru (II) в качестве РМ для ЛКА. В ходе работы были решены следующие задачи: синтез ЦМК Ru (II) с заданной структурой; определение физико-химических параметров ряда ЦМК Ru (II); оценка стабильности комплексов, а также наличия возможных побочных реакций в рабочем диапазоне ЛКА; анализ изменения спектров поглощения комплексов в ходе их электрохимического окисления в режиме in situ; изучение влияния ЦМК Ru (II) на гальваностатическое циклирование модельной ячейки ЛКА; определение влияния ЦМК Ru (II) на состав и структуру основного продукта разряда методами РФА и спектроскопии ИК и КР. Показано, что использование объемного лиганда с индуктивно-отрицательной группой отрицательно сказывается на устойчивости ЦМК Ru (II); комплексы данной структуры имеют стабильный и обратимый ОВ-переход в диапазоне потенциалов от 3.5 до 3.9 В отн. Li+/Li, сохраняющийся в атмосфере кислорода; причиной побочных процессов, наблюдаемых в комплексах являются окислительно-восстановительные переходы их лигандов; окисление ЦМК Ru (II) приводит к значительному изменению спектра поглощения и свидетельствует об ОВ переходе при потенциале с участием атома Ru; наличие ЦМК Ru (II) в электролите ЛКА не изменяет разрядную ёмкость, а также состав и структуру продукта разряда; добавление ЦМК Ru (II) в электролит ЛКА приводит к снижению перенапряжения при заряде и увеличивает время жизни аккумулятора.
- Добавил в систему: Захарченко Татьяна Константиновна