By this author

TRANSPORT CHARACTERISTICS OF PERFLUORINATED SULFOCATION EXCHANGE MEMBRANE WITH RESPECT TO VANADIUM (IV) AND (V) CATIONS

Issue number 7 from 25.02.2026

Ионообменная мембрана в контакте с кислым раствором ванадцевых солей – объект исследования многих научных групп в контексте его непременного присутствия в качестве элемента мембранно-электродных блоков как полностью ванадиевой редокс-батареи, так и гибридных проточных источников тока, использующих соединения ванадия на одном из полуэлементов. В настоящей работе проведена апробация нового метода оценки транспортных характеристик мембраны Nafion 211 в отношении ионов ванадия высоких степеней окисления (VO и VO ) – ванадил- и ванадат-катионов, находящихся в водном сернокислом растворе различной кислотности. Метод основан на измерении хроноамперограмм после наложения скачка потенциала (токовых транзиентов) на электроде с прижатой к поверхности мембраной в условиях, когда ток электрохимического преобразования ванадил: ванадат на границе электрод/мембрана в прямом или обратном направлении лимитируется переносом этих частиц через мембрану из раствора. Установлено, что начальные участки транзиентов описываются коттрелловской зависимостью (1 ~ t), а установившиеся токи пропорциональны концентрации реагента на внешней стороне мембраны (как и коттрелловские коэффициенты). Получены экспериментальные хроноамперограммы и проведен расчет коэффициентов диффузии ванадил- и ванадат-катионов в мембране, а также коэффициента их распределения между мембраной и электролитом, при варьировании содержания в нем серной кислоты (от 2.2 до 5 М) и отношения концентраций [VO]:[VO] от 0 до 1. Установлено, что с ростом содержания кислоты в электролите коэффициент диффузии ванадил-катиона в контактирующей с ним мембране снижается с 1.76 до 0.84×10 м/с, а коэффициент диффузии ванадат-катиона с 1.89 до 0.8×10 м/с. При этом коэффициент распределения мембрана/раствор для обоих катионов также снижается: с 0.27 до 0.13 и с 0.21 до 0.12 соответственно. Сделан вывод о применимости метода для анализа ионного транспорта и равновесного состава ионообменных мембран в сернокислых ванадиевых электролитах.

117 0

Voltammetric and discharge characteristics of hydrogen-chlorate current generator with sulfuric acid electrolyte

Issue number 3 from 25.02.2026

В работе исследовано функционирование единичной ячейки проточного водородно-галогенатного генератора тока, преобразующей энергию реакции окисления газообразного водорода хлоратом натрия в сернокислом водном растворе в электроэнергию при помощи мембранно-электродного блока состава (–) H₂, Pt–C // PEM // NaClO₃, C (+). Применен комбинированный режим работы нагрузки, включающий этапы потенцио- и гальваностатического контроля, учитывающий специфику протекания полуреакции электровосстановления хлората – ее редокс-медиаторный автокаталитический механизм (EC-autocat). Для водных электролитов с различным содержанием серной кислоты установлены параметры системы, определяющие мощность и эффективность функционирования водородно-хлоратного генератора тока: фарадеевская и энергетическая эффективности, средняя мощность разряда и время выхода на стационарный режим. Установлено, что наиболее эффективно изучаемая водородно-хлоратная ячейка функционирует с использованием электролита с 5 М содержанием серной кислоты: ячейка с таким электролитом выходит на режим генерации тока плотностью 0.25 А/см² за полторы минуты, позволяет преобразовать в электроэнергию 55% энергозапаса при средней удельной мощности разряда 0.23 Вт/см².

16 0