Разработка и производство воздушных катодов, анодных сплавов и электродов на основе алюминия

Эффективность работы воздушно-алюминиевых топливных элементов определяется активностью воздушного катода и анода на основе алюминия.

Воздушный катод представляет собой сложную пористую гидрофильно-гидрофобную систему, которая обеспечивает стабильность 3-х фазной границы и подвод к ней кислорода и отвод образующихся продуктов. Катод состоит из двух слоев: активного и гидрозапорного.

Активный слой, в котором устанавливается 3-х фазная граница и происходит реакция восстановления кислорода воздуха, состоит из активного угля, ацетиленовой сажи и фторопласта. Активный уголь выполняет роль катализатора. Ацетиленовая сажа добавляется в качестве электропроводящей добавки. Фторопласт выполняет роль гидрофобизатора и связующего.

Гидрозапорный слой препятствует сплошному промоканию электрода и обеспечивает подачу кислорода воздуха к 3-х фазной границе активного слоя.

Активность электродов определяется как применяемыми материалами, так и технологией их изготовления. В ИНЭП разработана технология изготовления двухслойных катодов и налажено их мелкосерийное производство для обеспечения разрабатываемых ВА ЭХГ. Ведутся исследования катодов, связанные с переходом на новые типы активных углей, ацетиленовой сажи, фторопласта. Осуществляется постоянный контроль применяемого сырья и полупродуктов.

Анод представляет собой сплав высокочистого алюминия и микродобавок. В качестве микролегирующих добавок используют различные металлы. Их задача, с одной стороны, активировать процесс анодного растворения, с другой, замедлить коррозию. Наибольшее применение находят такие металлы как висмут, галлий, индий, магний, олово, свинец, цинк. Эффективность сплава определяется не только природой добавки, но и соотношением различных микродобавок, равномерностью их распределения.

Поэтому исследования направлены на изучение влияния различных легирующих добавок, их соотношения в сплаве и равномерность распределения на электрохимическую и коррозионную активность. Разрабатывается технология изготовления таких сплавов, технология их проката и изготовления анодов для использования в ВА ЭХГ.