ИСТИНА

Широкому использованию возобновляемых источников энергии и электрических транспортных средств препятствует отсутствие высокоёмких и энергоэффективных накопителей энергии. Наибольшую удельную энергоемкость среди металл-воздушных источников тока способны обеспечить предложенные в 1996 году литий-воздушные аккумуляторы (ЛВА). И продукт реакции восстановления кислорода – пероксид лития,– и интермедиат этого процесса – надпероксид лития – являются химически активными соединениями. Вследствие этого процесс восстановления кислорода в ЛВА осложняется побочными химическими реакциями пероксида и надпероксида лития с электролитами и материалами электродов, что приводит к ограниченному времени работы ЛВА и плохой циклируемости.Целью работы стало установление фундаментальных физико-химических процессов, ответственных за химическую нестабильность углеродных положительных электродов в ходе протекания электрохимического восстановления кислорода в апротонных средах. Для достижения указанной цели в работе с использованием комплекса современных методов анализа (рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (ФЭСУР), РФЭС при давлении, близком к атмосферному (РФЭС ДБА), анализа ближней тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения (БТСРСП), дифракции медленных электронов, сканирующей туннельной микроскопии, растровой и просвечивающей электронной микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния (КР)) были решены следующие задачи: 1. Разработка модельных химических систем для исследования реакционной способности углеродных материалов по отношению к пероксиду, оксиду и надпероксиду лития. 2. Определение влияния собственных дефектов и примесных атомов (азот, бор, кислород) в углеродных материалах на их реакционную способность по отношению к надпероксид-аниону; синтез графена с различной концентрацией собственных дефектов, а также графена, легированного азотом, бором, и содержащего кислородные группы. 3. Установление механизма деградации углеродных материалов, сопровождающей электрохимическое восстановление кислорода. 4. Разработка электрохимической ячейки для исследования реакций восстановления кислорода методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии в operando условиях. 5. Спектроэлектрохимическое исследование процессов восстановления кислорода, протекающих на модельных углеродных материалах в operando условиях. Выявление физико-химических процессов, приводящих к деградации углеродных катодов.