Search for low-melting functional electrolytes in a four-component reciprocal system Na⁺, Rb⁺, Cs⁺ || F⁻, NO₃⁻
- Authors: Gubanova T.V.1, Garkushin I.K.1, Mikhalkina O.V.1
-
Affiliations:
- Samara State Technical University
- Issue: Vol 23, No 4 (2023)
- Pages: 167-187
- Section: Articles
- URL: https://journal-vniispk.ru/1608-4039/article/view/251618
- DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-4-167-187
- EDN: https://elibrary.ru/TRXIMW
- ID: 251618
Cite item
Full Text
Abstract
The division of the four-component reciprocal system Na+, Rb+, Cs+ || F−, NO3− into stable elements was carried out for the first time. The phase tree, confirmed by the experimental data from the differential thermal analysis, was constructed. The chemical interaction in a yet unexplored faceting element, i. e. in the three-component reciprocal system Na+, Cs+ || F−, NO3−, and in the four-component reciprocal system was studied. Phase equilibria in the three-component reciprocal system Na+, Cs+ || F−, NO3− and in the stable tetrahedron NaF-NaNO3-RbNO3-CsNO3 of the four-component reciprocal system Na+, Rb+, Cs+ || F−, NO3– were experimentally studied. The calculation-graphical method to predict the melting temperature in the stable elements of the four-component reciprocal system Na+, Rb+, Cs+ || F−, NO3− by describing the lower and the upper boundaries of properties according to the data of the one-, two- and three-component systems was used. The obtained compositions of eutectic alloys can be used as low-melting electrolytes for chemical cells, heat-storing materials, heat-storage mediums, melt-solvents of inorganic substances and as a reference material.
About the authors
Tat'yana Valer'evna Gubanova
Samara State Technical University244, Molodogvardeyskaya St., Samara, 443100
Ivan Kirillovich Garkushin
Samara State Technical University244, Molodogvardeyskaya St., Samara, 443100
Olga Valer'evna Mikhalkina
Samara State Technical University244, Molodogvardeyskaya St., Samara, 443100
References
- Искандаров К. И. Физико-химический анализ взаимодействия многокомпонентных систем из галогенидов и нитратов некоторых металлов в расплавах : автореф. дис. … канд. хим. наук. Ташкент, 1990. 26 c.
- Химические источники тока : справочник / под ред. Н. В. Коровина, А. М. Скундина. М. : Изд-во МЭИ, 2003. 740 с.
- Расулов А. И. Фазовые равновесия, плотность и электропроводность в системе LiCl-NaCl-KCl-SrCl2-Sr(NO3)2: автореф. дис. … канд. хим. наук. Махачкала, 2008. 22 с.
- Гаркушин И. К., Дворянова Е. М., Губанова Т. В., Сухаренко М. А. Функциональные материалы : учеб. пособие : в 2 ч. Самара : Самар. гос. техн. ун-т, 2015. Ч. 1. 387 с.
- Делимарский Ю. К., Барчук Л. П. Прикладная химия ионных расплавов. Киев : Наукова думка, 1988. 116 с.
- Гаркушин И. К., Губанова Т. В., Фролов Е. И., Гаркушин А. И., Баталов Н. Н. Электролиты для химических источников тока: формирование и исследование систем, составы и свойства // Электрохимическая энергетика. 2015. Т. 15, № 4. С. 180–195. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2015-15-4-180-195
- Yaxuan Xionga, Zhenyu Wanga, Peng Xu, Chen Hongbing, Yuting Wu. Experimental investigation into the thermos-physical properties by dispersing nanoparticles to the nitrates // Energy Procedia. 2019. Vol. 158. P. 5551–5556. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.01.588
- Qing-Guo Zhaoa, Chun-Xu Hu, Su-Jie Liu, Hang Guob. The thermal conductivity of molten NaNO3, KNO3 and their mixtures // Energy Procedia. 2017. Vol. 143. P. 774–779. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.12.761
- Peng Xu, Xiaoyu Guo, Yaxuan Xiong, Yuting Wu, Chongfang Ma. The effect of added magnesium nitrate on the thermophysical property of sodium nitrate // Energy Procedia. 2019. Vol. 158. P. 547–552. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.01.150
- Gimeneza P., Fereresa S. Effect of heating rates and composition on the thermal decomposition of nitrate based molten salts // Energy Procedia. 2015. Vol. 69. P. 654–662. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.03.075
- Ortega-Fernández I., Grosu Y., Ociob A., Ariasb P. L., Rodríguez-Aseguinolazaa J., Faik A. New insights into the corrosion mechanism between molten nitrate salts and ceramic materials for packed bed thermocline systems: A case study for steel slag and Solar salt // Solar Energy. 2018. Vol. 173. P. 152–159. https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.07.040
- Federsel K., Wortmann J., Ladenberger M. High-temperature and Corrosion Behavior of Nitrate Nitrite Molten Salt Mixtures Regarding their Application in Concentrating Solar Power Plants // Energy Procedia. 2015. Vol. 69. P. 618–625. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.03.071
- Пат. 2489777 РФ, МПК6 Н01М 6 / 20. Расплавляемый электролит для химического источника тока / Гаркушин И. К., Мальцева А. В., Губанова Т. В., Мощенский Ю. В. № 2012101734/07 ; Заявл. 18.01.2012 ; Опубл. 10.08.2013, Бюл. № 22.
- Пат. 2489776 РФ, МПК6 Н01М 6/20. Электролит для химического источника тока / Гаркушин И. К., Мальцева А. В., Губанова Т. В., Колядо А. В. № 201150158/07 ; Заявл. 09.12.2011 ; Опубл. 10.08.2013, Бюл. № 22.
- Huiqin Yin, Shuang Wu, Xueliang Wang, Long Yan, Wenguan Liu. Thermodynamic description for the NaF-KF-RbF-ZnF2 system // Journal of Fluorine Chemistry. 2019. Vol. 217. P. 90–96. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2018.09.008
- Holcomb D. E., Cetiner S. M. An Overview of Liquid-Fluoride-Salt Heat Transport Systems // Oak Ridge National Laboratory. September 2010. Publ. Oak Ridge, Tennessee, UT-BATTELLE, LLC. 87 p.
- Термические константы веществ : справочник / под ред. В. П. Глушко. М. : ВИНИТИ, 1981. Вып. 10, ч. 1. 254 с.
- Термические константы веществ : справочник / под ред. В. П. Глушко. М. : ВИНИТИ, 1981. Вып. 10, ч. 2. 444 с.
- Диаграммы плавкости солевых систем: справочник : в 2 ч. / под ред. В. И. Посыпайко, Е. А. Алексеевой, Н. А. Васиной. М. : Металлургия, 1977. Ч. 2. 304 с.
- Диаграммы плавкости солевых систем: справочник : в 2 ч. / под ред. В. И. Посыпайко, Е. А. Алексеевой, Н. А. Васиной. М. : Металлургия, 1977. Ч. 1. 416 с.
- Гаркушин И. К., Губанова Т. В., Мальцева А. В. Физико-химическое взаимодействие в системах из галогенидов и нитратов s-элементов. Самара : Самар. гос. техн. ун-т, 2016. 108 с.
- Диаграммы плавкости солевых систем : справочник : в 6 ч. / под ред. В. И. Посыпайко, Е. А. Алексеевой. М. : Химия, 1977. Ч. 5. 392 с.
- Диогенов Г. Г., Кириллова В. Ф. Система Na, Rb || F, NO3. Деп. в ВИНИТИ, № 757 хп-85 деп. М., 1985. 155 с.
- Диогенов Г. Г., Кириллова В. Ф. Системы K, Rb || F, NO3 и Rb, Cs || F, NO3 // Журн. неорг. химии. 1961. Т. 28, вып. 9. С. 2384–2388.
- Гаркушин И. К., Фролов Е. И., Губанова Т. В. Поиск оптимальных солевых составов электролитов для химических источников тока и теплоаккумулирующих материалов по двум параметрам // Электрохимическая энергетика. 2011. Т. 11, № 2. С. 93–102.
- Сорокина Е. И., Гаркушин И. К., Губанова Т. В. Поиск солевых составов электролитов для химических источников тока и теплоаккумулирующих материалов на основе пятикомпонентной взаимной системы Li, K || F, Cl, VO3, MoO4 // Электрохимическая энергетика. 2012. Т. 12, № 3. С. 129–138.
- Гаркушин И. К., Губанова Т. В., Фролов Е. И., Дворянова Е. М., Истомова М. А., Гаркушин А. И. Функциональные материалы на основе многокомпонентных солевых систем // Журн. неорг. химии. 2015. Т. 60, № 3. С. 374–391. https://doi.org/10.7868/S0044457X14120095
- Уэндландт У. Термические методы анализа / пер. с англ. под ред. В. А. Степанова, В. А. Берштейна. М. : Мир, 1978. 526 с.
- Wagner M. Thermal Analysis in Practice: Fundamental Aspects. Hanser Publications, 2018. 349 p.
- Михалкина О. В., Губанова Т.В. Поиск низкоплавких составов в тройной взаимной системе из фторидов и нитратов натрия и цезия // XXI Всерос. конф. молодых ученых-химиков (с междунар. участием) : тез. докл. Нижний Новгород : Изд-во ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2018. C. 418.
- Бергман А. Г., Бухалова Г. А. Термодинамические взаимоотношения в тройных взаимных системах с комплексообразованием // Изв. сектора физ.-хим. анализа. 1952. Т. 21. С. 228–249.
- Краева А. Г., Давыдова Л. С., Первикова В. Н., Посыпайко В. И., Алексеева В. А. Метод разбиения (триангуляции) диаграмм состава многокомпонентных взаимных систем с комплексными соединениями с применением теории графов и ЭВМ // Докл. АН СССР. Сер. хим. 1972. Т. 202, № 4. С. 850–853.
- Оре О. Теория графов. М. : Наука, 1980. 336 с.
- Трунин А. С. Комплексная методология исследования многокомпонентных систем. Самара : Самар. гос. техн. ун-т ; СамВен, 1997. 308 с.
- Гаркушин И. К., Мощенский Ю. В., Фролов Е. И., Егунов В. П. Термический анализ и калориметрия. Самара : Самар. гос. техн. ун-т, 2013. 457 с.
Supplementary files
