Autorius: Arminas Ilginis
Vadovas: Egidijus Griškonis
Aprašymas:
Nors rūgštinių švino akumuliatorių technologija atrasta seniai (1860 m.), jo svarba šiandieninio žmogaus pasaulyje nesumažėjo. Šio tipo akumuliatoriai vis dar yra pagrindinis energijos šaltinis transporto priemonėse, todėl juos galima rasti kiekvienoje mašinoje, sunkvežimyje, autobuse ir t.t. Technologijos pigumas, gamybos paprastumas ir baterijų patikimumas kol kas neleidžia šio tipo akumuliatorių pakeisti kitokio tipo sistemomis.
Dabar elektrodai gaminami ant tinklelių pagamintų iš švino ar švino lydinių užtepant pastą, sudarytą iš švino oksido, sieros rūgšties ir vandens. Tuomet išdžiovintos plokštelės yra įkraunamos leidžiant elektros srovę ir taip gaunami švino ir švino dioksido elektrodai. Šie elektrodai panardinti į sieros rūgšties tirpalą veikia kaip antrinis elektrocheminis srovės šaltinis – akumuliatorius.
Grafito veltinis, tai medžiaga gaunama iš polimero – poliakrinitrilo – pluošto pagamintą veltinį iškaitinant inertinių dujų atmosferoje labai aukštoje temperatūroje (iki 3000°C). Gauta medžiaga pasižymi mažu tankiu (102 kg×m-3), maža savitąja varža (10-1 – 10-3 W×m), dideliu savituoju paviršiaus plotu (~103 m2×kg-1). Dėl šių savybių pastaraisiais metais grafito veltinis atranda vis daugiau panaudojimo sričių: vandens valymo įrenginiuose, elektrochemijoje, akumuliatoriuose, kuro elementuose.
Mūsų darbo tikslas buvo surasti sąlygas: elektrolitą, temperatūrą ir kitas elektrocheminės sintezės sąlygas, tinkamas ant grafito veltinio vienu metu nusodinti švino(IV) oksidą (ant teigiamai poliarizuoto elektrodo) ir metališkąjį šviną (ant neigiamai poliarizuoto elektrodo).
Mes pasirinkome optimalią rūgštinio-nitratinio elektrolito sudėtį, iš kurio buvo nusodintos rūgštinio švino akumuliatoriaus elektrochemiškai aktyviosios medžiagos. Elektrocheminis nusodinimas buvo vykdomas potenciostatinėmis sąlygomis intensyviai maišomame kambario temperatūros (~20 °C) elektrolite.
Gautų modifikuotų švinu ir švino (IV) oksidu elektrodų elektrochemines savybes įvertinome taikydami elektrocheminius tyrimų metodus, siekdami nustatyti galimybę sunkius švino rėmelius pakeisti grafito veltiniu, taip sumažinant bendrą akumuliatoriaus masę, padidinti jų elektrinę talpą. Šie lengvesni akumuliatoriai turėtų būti patrauklūs vis besiplečiančioje elektromobilių rinkoje, kaip alternatyva brangiems ličio technologijų akumuliatoriams. Mūsų pasiūlytas procesas nereikalauja sudėtingos įrangos ar brangių žaliavų, tai pat yra labai paprastas ir vieno žingsnio – pagaminti elektrodai nereikalauja tolimesnio apdorojimo ir iškart gali būti naudojami elektrodais rūgštiniame švino akumuliatoriuje.
