Коэффициенты диффузии аниона Al₂Cl₇^– в низкотемпературном хлоралюминатном расплаве на основе гидрохлорида триэтиламина

В связи с увеличивающимся спросом на возобновляемые источники энергии основные исследования в области развития аккумуляторной промышленности направлены на создание из недорогих и легкодоступных материалов безопасных систем хранения энергии большой емкости, способных выдерживать высокие токовые нагрузки. Одной из наиболее перспективных систем является алюминий-ионный аккумулятор (АИА), использующий металлический алюминий в качестве анода, углеродные материалы в качестве катода и хлоралюминатные ионные жидкости в качестве электролита. Одним из недорогих электролитов для АИА является низкотемпературный хлоралюминатный расплав на основе гидрохлорида триэтиламина (Et₃NHCl). Данный расплав обладает способностью к обратимому осаждению/растворению металлического алюминия благодаря присутствию в нем иона Al₂Cl₇^–. Однако диффузия ионов Al₂Cl₇^– в системе Et₃NHCl–AlCl₃ ранее не изучалась. В данной работе были проведены исследования концентрационной зависимости коэффициентов диффузии аниона Al₂Cl₇^– методом хронопотенциометрии в диапазоне концентраций N = 1.3–1.95 (где N мольное отношение хлорида алюминия к органической соли). Показано, что коэффициенты диффузии увеличиваются с ростом содержания хлорида алюминия в расплаве: от 1.71·10^–7 (N = 1.3) до 4.50·10^–7 cм²·c^–1 (N = 1.95). Подобное поведение, вероятнее всего, связано с уменьшением вязкости исследуемых расплавов при увеличении концентрации Al₂Cl₇^–. На основании проведенных исследований наиболее подходящим электролитом для работы в АИА является Et₃NHCl–AlCl₃ с N = 1.95. Кроме того, было показано, что процесс электрохимического восстановления иона Al₂Cl₇^– на поверхности алюминиевого электрода осложнен процессом зародышеобразования, который имеет наименьшее перенапряжение при N = 1.95.