Химики создали новые материалы для металлогидридных источников тока

Ученые Комплекса лабораторий водородного материаловедения ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН изучили перспективы использования композиционных материалов для создания металлогидридных источников тока нового поколения. Результаты работы опубликованы в журнале High Energy Chemistry.

«В настоящей работе мы обобщили накопленный экспериментальный материал по разработке электродных материалов для никель-металлогидридных источников тока. По нашему мнению, многие из этих материалов могут оказаться перспективными», - комментирует публикацию руководитель группы металлогидридных источников тока ФИЦ ПХФ и МХ РАН, первый автор статьи Алексей Володин.

Современные металлогидридные источники питания считаются надежными и безопасными в эксплуатации при относительно высокой энергоэффективности и дешевизне производства. Никель-металлогидридные (Ni-MH) аккумуляторы (НМГА) нашли широкое применение в портативных электронных устройствах благодаря высокой плотности энергии, циклической стабильности, устойчивости к перезаряду и хорошей совместимости с окружающей средой.

Металлогидридные щелочные топливные элементы (МГТЭ) могут работать в широком температурном интервале и не требуют катализаторов из драгоценных металлов. Кроме того, система может заряжаться как электрохимически, так и газообразным водородом. Также перенапряжение на металлогидридном аноде будет способствовать выделению водорода и может быть использовано для электрохимической генерации водорода.

То, насколько металлогидридные источники тока будут производительны, определяется материалами катода, анода и электролита, плотностью контакта между активным веществом и тоководом. Повысить эффективность таких источников тока можно модифицированием электродов или электролита. Одним из таких способов стало использование новых композитных материалов, которые и рассмотрели исследователи в тесном сотрудничестве с иностранными исследовательскими группами ЮАР, Индии, Китая, Норвегии и Германии.

В своих работах авторы изучали интерметаллические соединения так называемого АВ5 - типа, где А – редкоземельный металл, B – переходный металл. Они смогли показать, что интерметаллиды с небольшими вариациями содержания лантана, никеля, кобальта и неодима обладают высокими кинетическими характеристиками и хорошей циклической стабильностью. Исследуемые электроды с интерметаллидами активируются уже к третьему циклу заряда-разряда. Максимальная емкость электродов после активации составляла 300–325 мАч/г при плотности тока 100 мА/г.