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| 鎂合金犧牲陽極在海水電池上的最新研究與應(yīng)用 |
鎂合金犧牲陽極作為犧牲陽極使用在管道上的案例已經(jīng)非常成熟，但是鎂陽極材料具有電負(fù)性好，比能量高以及密度小等優(yōu)異性能，在海水電池領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。
海水電池是在第二次世界戰(zhàn)爭期間由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)、通用電氣公司研制的，它依賴陽極金屬材料在海水中的腐蝕溶解提供陽極放電電流，而陰極則主要依靠海水中的溶解氧在惰性的氣體電極上進(jìn)行還原反應(yīng)提供陰極電流。海水電池最突出的特點(diǎn)是不需要攜帶電解質(zhì)，可以在需要的時(shí)候利用天然海水形成電解液。出于不同使用目的，海水電池也具有很多不同類型，如大功率水下武器裝備的動(dòng)力電池，長周期、小功率的水中探測儀器類電池以及水下航行體的動(dòng)力電池——半燃料海水電池等。其中大功率動(dòng)力電池的應(yīng)用前景最廣，技術(shù)難度最大，研制也最有戰(zhàn)略意義，目前制約其性能的重要一方面就在陽極材料的開發(fā)上。自從 20 世紀(jì) 40 年代以來，美國和一些發(fā)達(dá)國家的政府和商業(yè)機(jī)構(gòu)就已經(jīng)開始研究和研制在海水中的大功率動(dòng)力電池。 成功應(yīng)用在大功率海水電池中的陽極材料集中在鎂合金和鋁合金上，這主要是由于鎂、鋁具有優(yōu)于其他金屬的陽極性能，如電極電位負(fù)、密度小、比容量高等。常用的陽極金屬鋰電位最負(fù)，為−3.05 V，但化學(xué)性質(zhì)過于活潑，無法用于水溶液類電解液電池。
到今天為止，對于鎂合金犧牲陽極的活化機(jī)理的研究還大多數(shù)集中在二元和三元合金上，而且沒有得出一致的觀點(diǎn)，然而現(xiàn)在鎂合金陽極已經(jīng)發(fā)展到五元甚至七元，其反應(yīng)機(jī)理也變得更加復(fù)雜。因此，在研究鎂合金陽極活化機(jī)理時(shí)，鎂合金的微觀組織、鎂合金中各元素的相互作用以及合金元素與海洋環(huán)境中 Cl−電解液之間的相互作用都是鎂合金陽極活化的關(guān)鍵。 |
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