Skip to main content
SUPERVISOR
Behzad Rezaei,Ali asghar Ensafi
بهزاد رضائی (استاد راهنما) علی اصغر انصافی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Elaheh Havakeshian
الهه هواکشیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Influence of Alkylammonium Hydrogen Sulfate Ionic Liquids Structures on the Electrochemical Behaviors of Lead-acid Batteries
This study is introducing the application of some acidic ionic liquids (ILs), as an electrolyte additive in lead-acid batteries. A family of alkylammonium hydrogen sulfate ionic liquids, which are different in the number of alkyl chain, is investigated with the aim to compare their effects on the electrochemical behavior of Pb–Sb–Sn alloy in sulfuric acid solution. The hydrogen and oxygen gas evolution potential and anodic layer characteristics were investigated employing cyclic and linear sweep voltammetric methods. The morphological changes of the O 4 layer that formed on the electrode surface were confirmed using scanning electron microscopy (SEM). Potentiodynamic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and an equivalent circuit analysis were used to evaluate the corrosion behaviors of the Pb–Sb–Sn alloy in the presence of ILs. Also, the electrochemical effects of ILs in conversion of O 4 to PbO 2 and vice versa were investigated by carbon-PbO paste electrode.The obtained results indicate that in the presence of all studied ionic liquids, fewer and smaller O 4 crystals are formed on the electrode surface. All studied ILs increase hydrogen and oxygen evolution overpotential and antimony dissolution. However, they have different effects on the grid corrosion rate. Cyclic voltammogram of carbon-PbO electrode shows that in the presence of ionic liquids, oxidation and reduction peak currents increase, while reversibility decreases. Also, investigating of a family of alkylammonium hydrogen sulfate ionic liquids shows that electrochemical behaviors of lead alloy are mainly under the influence of number of alkyl chain in alkylammonium cations. Hydrogen evolution potential has a linear correlation with the number of alkyl chain. However, oxygen evolution overpotential depends on the influence amount of IL on morphological characterizations of the lead sulfate layer. It seems that butylammonium hydrogen sulfates reveal a beneficial effect on the electrochemical behavior of lead-acid battery specially, if they have high number alkyl chain in their cations.
در این تحقیق، با افزودن مایعات یونی آلکیل آمونیوم هیدروژن سولفات به الکترولیت باتری های سربی- اسیدی ارتباط بین ساختار کاتیون مایعات یونی و عملکرد الکتروشیمیایی این نوع باتری ها مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیر مایعات یونی مذکور در محدوده غلظتی بین 5/2 تا 0/20 میلی گرم بر میلی لیتر در محلول اسید سولفوریک 0/4 مولار بر اضافه پتانسیل احیاء هیدروژن و اکسایش آب، میزان انحلال آنتیموان، ویژگی های لایه غیرفعال تشکیل شده بر سطح و سرعت خوردگی آلیاژ سرب- آنتیموان- قلع با استفاده از تکنیک های ولتامتری چرخه ای، اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی و میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. همچنین بررسی تأثیر مایعات یونی بر شدت جریان و میزان برگشت پذیری واکنش های شارژ و دشارژ مواد فعال صفحات مثبت توسط الکترود خمیر کربن- اکسیدسرب و تکنیک ولتامتری چرخه ای انجام گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که مایعات یونی آلکیل آمونیوم هیدروژن سولفات تغییرات تقریباً یکسانی را بر عملکرد الکتروشیمیایی باتری های سربی- اسیدی ایجاد می نمایند، اما میزان تأثیر آن ها بستگی زیادی به تعداد زنجیرهای آلکیلی کاتیون آمونیوم دارد. افزایش تعداد زنجیرهای آلکیلی مایعات یونی آلکیل آمونیوم هیدروژن سولفات منجر به افزایش اضافه ولتاژ تشکیل گازهای اکسیژن و هیدروژن، کاهش خاصیت غیرفعال کنندگی لایه سولفات سرب، پایدار شدن یون های آنتیموان محلول و افزایش ظرفیت واکنش های شارژ و دشارژ مواد فعال صفحات مثبت می شود که در مجموع باعث افزایش کارایی باتری های سربی- اسیدی می گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی