اثر نانوذرات در بهبود عملکرد باتری سرب- اسید-رشته­ ی شیمی ( گرایش شیمی فیزیک)


3-3-1 تولید و احیاء لایه‌ی اکسیدی در سطح الکترود Pb

پابلو و همکاران ثابت کرده‌اند که وقتی لایه‌ی PbSO4 روی Pb ایجاد می‌شود، غشایی از PbSO4 ایجاد می‌شود که نیمه‌تراوا است. در این صورت که وقتی ضخامت آن به یک تا چند میکرون می‌رسند، اجازه‌ی عبور یون‌های SO42- و H2SO4 را نمی‌دهد و فقط یون‌های H+ و OH می‌توانند جریان را عبور دهند که سبب افزایش pH زیر لایه‌ی PbSO4 می‌گردد و سبب تشکیل منوکسید سرب تتراگونال (tet- PbO) و سولفات‌های پایه‌ای می‌شود [151-154]. احتمالاً همین کریستالهای سولفات سرب که مساحت سطح ویژه‌ی بالایی دارند، سطح بالاتری را در الکترود می‌پوشاند؛ و سبب افزایش اورپتانسیل اکسیژن می‌گردد.

3-3-1-1 بررسی مکانیسم اثر سدیم فلورید در ولتامتری چرخه‌ای الکترود سرب

وقتی NaF به‌عنوان افزودنی به الکترولیت اسیدسولفوریک اضافه می‌شود، به‌صورت یون‌های F و Na+ درمیاید. یون‌های F با نیروی الکتروستاتیکی جذب الکترود سرب مثبت می‌شود. این یون‌ها سطح الکترود سرب را پوشانیده و با دافعه‌ی الکتروستاتیکی مانع از رسیدن یون‌های SO42- به سطح الکترود سرب شده واحتمالا در مسیر تشکیل PbSO4 ممانعت فیزیکی ایجاد می‌کند. یون‌های SO42- که بتوانند از سد یون‌های F عبور کرده و به سطح الکترود سرب برسد هم توان تشکیل رسوب‌های بزرگ PbSO4 را ندارد؛ بنابراین ارتفاع پیک C2(مربوط به احیاء کریستالهای PbSO4 های کوچک)، افزایش پیدا می‌کند. نتایج حاصل از ولتاموگرام چرخه‌ای مربوط به حضور NaF در الکترولیت، این ادعا را ثابت می‌کند.

چنانچه از ولتاموگرام نشان داده‌شده در شکل (3-18) مربوط به افزودنی NaF دیده می‌شود، ارتفاع پیک A1 (مربوط به اکسیداسیون Pb به PbSO4) کاهش‌یافته است. این کاهش ارتفاع پیک آندی نشان می‌دهد که کریستالهای PbSO4 کمتری تولیدشده است و بنابراین، سطح الکترود از سولفاته شدن در امان می‌ماند. در روبش کاتدی پیک‌های C1 و C2 (مربوط به احیاء PbSO4 به Pb) می‌بینیم که تفاوت فاحشی با نمودار مربوط به الکترولیت بدون افزودنی دارد. ارتفاع پیک C2 افزایش‌یافته و ارتفاع پیک C1 هم کاهش‌یافته و هم به پتانسیل‌های منفی جابجا شده است. افزایش ارتفاع پیک C2 نشان می‌دهد که کریستالهای کوچک PbSO4 تولیدشده است. احیاء کریستالهای کوچک آسان‌تر است و بنابراین، تقریباً تمامی آن‌ها به Pb احیاء خواهند شد.

 

متن کامل در لینک زیر :

دسترسی پایان نامه

پایان نامه ارشد:بررسی اثر نانوذرات در بهبود عملکرد باتری سرب- اسید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *