Pozitif elektrot uygulamaları için alfa ve beta kurşun dioksitin faz morfolojilerinin açıklanması

Bu çalışma, kurşun asit akü teknolojisinde kullanılan pozitif aktif kütle, PbO2, polimorfların (ortorombik α-PbO2 ve tetragonal β-PbO2) morfolojisine odaklanmıştır. Sistemin termodinamiğini daha iyi anlamak için, yeni E-pH diyagramları, pH ve asit konsantrasyonunun yanı sıra sıcaklığın bir fonksiyonu olarak çizilmiştir. Pozitif aktif kütle yapısının makro/mikro morfolojisi ve faz bileşimi taramalı elektron mikroskobu, geçirimli elektron mikroskobu ve x-ışını kırınım analizi ile araştırılmıştır. Sonuçlar hem oluşum asit konsantrasyonunun hem de akım-zaman profilinin, aktif kütlenin morfolojisini ve faz bileşimini, yani α-/β- oranını, etkilediğini göstermektedir. Yüksek formasyon asit konsantrasyonunda, α-PbO2 üretimi büyük ölçüde engellenirken, PbO2 oluşum hızı artar, ancak anodik oksidasyonun miktarının düşük formasyon asit konsantrasyonuna kıyasla daha sınırlı olduğu görünmektedir. Bu bilgiler ışığında, pozitif aktif kütlenin oluşum aşaması sırasında kullanılan asit konsantrasyonlarının, PbO2 polimorf oranının gelişimi üzerindeki etkisini açıklayan yeni bir model önerilmiştir. Morfoloji açısından bakacak olursak, yüksek ve düşük oluşum asit konsantrasyonları için sırasıyla iğne benzeri ve küresel PbO2 partiküllerinin baskın olduğu görülmektedir. Geçirimli elektron mikroskobu analizi, β-PbO2'nin hem iğne benzeri hem de küresel morfolojide olabileceğini göstermektedir. İlginç olarak, geçirimli elektron mikroskobu analizi sırasında, β-PbO2'den α-PbO2'ye faz dönüşümü gözlemlenmiştir. Faz dönüşümü geçiren bu parçacıkların morfolojileri de değişmektedir.