C) khi khơng có và có phụ gia p-DMAB.
KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu
Quá trình nghiên cứu tác động của các phụ gia PVK, NLS và p-DMAB lên quá trình điện cực và hoạt động của ăc quy chì axit, các kết luận sau đƣợc rút ra:
i) Phụ gia PVK làm giảm ăn mòn sƣờn cực âm, tăng quá thế thoát oxy và hydro, tạo điều kiện để các hạt tinh thể kết tinh nhỏ mịn, bền trong điều kiện hoạt động của ăc quy. Tuy nhiên, PVK làm tăng điện trở chuyển điện tích và tổng trở khuếch tán dẫn đến làm giảm khả năng oxy hóa khử của vật liệu hoạt động điện cực. Do vậy, PVK nên đƣợc sử dụng trong các ăc quy mà yêu cầu về giảm thốt khí đƣợc ƣu tiên. Khi đó PVK nên đƣợc sử dụng với nồng độ thấp (nhỏ hơn 50 µL/L).
ii) Phụ gia NLS tăng cƣờng cho phản ứng oxy hóa/khử của vật liệu hoạt động điện cực, giảm ăn mịn sƣờn cực, giảm thốt khí hydro tại nồng độ thích hợp. Tuy nhiên phụ gia NLS làm giảm quá thế thoát oxy và bị tiêu hao nhanh trong quá trình hoạt động của ăc quy chì axit. Phụ gia NLS thích hợp cho các loại ăc quy chỉ sử dụng một lần. Nồng độ của phụ gia NLS nên đƣợc sử dụng là nhỏ hơn 60 mg/L.
iii) Phụ gia p-DMAB cải thiện phản ứng oxy hóa/ khử của vật liệu điện cực qua đó cải thiện khả năng phóng nạp của ăc quy chì axit. Tăng q thế thoát hydro do đó giảm lƣợng khí hydro thoát ra và giảm tự phóng trên điện cực âm. Tham gia vào quá trình điện cực, định hƣớng kết tinh làm cho các tinh thể đồng đều và xốp dẫn đến tăng hiệu suất sử dụng vật liệu điện cực, thuận lợi cho quá trình khuếch tán các chất ra vào điện cực. Phụ gia p-DMAB bền trong điều kiện hoạt động của ăc quy chì axit. Một hạn chế nhỏ của phụ gia là đồng thời với sự tăng cƣờng cho quá trình chuyển hóa vật liệu hoạt
động điện cực thì phụ gia cũng tăng cƣờng cho sự chuyển hóa trên vật liệu sƣờn cực và vì thế tăng tốc độ ăn mịn sƣờn cực. Tuy nhiên, phụ gia này tăng tính thuận nghịch của phản ứng chuyển hóa do đó các sản phẩm ăn mịn trên sƣờn cực âm lại đƣợc chuyển hóa trở lại thành chì kim loại trong quá trình nạp. Nồng độ phụ gia p-DMAB nên đƣợc sử dụng là đến 80 mg/L.
iv) Đã khảo sát hiệu quả sử dụng của phụ gia p-DM B đối với hoạt động của ăc quy chì axit. Kết quả cho thấy phụ gia p-DM B làm tăng khả năng chấp nhận nạp, tăng khả năng phóng với mật độ dịng lớn, tăng hiệu suất nạp, tăng hiệu suất sử dụng vật liệu trong ăc quy, giảm lƣợng khí thốt ra trong q trình nạp/phóng ắc quy. Nồng độ phụ gia p-DM B là 50 mg/L cho thấy hiệu quả cao nhất.
Những đóng góp mới của luận án:
i) Đã khảo sát, đánh giá tác động của 03 loại phụ gia hữu cơ đặc trƣng gồm Phenyl Vinyl Ketone (PVK), Natri Laurin Sunphat (NLS), para- Dimethyl Amino benzaldehyde (p-DM B) đến quá trình điện cực của ăc quy chì axit;
ii) Luận án đã làm rõ đƣợc cơ chế tác động của các phụ gia lên các quá trình điện cực và đƣa ra đƣợc khoảng nồng độ tối ƣu của 03 loại phụ gia sử dụng trong acquy chì.
iii) Luận án đã chứng minh đƣợc hiệu quả của phụ gia p-DM B làm giảm sự thốt khí, nâng cao chất lƣợng của ắc quy chì axit thƣơng mại.
Hƣớng nghiên cứu tiếp theo:
- Tiếp tục phát triển phụ gia p-DMAB bằng việc thay thế các nhánh metyl trong nhóm amin bằng các nhánh khác có mạch cacbon dài hơn hoặc có chứa các nhóm chức khác. Việc tăng chiều dài mạch cacbon đƣợc dự đoán sẽ làm tăng mật độ điện tích âm của N trong nhóm amin và do đó có thể
cƣờng hóa các tính chất của phụ gia. Việc thế hai nhánh metyl bằng các nhánh có chứa nhóm chức khác hứa hẹn mở rộng thêm tác dụng của phụ gia.
- Nghiên cứu sử dụng kết hợp phụ gia p-DM B và phụ gia PVK hoặc NLS và PVK để bổ xung cho nhau các khuyết điểm của các loại phụ gia này.