Studium hydroxidů a oxidů kovů ve vodných roztocích

Abstract

Dizertační práce se zabývá analýzou obou fází hydroxidu nikelnatého i jejich oxidovaných stavů. Řeší problém stability a degradačních mechanismů elektrochemicky aktivnější alfa fáze na běžně používanou beta fázi. Aktivní materiál byl připravován dvěma odlišnými metodami, elektrodepozicí a chemickým srážením. Hlavní použitou analytickou metodou byly elektrochemické křemenné krystalové mikrováhy, které v kombinaci s běžnými elektrochemickými metodami (cyklická voltametrie, galvanostatická potenciometrie) dokáží rozlišit jednotlivé modifikace a kvantitativně popsat rozdíl v proudotvorné reakci v obou fázích Ni(OH)2 sledováním hmotnostních změn. Špatná stabilita alfa fáze byla zlepšována přísadami dvou, tří a čtyřmocných kationtů do struktury, z nichž nejvýznamnější roli hraje kobalt a zcela nově také titan. Dále byly zkoumány vlivy různých elektrolytů a to především přídavek hydroxidu lithného. Bylo zjištěno optimální množství a složení stabilizujících přísad a popsány přínosy LiOH na zvýšení odolnosti v alkalickém elektrolytu. Jako velmi nadějná se ukazuje cesta přísad čtyřmocného titanu v kombinaci s dalšími dopujícími prvky.This dissertation work deals with analysis of nickel hydroxide phases, their oxidation compounds, their stability and degradation mechanisms of electrochemically more active alpha phase on standard beta phase. The active material was prepared by both methods, electrodeposition and chemical precipitation. Main analysis method was Electrochemical Quartz Crystal Microbalance in combination with common analytical methods (cyclic voltammetry, potenciometry) can resolute between alpha and beta phases and quantitatively describe differences in main reaction by monitoring mass changes in the active material. Poor stability of the ?-Ni(OH)2 were improved by adding cations with valence two three and four into the structure instead of Ni atoms. The most important role plays cobalt and its hydroxide. Totally new way is to use titanium in combination with other cations. In electrolyte the most significant addition is LiOH, which has beneficial influent on cycle ability, stability in strong alkaline medium and cycle life.