|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Диагностические признаки реализации лимитирующих стадий нуклеации новой фазы и десольватации иона на границе электрод/раствор в процессах электрохимической интеркаляции ионовдипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Никитина В.А.
- Автор: В.В. Сентюрин
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2019
- Аннотация: Процессы гетерогенного переноса иона на сегодняшний день получили крайне ограниченное теоретическое рассмотрение. В отличие от процессов гетерогенного переноса электрона, для описания кинетики которых предложены современные квантовохимические модели, апробированной модели переноса иона не было предложено. Однако, поскольку к классу реакций переноса иона относятся многие реакции электроосаждения металлов, окисления/восстановления адсорбированных ионов, а также процессы интеркаляции ионов в структуры различных соединений, построение самосогласованной кинетической модели переноса иона необходимо для развития подходов, позволяющих управлять кинетикой этих процессов. Процессы интеркаляции ионов являются удобными модельными реакциями для изучения закономерностей переноса иона, поскольку в этом случае в исследовании возможно варьирование как размера и заряда иона, так и структуры электродного материала и природы растворителя. Однако, на сегодняшний день не решены не только проблемы теоретического описания закономерностей процессов переноса иона в процессах интеркаляции, но и проблемы диагностики лимитирующей стадии интеркаляции, которая может быть связана как с межфазными процессами переноса заряда, так и с диффузией иона в структуре материала, процессами зарождения новой фазы в структуре материала или стадиями адсорбции/десольватации иона на границе раздела фаз материал/раствор. При этом, стадии переноса заряда и диффузии иона в структуре получили достаточно полное феноменологическое и аналитическое рассмотрение, в то время как кинетические закономерности стадий нуклеации новой фазы в структуре материала и химических стадий адсорбции/десольватации иона на сегодняшний день не описаны. В связи с этим, в настоящей работе решается задача формулировки диагностических признаков реализации замедленных стадий нуклеации новой фазы и предшествующей химической стадии десольватации иона в процессах интеркаляции. Описание закономерностей кинетики нуклеации новой фазы в работе формулируется для процесса интеркаляции иона лития в структуры LiFePO4 и V2O5, для которых характерно протекание обратимых фазовых переходов. При этом использование материалов с различной шириной однофазных областей позволяет исследовать различные аспекты возможности получения количественной информации о величинах констант скорости нуклеации на основании данных вольтамперометрии и хроноамперометрии. Кинетические закономерности стадии предшествующей десольватации реагента изложены для модельной системы, в которой низкая концентрация свободного катиона создается за счет введения сильного комплексообразователя. Предложенный подход позволяет на качественном уровне охарактеризовать ожидаемую форму электрохимических откликов системы в случае медленной десольватации интеркалирующего катиона.
- Добавил в систему: Никитина Виктория Андреевна