| Авторы |
Александр Валентинович Сидоров, кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики, радиотехники и электроники, Елецкий государственный университет имени И. А. Бунина (Россия, Липецкая область, г. Елец, ул. Коммунаров, 28), E-mail: dirnusir@mail.ru
Владимир Минович Грабов, доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры общей и экспериментальной физики, Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена (Россия, г. Санкт-Петербург, набережная реки Мойки, 48), E-mail: vmgrabov@yandex.ru
Андрей Анатольевич Зайцев, кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики, радиотехники и электроники, Елецкий государственный университет имени И. А. Бунина (Россия, Липецкая область, г. Елец, ул. Коммунаров, 28), E-mail: zaitsev@elsu.ru
Денис Владимирович Кузнецов, кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики, радиотехники и электроники, Елецкий государственный университет имени И. А. Бунина (Россия, Липецкая область, г. Елец, ул. Коммунаров, 28), E-mail: kuznetcovdv007@mail.ru
|
| Аннотация |
Актуальность и цели. Исследуются термоэлектрические явления в растворах смесей электролитов, к которым также относятся коллоидные растворы. Если термоэлектрические и термодиффузионные явления в растворах простых бинарных электролитов исследованы детально, то работ, посвященных исследованию указанных явлений в растворах смесей нескольких электролитов, недостаточно. Поэтому в связи с возможностью применения жидких электролитов и их смесей в термоэлектрохимических ячейках, предназначенных для прямого преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую, данные исследования являются актуальными. Материалы и методы. Для измерения коэффициента термоэлектрической ЭДС растворов смесей ионных электролитов и коллоидных растворов используются стандартные методики. Анализ полученных экспериментальных результатов проводится в рамках термодинамики необратимых процессов. Результаты и выводы. На основе анализа соотношения для термодиффузионной разности потенциалов, получаемого в рамках термодинамики необратимых процессов, показывается, что величина термоэлектрической ЭДС таких растворов в начальном состоянии определяется заряженными частицами раствора, которые имеют самые высокие значения произведения числа переноса на теплоту переноса. Экспериментальные измерения в растворах смесей ионных электролитов, коллоидных растворах подтверждают данное предположение. Также из анализа экспериментальных результатов следует, что при изменении соотношения между составляющими электролитной смеси ее термоэлектрическая сила стремится к значению, которое имеет компонент смеси, имеющий самую высокую концентрацию. Данный эффект обусловлен возрастающей величиной чисел переноса заряженных частиц с ростом их концентрации.
|
| Список литературы |
1. Salazar P. F., Kumar S., Cola B. A. Design and optimization of thermo-electrochemical cells // J. Appl. Electrochem. 2014. Vol. 44. P. 325–336.
2. Salez T. J., Bo Tao Huang, Rietjens M., Bonetti M. [et al.]. Can charged colloidal particles increase the thermoelectric energy conversion efficiency? // Physical Chemistry Chemical Physics. 2017. Vol. 19. P. 9409–9416.
3. Dupont M. F., MacFarlane D. R., Pringle J. M. Thermo-electrochemical cells for waste heat harvesting - progress and perspectives // Chemical Communications. 2017. Vol. 53 (47). P. 6288–6302.
4. Грабов В. М., Зайцев А. А., Кузнецов Д. В., Сидоров А. В., Новиков И. В. Термоэлектрокинетический эффект в слабых водных растворах электролитов // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Сер.: Естественные науки. 2008. № 3. C. 112–123.
5. Грабов В. М., Зайцев А. А., Кузнецов Д. В., Сидоров А. В. Термоэлектрические и термоэлектрокинетические явления в коллоидных системах, модельных биологическим жидкостям живых организмов // Журнал технической физики. 2018. № 10. C. 1462–1466.
6. Грабов В. М., Зайцев А. А., Кузнецов Д. В. Физическое моделирование электромагнитных явлений в конвективной зоне Солнца // Труды Всероссийской ежегодной конференции по физике Солнца. РАН Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория. СПб. 2012. С. 211–214.
7. Grabov V. M., Zaitsev A. A., Kuznetsov D. V., Sidorov A. V. Thermoelectric and Thermoelectrokinetic Phenomena in Liquid Biological Systems // Technical Physics. 2018. Vol. 10. P. 1415–1419.
8. Сидоров А. В., Грабов В. М., Зайцев А. А., Кузнецов Д. В., Нарциссов Д. А. Моделирование процессов формирования термоэлектрокинетической ЭДС в условиях нестационарного тепломассопереноса в конденсированных средах // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2017. Т. 13, № 7. С. 113–121.
9. Хаазе Р. Термодинамика необратимых процессов. М. : Мир, 1967. 544 c.
10. Дамаскин Б. Б., Петрий О. А. Цирлина Г. А. Электрохимия. М. : Химия, 2001. 624 c.
11. Сухотин А. М. Справочник по электрохимии. Л. : Химия, 1981. 488 c.
12. Cabani S., Gianni P., Mollica V., Lepori L. Group contributions to the thermodynamic properties of non-ionic organic solutes in dilute aqueous solution // Journal of Solution Chemistry. 1981. Vol. 10. P. 563–595.
13. Lenglet J., Bourdon A., Bacri J. C., Demouchy G. Thermodiffusion in magnetic colloids evidenced and studied by forced Rayleigh scattering experiments // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 65. P. 031408–031409.
14. Piazza R., Parola A. Thermophoresis in colloidal suspensions // Journal of Physics: Condensed Matter. 2008. Vol. 20. P. 153102–153113.
15. Духин С. С. Электропроводность и электрокинетические свойства коллоидных систем. Киев : Наукова думка. 1975. 249 c.
16. Мягких О. А., Сидоров А. В., Кузнецов Д. В. Термоэлектрическая ЭДС в коллоидных растворах в присутствии неорганических электролитов // Школа молодых ученых : материалы областного профильного семинара по проблемам естественных наук. Липецк : Изд-во ЛГПУ им. П. П. Семенова-Тян-Шанского. 2019. С. 68–72.
|
