.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
LiAlO2 для карбонатного топливного элемента, синтезированный безнитратным способом
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-7-37-44
Аннотация
Однофазный кристаллический алюминат лития, широко используемый материал матрицы для электролита топливного элемента, был синтезирован двумя безнитратными методами при 650 °C. Зольгель метод включал пиролиз коллоидной смеси гидроксида алюминия и формиата лития. Преимуществами применяемого пиролиза формиата по сравнению с другими методами сжигания являются отсутствие выброса оксида азота, а также высокая однородность продукта. Твердофазный синтез является традиционным методом, используемым в промышленности, поэтому в работе было подобрано оптимальное соотношение массы порошка к массе мелющих тел, обеспечивающее большую площадь поверхности. Описанные методы синтеза представляют собой простые, экономичные и экологичные методы изготовления субмикронных порошков α-LiAlO<sub>2</sub> с площадью поверхности 25‒27 м2/г, которые являются оптимальными для применения в качестве матричного материала в топливных элементах с расплавленным электролитом.
Об авторах
А. С. ТолкачеваРоссия
к. х. н.
Екатеринбург
Н. М. Поротникова
Россия
к. х. н.
Екатеринбург
А. С. Фарленков
Россия
к. х. н.
Екатеринбург
Е. А. Ильина
Россия
к. х. н.
Екатеринбург
М. А. Конопелько
Россия
к. х. н.
Екатеринбург
Список литературы
1. Hepburn, C. The technological and economic prospects for CO2 utilization and removal / C. Hepburn, E. Adlen, J. Beddington [et al.] // Nature. ― 2019. ― Vol. 575. ― P. 87‒97. DOI: 10.1038/s41586-019-1681-6.
2. Pires, J. C. M. Negative emissions technologies: а complementary solution for climate change mitigation / J. C. M. Pires // Science of the Total Environment. ― 2019. ― Vol. 672. ― P. 502‒514. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.04.004.
3. Spinelli, M. Assessing the potential of molten carbonate fuel cell-based schemes for carbon capture in natural gasfired combined cycle power plants / M. Spinelli, D. Di Bona, M. Gatti [et al.] // Journal of Power Sources. ― 2020. ― Vol. 448. ― Article № 227223. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2019.227223.
4. Antolini, E. The stability of LiAlO2 powders and electrolyte matrices in molten carbonate fuel cell environment / E. Antolini // Ceram. Int. ― 2013. ― Vol. 39, № 4. ― P. 3463‒3478. DOI: 10.1016/j.ceramint.2012.10.236.
5. Isupov, V. P. Mechanochemical synthesis of fineparticle gamma-LiAlO2 / V. P. Isupov, Y. E. Trukhina, N. V. Eremina [et al.] // Inorganic Materials. ― 2016. ― Vol. 52. ― P. 1189‒1197. DOI: 10.1134/s0020168516110042.
6. Kinoshita, K. Preparation and characterization of lithium aluminate / K. Kinoshita, J. W. Sim, J. P. Ackerman // Materials Research Bulletin. ― 1978. ― Vol. 13, № 5. ― P. 445‒455. DOI: 10.1016/0025-5408(78)90152-6.
7. Kharlamova, O. A. Low-temperature synthesis of highly disperse lithium gamma-monoaluminate / O. A. Kharlamova, R. P. Mitrofanova, K. A. Tarasov [et al.] // Chemistry for Sustainable Development. ― 2004. ― Vol. 12. ― P. 379‒383.
8. Baron, R. Manufacturing of gamma-LiAlO2 matrix for molten carbonate fuel cell by high-energy milling / R. Baron, T. Wejrzanowski, J. Milewski [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. ― 2018. ― Vol. 43, № 13. ― P. 6696‒6700. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2018.02.085.
9. Sokolov, S. Preparation and characterization of macroporous gamma-LiAlO2 / S. Sokolov, A. Stein // Mater. Lett. ― 2003. ― Vol. 57, № 22/23. ― P. 3593‒3597. DOI: 10.1016/s0167-577x(03)00131-9.
10. Ribeiro, R. A. The influences of heat treatment on the structural properties of lithium aluminates / R. A. Ribeiro, G. G. Silva, N. D. S. Mohallem // Journal of Physics and Chemistry of Solids. ― 2001. ― Vol. 62, № 5. ― P. 857‒864. DOI: 10.1016/s0022-3697(00)00239-0.
11. Valenzuela, M. A. Solvent effect on the sol-gel synthesis of lithium aluminate / M. A. Valenzuela, L. Tellez, P. Bosch, H. Balmori // Mater. Lett. ― 2001. ― Vol. 47, № 4/5. ― P. 252‒257. DOI: 10.1016/s0167-577x(00)00243-3.
12. Valenzuela, M. A. Sol-gel synthesis of lithium aluminate / M. A. Valenzuela, J. Jimenez-Becerril, P. Bosch [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. ― 1996. ― Vol. 79, № 2. ― P. 455‒460. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1996.tb08144.x.
13. Hirano, S. I. Synthesis of LiAlO2 powder by hydrolysis of metal alkoxides / S. I. Hirano, T. Hayashi, T. Kageyama // J. Am. Ceram. Soc. ― 1987. ― Vol. 70, № 3. ― P. 171‒174. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1987.tb04953.x.
14. Li, F. Combustion synthesis of gamma-lithium aluminate by using various fuels / F. Li, K. Hu, J. L. Li [et al.] // Journal of Nuclear Materials. ― 2002. ― Vol. 300, № 1. ― P. 82‒88. DOI: 10.1016/s0022-3115(01)00710-3.
15. Kim, H. J. Alumina nanotubes containing lithium of high ion mobility / H. J. Kim, H. C. Lee, C. H. Rhee [et al.] // J. Am. Chem. Soc. ― 2003. ― Vol. 125, № 44. ― P. 13354‒13355. DOI: 10.1021/ja0374269.
16. Kang, Y. C. Preparation of submicron size gamma lithium aluminate particles from the mixture of alumina sol and lithium salt by ultrasonic spray pyrolysis / Y. C. Kang, S. B. Park, S. W. Kwon // Journal of Colloid and Interface Science. ― 1996. ― Vol. 182, № 1. ― P. 59‒62. DOI: 10.1006/jcis.1996.0436.
17. Wefers, K. Oxides and hydroxides of aluminum / K. Wefers, C. Misra. ― Alcoa Laboratories, Aluminum Company of America, Pittsburgh, 1987. ― 47 p.
18. Khlestkin, R. N. Investigation of the formats thermolysis reactions (in Russian) / R. N. Khlestkin, Ya. Kh. Valeev, R. S. Zhukov // Bashkirskii himicheskii zurnal. ― 2010. ― Vol. 17, № 2. ― P. 165‒168.
19. Samarov, A. A. Critical temperatures of isopropyl formate and isobutyl formate (in Russian) / A. A. Samarov, A. G. Nazmutdinov, T. N. Nesterova // Chemistry and Сhemical Technology. ― 2011. ― Vol. 54, № 12. ― P. 40‒42.
20. Tilley, D. B. The natural occurrence of eta-alumina (η-Al2O3) in bauxite / D. B. Tilley, R. A. Eggleton // Clays and Clay Minerals. ― 1996. ― Vol. 44. ― P. 658‒664. DOI: 10.1346/CCMN.1996.0440508.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Толкачева А.С., Поротникова Н.М., Фарленков А.С., Ильина Е.А., Конопелько М.А. LiAlO2 для карбонатного топливного элемента, синтезированный безнитратным способом. Новые огнеупоры. 2021;1(7):37-44. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-7-37-44
For citation: Tolkacheva A.S., Porotnikova N.M., Farlenkov A.S., Il'ina E.A., Konopelko M.A. LiAlO2 prepared by nitrates-free synthesis for carbon capture by MCFCs. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2021;1(7):37-44. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-7-37-44
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.