Биметаллический: купить биметаллические батареи по низким ценам – интернет-магазин ВсеИнструменты.ру

Конструкция биметаллического термометра

Такой термометр имеет круглый корпус, где размещен циферблат и кинематический механизм со стрелкой, а также биметаллический термочувствительный элемент в защитной трубке. Так, чувствительная часть термометра (термобаллон) реагирует на смену температуры, а показывающая часть (циферблат), соответственно, показывает повышение или понижение температуры в окружающей среде.

Принцип действия промышленного термометра

Принцип работы такого агрегата достаточно простой. Он основан на упругой деформации, которая возникает под влиянием температуры двух металлических пластин, прочно соединенных между собой, которые имеют разные температурные коэффициенты линейного расширения. При этом, биметаллическая полоска искривляется в ту сторону материала, коэффициент линейного расширения которого меньше. В результате такой деформации, при помощи кинематического узла, изгиб преобразуется во вращательное движение стрелки, которая, в свою очередь, показывает на шкале термометра измеряемое значение температуры.

Термометр биметаллический — это отличная альтернатива достаточно распространенным жидкостным термометрам. В его работе существует лишь один недостаток: ему нужно чуть больше времени для того, чтобы показать верный результат. К тому же, стоимость таких термометров выше обычных.

Классификация промышленных термометров

Промышленные биметаллические термометры бывают двух видов:
1. Радиальные термометры;
2. Осевые термометры.

Разница между ними лишь в том, что ось циферблата радиального термометра находится под углом 90 градусов по отношению к оси термобаллона, а в осевом термометре ось циферблата полностью совпадает с осью термобаллона.

Другая классификация разделяет биметаллические термометры на:
1. Трубные термометры, которые производят измерение температуры на поверхности труб в отопительных системах;
2. Игольчатые термометры, которые измеряют температуру при погружении специальной иглы-щупа в среду измерения.

При производстве биметаллических термометров учитываются особые условия их дальнейшей эксплуатации. К примеру, такие термометры можно объединить с гигрометром, что позволит провести оперативную оценку атмосферы как по температуре, так и по влажности воздуха. Кроме этого, промышленные термометры выпускаются не только с универсальными тех. характеристиками, но и с узкоспециализированными. Так, такой прибор может работать с любыми температурами в диапазоне от -70°С до +600°С, а также с любыми фазовыми состояниями среды.

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Радиатор биметаллический Oasis 500/80, 12 секций

Батарея отопления Oasis 500/80 12 секционный

Радиатор биметаллический 500/80 12 секционный Oasis подойдет под любую систему обогрева. Агрегаты устанавливаются в частных домах, офисах и на промышленных объектах. Батарея отопления Oasis 500/80 12 секционный биметаллический сплав – лучший недорогой вариант радиатора от известного производителя.

Радиатор Oasis 500/80 12 секционный изготовлен из биметаллического сплава, который обладает повышенными теплообменными свойствами. Применение технологии литья под давлением обеспечивает дополнительную защиту от утечек жидкостей в системе. Для защиты от ржавчины внутренняя и внешняя поверхности радиатора обрабатываются специальным антикоррозийным слоем. Габариты собранной конструкции удобные для монтажа – высота 57 см, глубина 8 см, а межосевое расстояние – 50 см.

Oasis 500/80 12 секционный купить с доставкой можно в магазине профессионального отопительного оборудования «Бигам». Oasis 500/80 12 секционный биметаллический по цене устроит каждого покупателя.

Преимущества

• Каждая секция батареи изготовляется отдельно, способом литья под давлением.

• Антикоррозийное покрытие защитит конструкцию от ржавчины, и продлит срок эксплуатации.

• Практичный внешний вид радиатора впишется в любой современный интерьер.

Комплектация

1. Радиатор Oasis 500/80 (12 секций).

2. Инструкция по эксплуатации.

3. Гарантийный талон.

Также рекомендуем вам заглянуть в раздел Комплектующие для радиаторов отопления.

биметаллический — это… Что такое биметаллический?

биметаллический

-ая, -ое.

1.

Биметаллический провод.

2.

Биметаллическая система.

Малый академический словарь. — М.: Институт русского языка Академии наук СССР. Евгеньева А. П.. 1957—1984.

• биметалли́зм
• бимета́ллы

Смотреть что такое «биметаллический» в других словарях:

• биметаллический — биметаллический …   Орфографический словарь-справочник

• БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ — БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ, биметаллическая, биметаллическое (экон.). прил. к биметаллизм. Биметаллическая система. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

• биметаллический — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN bimetallic …   Справочник технического переводчика

• Биметаллический — I прил. 1. соотн. с сущ. биметаллы, связанный с ним 2. Свойственный биметаллам, характерный для них. 3. Изготовленный из биметаллов. II прил. 1. соотн. с сущ. биметаллизм, связанный с ним 2. Свойственный биметаллизму, характерный для него.… …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

• Биметаллический — I прил. 1. соотн. с сущ. биметаллы, связанный с ним 2. Свойственный биметаллам, характерный для них. 3. Изготовленный из биметаллов. II прил. 1. соотн. с сущ. биметаллизм, связанный с ним 2. Свойственный биметаллизму, характерный для него.… …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

• биметаллический — биметаллический, биметаллическая, биметаллическое, биметаллические, биметаллического, биметаллической, биметаллического, биметаллических, биметаллическому, биметаллической, биметаллическому, биметаллическим, биметаллический, биметаллическую,… …   Формы слов

• биметаллический — биметалл ический …   Русский орфографический словарь

• биметаллический — ая, ое. к Биметаллы и Биметаллизм. Б ие сплавы. Б ая денежная система …   Энциклопедический словарь

• биметаллический — ая, ое. к биметаллы и биметаллизм. Б ие сплавы. Б ая денежная система …   Словарь многих выражений

• биметаллический — би/металл/ическ/ий …   Морфемно-орфографический словарь

• биметаллический гнутый профиль проката — биметаллический гнутый профиль Гнутый профиль проката, изготовляемый из биметаллической заготовки для профилирования. [ГОСТ 14350 80] Тематики профили проката гнутые Обобщающие термины гнутые профили проката Синонимы биметаллический гнутый… …   Справочник технического переводчика

Биметаллические радиаторы

Среди разных видов батарей биметаллические радиаторы занимают особое место. Сочетание положительных характеристик двух металлов – алюминия и стали – позволяет добиться выдающихся показателей прочности и теплоотдачи. Рассмотрим устройство и особенности этих приборов и познакомимся с правилами выбора и подключения биметаллических батарей.

Устройство и свойства биметаллического радиатора

Биметаллические радиаторы имеют комбинированную структуру – их внутренняя часть, контактирующая с теплоносителем, изготовлена из стали; внешняя часть, отвечающая за качество теплоотдачи, выполнена из алюминия. Такое распределение материалов позволяет по максимуму использовать положительные качества обоих металлов, нейтрализуя их недостатки.

От алюминия биметаллические радиаторы отопления получили:

• высокую теплоинертность;
• отличную теплоотдачу;
• быструю реакцию на регулирование температуры батареи.

Сердечник из стали наделил батареи следующими характеристиками:

• устойчивостью к перепадам давления и гидроударам;
• стойкостью к электрохимическим воздействиям;
• нетребовательностью к качеству теплоносителя;
• долговечностью.

В отличие от алюминиевых радиаторов, биметаллические батареи прекрасно переносят условия централизованных систем отопления.

Помимо этих достоинств, можно упомянуть следующие положительные характеристики батарей из биметалла:

• высокий порог предельного давления – 30–40 атмосфер;
• большая мощность при небольших габаритах;
• экономичность, обусловленная небольшим сечением каналов;
• удобство конструкции, позволяющей быстро снимать отдельные секции прибора для ремонта;
• легко рассчитываемое количество секций, необходимых для качественного прогревания помещения.
• продолжительный срок службы – до 25 лет;
• современный и привлекательный внешний вид.

Всеми этими преимуществами обладают биметаллические радиаторы бренда STOUT. Отопительные приборы производятся на крупнейшем российском заводе «РИФАР», адаптированы специально для условий эксплуатации в нашей стране. Каждое изделие проходит строжайший контроль на всех этапах технологического процесса производства. Радиатор дважды опрессовывается повышенным давлением – первый раз до покраски, второй раз – после. Это гарантирует 100%-ную надежность каждого прибора.

Доступное количество секций – от 4 до 14, эффективная работа с теплоносителем до 135 °С, выдерживают давление до 100 атмосфер. Продуманная логистическая система, сотрудничество с надежными поставщиками и партнерами, а также гарантия и страховка напрямую от производителя делают бренд STOUT лучшим выбором.

Совет: поскольку внешне биметаллический секционный радиатор практически неотличим от алюминиевого, понять, какой радиатор перед вами, можно в первую очередь по весу. Биметаллический прибор со стальным сердечником значительно тяжелее алюминиевого аналога.

Возможные проблемы при эксплуатации

Приборы из биметалла имеют большое количество достоинств. Какие же из их особенностей можно отнести к недостаткам?

1. Несмотря на возможность использования биметаллических батарей в системе с любым теплоносителем, низкое качество последнего отрицательно сказывается на продолжительности срока службы прибора.
2. Разный коэффициент расширения у металлов, присутствующих в конструкции батареи, может со временем привести к нестабильности теплоотдачи, снижению прочности прибора.
3. Использование в системе теплоносителя низкого качества может приводить к засорению каналов, появлению коррозии, ухудшению теплоотдачи.

Конструктивные особенности

Биметаллические батареи могут иметь две разновидности конструкции.

• Более дешевые модели отличаются наличием стальной сердцевины только в вертикальных каналах. Такие радиаторы иногда называют полубиметаллическими. Несмотря на то, что по своим характеристикам они значительно превосходят алюминиевые приборы, они все же не обладают достаточной прочностью, присущей полноценным биметаллическим батареям.
• Настоящие биметаллические отопительные приборы имеют цельный каркас из стали, в процессе производства заливаемый под давлением сплавом алюминия.

Отдельно можно упомянуть медно-алюминиевые радиаторы, которые по своим характеристикам превосходят все существующие виды батарей. Они обладают прекрасной стойкостью к коррозии, имеют превосходную теплоотдачу и продолжительный срок эксплуатации, но высокая стоимость не позволила им получить широкое распространение.

Размеры батарей

Габариты прибора имеют значение, поскольку при необходимых параметрах мощности он должен поместиться в нише под окном. Какие размеры могут иметь биметаллические батареи?

Биметаллические радиаторы отопления характеризуются стандартными размерами высоты. Прибор имеет маркировку, которая обозначает межосевое расстояние прибора – 200, 350 или 500 мм.

Важно! При выборе радиатора необходимо учитывать, что межосевое расстояние – это промежуток между входным и выходным отверстиями батареи, которое не соответствует всей высоте корпуса. Чтобы узнать реальную высоту прибора, нужно прибавить 80 мм к значению межосевого расстояния.

Полная высота прибора с разной маркировкой:

• маркировка 200 – реальная высота 280 мм;
• 350 – высота прибора 430 мм;
• 500 – высота 580 мм.

Ширина прибора отопления будет зависеть от количества секций, которое рассчитывается исходя из параметров помещения и мощности отдельной секции.

Внимание! Подбирая размер радиатора, не забывайте о том, в соответствии с техническими нормами прибор должен быть установлен на расстоянии не менее 10 см от подоконника и 6 см от пола.

Расчет количества секций биметаллических батарей

Сколько секций радиатора из биметалла могут полноценно обогреть помещение? Расчет биметаллических радиаторов требует знания двух параметров:

• сколько квадратных метров занимает площадь помещения;
• мощность одной секции прибора.

Согласно строительным нормам для обогрева 1 квадратного метра жилой площади требуется примерно 100 Вт мощности. Для того чтобы узнать общую мощность, необходимую для обогрева помещения, значение площади умножается на 100. Полученный результат делится на мощность секции выбранного радиатора.

Узнаем, сколько секций прибора понадобится для комнаты площадью 25 кв. м. при использовании биметаллического прибора, мощность одной секции которого равна 170 Вт.

1. 25 х 100 = 2500 Вт – требуемая мощность.
2. 2500 : 170 =14,7 – округляем до 15 – получаем необходимое количество секций.

Учитывая тот факт, то параметры системы могут меняться из-за износа оборудования или засоров, можно добавить 20% запаса. Большее количество секций может понадобиться для обогрева угловой квартиры, помещения с большим количеством окон, высокими потолками. Для регионов с суровым климатом требуемое количество секций будет больше в 1,5–2 раза.

Важно! Поскольку батареи, имеющие количество секций, превышающее 10, прогреваются недостаточно эффективно, желательно установить несколько радиаторов с меньшим количеством секций.

На что обратить внимание при выборе

Выясним, какие характеристики биметаллического радиатора нужно изучить при покупке.

1. Рабочее давление. Биметаллический секционный радиатор должен выдерживать постоянную нагрузку в 15 атмосфер, для централизованной системы отопления лучше выбирать прибор с максимальным значением рабочего давления.
2. Номинальная мощность секции – нужна для расчета их количества.
3. Размеры. Для стандартных подоконников высотой 80 см подойдет модель с межосевым расстоянием 500 мм.
4. Толщина вкладок из стали. Чем толще стенки, тем прочнее прибор и тем дольше он прослужит.
5. Цена. Биметаллические радиаторы стоят не менее чем на 20% дороже алюминиевых. Если цена ниже, скорее всего, это «полубиметалл» низкого качества.

Установка радиаторов

Какие трубы лучше всего подходят для биметаллических батарей? Опытные мастера советуют сочетать биметаллические радиаторы отопления с армированными полипропиленовыми трубами. Допускается использование стальных и металлопластиковых труб на цанговых соединениях, однако в этом случае нужно быть готовым к протечкам и засорам. В силу своей надежности оптимальным способом соединения при подключении является метод точечной сварки.

Традиционно принято размещать радиатор под окном строго по центру. Это позволяет прибору создавать тепловую завесу, создающую препятствие для проникновения холодных потоков воздуха сквозь окно.

Какие могут быть варианты подключения биметаллического радиатора?

• Боковое или одностороннее подключение имеет максимальную эффективность, но только при небольшом количестве секций (до 12 штук). При большем числе секций отдаленный от подающей трубы участок будет плохо прогреваться.

• Нижнее подключение менее эффективно с точки зрения отдачи тепла, применяется только в случае специфической конфигурации системы.

• Диагональное подключение применяется для радиаторов с 12 и более секциями и позволяет добиться равномерного прогрева прибора.

Перед подключением на каждую биметаллическую батарею должен быть установлен клапан для спуска воздуха или кран Маевского, а также переходники для соединения с трубами.

Порядок подключения радиатора:

1. После демонтажа старого оборудования с помощью строительного уровня производится разметка под установку нового прибора, высверливаются отверстия для кронштейнов.
2. Кронштейны крепятся к стене с помощью дюбелей и цементного раствора.
3. Батарея соединяется с подводящими коммуникациями, в месте соединения размещается кран или термостат.

Важно! Поскольку биметаллический секционный радиатор имеет узкие внутренние каналы, которые очень легко забиваются мусором из отопительной системы, до подключения перед каждой батареей нужно обязательно установить фильтр грубой очистки.

Определение биметаллических элементов по Merriam-Webster

2 : состоит из двух разных металлов — часто используются устройства, в которых два металла, которые по-разному расширяются, связаны друг с другом.

Биметаллический элемент стандартного разрешения

Что такое биметаллический стандарт?

Биметаллический стандарт или биметаллизм — это денежная система, в которой правительство признает монеты, состоящие как из золота, так и из серебра, в качестве законного платежного средства.Биметаллический стандарт поддерживает валютную единицу с фиксированным соотношением золота и / или серебра.

Соотношение монетного двора или соотношение золото / серебро — это цена унции золота, деленная на цену унции серебра, и представляет собой обменный курс между двумя драгоценными металлами. В системе биметаллистов соотношение монетного двора будет устанавливаться государством по определенному обменному курсу, который может время от времени корректироваться в зависимости от рыночных сил.

Ключевые выводы

• Правительства, официально признающие как золотые, так и серебряные монеты законным платежным средством, следуют биметаллическому стандарту как своей денежной системе.
• Центральные банки отвечали за установление или фиксацию соотношения золота и серебра в условиях биметаллизма, что обеспечивало стабильность валютных рынков.
• Согласно золотому стандарту, только золото является законным платежным средством, и соотношение цены золота и серебра свободно колеблется.
• Биметаллический эталон недолго использовался Соединенными Штатами в первые годы существования республики до гражданской войны.

Как работает биметаллический стандарт

Биметаллический стандарт был впервые использован в США в 1792 году как средство контроля стоимости денег.Например, в 18 веке в Соединенных Штатах одна унция золота равнялась 15 унциям серебра. Следовательно, в серебряных монетах стоимостью 10 долларов будет в 15 раз больше серебра (по весу), чем в золотых монетах на 10 долларов. Достаточное количество золота и серебра хранилось в резервах для поддержки бумажной валюты. Этот биметаллический стандарт использовался до гражданской войны, когда в Законе о возобновлении производства 1875 года было указано, что бумажные деньги можно конвертировать в золото.

Сторонники биметаллического стандарта утверждали, что он неуклонно увеличивает денежную массу, что стабилизирует экономику.Золотая лихорадка конца 19 века, увеличившая предложение золота, положила конец этому аргументу и по сути превратила его в исторический и академический аргумент.

Экономист Милтон Фридман полагал, что отмена биметаллического стандарта повысила волатильность финансовых рынков больше, чем если бы США оставались на биметаллической системе.

Хотя официально принятое соотношение серебра и золота 15: 1 точно отражало рыночное соотношение в то время, после 1793 года стоимость серебра неуклонно снижалась, вытесняя золото из обращения, согласно закону Грешема.Это денежный принцип, гласящий, что «плохие деньги вытесняют хорошие», что означает, что люди предпочтут копить золото и использовать в обмен серебряную валюту, даже если у них одинаковая номинальная стоимость. В результате золотые монеты становятся относительно редкими и, следовательно, более ценными, несмотря на их заявленную стоимость.

Биметаллизм против золотого стандарта

Золотой стандарт — это фиксированный денежный режим, при котором государственная валюта является фиксированной и может свободно конвертироваться только в золото.При золотом стандарте не существует заранее установленного соотношения между золотом и серебром, и цена серебра по отношению к золоту по существу свободно колеблется на рынке.

После Второй мировой войны Бреттон-Вудское соглашение вынудило союзные страны принять доллар США в качестве резерва, а не золото, и правительство США обязалось сохранить достаточно золота для обеспечения своих долларов. В 1971 году администрация Никсона прекратила конвертацию долларов США в золото, создав режим фиатной валюты. Золотой стандарт в настоящее время не используется ни одним правительством.Великобритания прекратила использование золотого стандарта в 1931 году, а США последовали его примеру в 1933 году и отказались от остатков системы в 1973 году.

Как работают биметаллические ленты?

Согласно Википедии, основное изобретение биметаллических лент принадлежит часовщику 18-го века Джону Харрису (1693–1776). Две полосы из разнородных металлов механически соединяются либо заклепками, либо сплавлением вместе по своей длине, чтобы сформировать структуру, которая реагирует на изменения температуры изгибом в предпочтительном направлении.

Рисунок 1 На этой схеме показан принцип действия биметаллической ленты.

обычно имеет коэффициент теплового расширения 12 частей на миллион на градус Цельсия или 12 частей на миллион / ° C, тогда как медь имеет больший коэффициент 16,6 частей на миллион / ° C, а латунь показывает еще больший коэффициент 18,7 частей на миллион / ° C. Когда стальная полоса комбинируется с медной или латунной полосой, комбинация реагирует на нагрев, изгибаясь в направлении меньшего коэффициента теплового расширения.При приложенном нагреве конструкция изгибается к стали.

Биметаллические полосы могут быть физически достаточно длинными по сравнению с их шириной. Свернувшись в спираль, мы видим следующую очень полезную черту.

Рисунок 2 Биметаллические полосы спиральной формы реагируют на низкие и высокие температуры.

Указатель, прикрепленный, как показано на рис. , рис. 2 может служить для измерения температуры. Если принять меры, чтобы избежать пределов упругости пружины, получается, что термометр очень близок к линейному, как показано в следующем примере.

Рисунок 3 Термометр для мяса представляет собой пример применения.

Ага, я здесь обманул. Я убрал стрелку термометра на фотографии выше, чтобы было легче увидеть линейную шкалу температуры. Затем термометр вернулся обратно в кухонный ящик.

Возвращаясь к электронике, биметаллические полоски могут быть полезны для изготовления термометров или термостатов контроля температуры, или для обеспечения температурной компенсации для других устройств, или для создания сигналов тревоги по температуре и т. Д.

Джон Данн — консультант по электронике, выпускник Бруклинского политехнического института (BSEE) и Нью-Йоркского университета (MSEE).

Статьи по теме :

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Биметаллические никель-молибденовые / вольфрамовые наносплавы для высокоэффективного катализа окисления водорода в щелочных электролитах

Синтез и определение характеристик Ni – Mo / W

Мы разработали катализаторы HOR на основе Ni и Mo (W), поскольку считалось, что они могут являются важными элементами ферментов гидрогеназы ^37,38 и потому, что соединения на основе Ni, как было замечено, опосредуют катализ HOR в щелочи с умеренными скоростями ^31,34 .Сначала мы синтезировали пластинчатые прекурсоры Ni (OH), легированные Mo (W) ₂ , путем микроволнового нагрева Ni (NO ₃ ) ₂ · 6H ₂ O и (NH ₄ ) ₆ Mo ₇ O ₂₄ · 4H ₂ O (или (NH ₄ ) ₁₀ W ₁₂ O ₄₁ · x H ₂ O) в NH ₃ · Смесь H ₂ O / этиленгликоль / H ₂ O при 200 ° C (рис. 1а и дополнительные рисунки 1 и 2).Полученные сырые порошки затем отжигались в атмосфере водорода / аргона (H ₂ / Ar: 5/95) при 400 ° C для получения сплава Mo – Ni (или 500 ° C для сплава W – Ni; рис. 1a). Наш микроволновый реактор, оснащенный автоматическим плечом, позволяет нам получать сплавы Mo (W) –Ni в масштабе нескольких граммов за одну партию (вставки на рис. 1b, e), что предполагает потенциально крупномасштабное использование. Оба двух полученных сплава демонстрируют сходную морфологию при сканировании с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) (рис. 1b, e). Более щелевидные поры, образовавшиеся в результате агрегирования нанолистов в процессе отжига, видны для сплава Mo – Ni (рис.1б). Многоугольная кольцевая сканирующая электронная микроскопия в темном поле с коррекцией аберрации (HAADF-STEM) сплава Mo – Ni показывает взаимосвязанные нанолисты с пористыми поверхностями (рис. 1c и дополнительный рис. 3), тогда как сплав W – Ni был сформирован как агрегация перекрывающихся наночастиц (рис. 1f и дополнительный рис. 4). По морфологическим признакам площадь поверхности Брунауэра – Эммета – Теллера (БЭТ) составляет 63,3 и 33,9 м ² г ⁻¹ для сплавов Mo – Ni и W – Ni (дополнительный рис.5) соответственно. Изображения HAADF-STEM с атомным разрешением и соответствующие быстрые FT-анализы демонстрируют образование тетрагональных кристаллических фаз MoNi ₄ и WNi ₄ (рис. 1d, g, вставки). Могут наблюдаться многочисленные атомные ступеньки на поверхности сплавов MoNi ₄ и WNi ₄ (см. Белые стрелки на рис. 1d, g), вероятно, вызванные обработками высокотемпературным отжигом. Исследования дифракции рентгеновских лучей (XRD) дополнительно подтверждают успешное преобразование предшественников Ni (OH), легированных Mo (W) ₂ (дополнительный рис.1) на полностью легированные тетрагональные фазы MoNi ₄ (JCPDS 65-5480) и WNi ₄ (JCPDS 65-2673) (рис. 1h; соответствующие кристаллические структуры показаны на вставках). Следует отметить, что дифракционные пики MoNi ₄ и WNi ₄ отличаются от дифракционных пиков чистого Ni, синтезированного тем же способом (рис. 1h и дополнительный рис. 6), что указывает на структурные изменения, вызванные сплавом, которые могут настраивать каталитические функции. Элементарное отображение спектра энергодисперсионного рентгеновского излучения (EDX) на рис.1i представлено равномерное пространственное распределение Mo (W) и Ni в продуктах Mo (W) Ni ₄ , а общее отношение Mo (W) к Ni было определено как 1: 4 на основе EDX и индуктивно связанной плазмы. измерения с помощью атомно-эмиссионной спектроскопии (ICP-AES) (дополнительный рисунок 7 и дополнительная таблица 1).

a Схематическое изображение синтеза сплавов MoNi ₄ и WNi ₄ . b , e СЭМ-изображения сплавов MoNi ₄ и WNi ₄ соответственно. Масштабные линейки, 200 нм. На вставках в b , e приведены фотографии сплавов MoNi ₄ (2,2 г) и WNi ₄ (4,0 г), синтезированных за одну партию. c , f STEM-изображения сплавов MoNi ₄ и WNi ₄ соответственно. Масштабные полосы, 200 нм c и 50 нм f . d , g Изображения HAADF-STEM с атомным разрешением типичных частиц MoNi ₄ и WNi ₄ соответственно.Масштабные полосы, 2 нм. Вставки в d , g показывают соответствующие шаблоны БПФ. Белые стрелки обозначают атомные ступени. h Рентгенограммы MoNi ₄ , WNi ₄ и свежесинтезированного Ni. На вставках показаны соответствующие кристаллические структуры. i Сопоставление элементов STEM-EDX для сплавов MoNi ₄ и WNi ₄ . Масштабные полосы: 500 нм (вверх) и 100 нм (вниз).

Рентгеновская абсорбционная спектроскопия используется для исследования влияния легирования Mo (W) на химическую среду Ni.На рис. 2а представлены спектры рентгеновского поглощения вблизи края структуры (XANES) MoNi ₄ и WNi ₄ на K-крае Ni, которые аналогичны спектрам недавно синтезированных образцов фольги Ni и Ni, но сильно отличаются. от эталона NiO, что указывает на металлическую природу легированных продуктов. Радиальная структурная функция вокруг Ni была определена с помощью преобразования Фурье (FT) расширенных спектров тонкой структуры поглощения рентгеновских лучей (EXAFS) (рис. 2b и дополнительный рис. 8). Мы связали главный пик на ~ 2.2 Å со связями Ni – Mo (Ni) и Ni – W (Ni) в сплавах MoNi ₄ и WNi ₄ ^39,40 . Связи Ni – O и Ni – Ni, принадлежащие эталону NiO, не наблюдались. Уменьшение интенсивности пика по сравнению со связями Ni – Ni в свежесинтезированной Ni и Ni фольге указывает на затухающую координационную структуру Ni. Кроме того, фитинги EXAFS с K-кромкой Ni показывают, что координационные числа (CN) Ni – Mo (W) первой оболочки уменьшаются с Ni (~ 10,5) до MoNi ₄ (~ 8,8) и WNi ₄ (~ 8.6) соответственно. (Рис. 2c, Дополнительный Рис. 9 и Дополнительная Таблица 2). Более низкое CN может быть отнесено к богатым поверхностным ступеням на наших легированных катализаторах (рис. 1d, g), которые могут увеличивать активные центры, которые модулируют адсорбционную способность. Кривые FT на краях Mo K и W L ₃ на рис. 2d показывают преобладающие пики при ~ 2,2 Å, соответствующие связям Mo – Ni и W – Ni (дополнительные рис. 10 и 11), соответственно. Результаты вейвлет-преобразования EXAFS (рис. 2e) — мощного метода, который может различать атомы обратного рассеяния ⁴¹ — демонстрируют только один максимум интенсивности при ~ 8.0 Å ⁻¹ в пространстве k , что соответствует связям Mo – Ni и W – Ni в сплавах MoNi ₄ и WNi ₄ . Напротив, анализ вейвлет-преобразования эталонов из фольги Mo и порошка W дает более высокий максимум интенсивности (рис. 2e), предполагая, что атомы Mo / W образуют структуры, в которых их первая координационная оболочка образована только атомами Ni, а локальные Mo и W отсутствуют. металлы образуются в приготовленных сплавах, что согласуется с результатами на рис. 2d. Кроме того, анализ рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) показывает превосходную стойкость к пассивированию поверхности наших легированных катализаторов по сравнению с одиночным Ni (дополнительный рис.12). Вместе мы пришли к выводу, что легирование Ni с Mo (W) обеспечивает четкие композиционные и структурные изменения, которые, как мы ожидаем, улучшат катализ HOR в щелочных электролитах.

a , b Ni K-краевые XANES-спектры и соответствующие преобразования Фурье k ³ -взвешенные EXAFS-спектры для Mo (W) Ni _{4 сплавов} , свежесинтезированных Ni, фольги Ni и NiO ссылка. c Средние координационные числа (CN) в первой координационной сфере атомов Ni для MoNi ₄ , WNi ₄ и свежесинтезированного Ni методом аппроксимации кривых спектров EXAFS. CN массивного Ni (Ni фольга) составляет 12. d преобразования Фурье k ³ -взвешенных EXAFS-спектров Mo K-край (вверх) и W L ₃ -край (вниз), соответственно. e Соответствующие вейвлет-преобразования k ³ -взвешенных EXAFS-спектров Mo K-края (вверху) и W L ₃ -края (вниз), соответственно.

Электрокаталитический HOR в щелочных электролитах

Теперь мы исследуем электрокаталитическую активность катализаторов MoNi ₄ и WNi ₄ по отношению к HOR в H ₂ -насыщенном 0,1 M KOH электролите в трехэлектродной установке; с эталонными измерениями свеже синтезированного Ni, а также коммерческого Pt / C (20 мас.% Pt на угле Vulcan XC72R) для сравнения (см. «Методы»). Была выбрана очень низкая скорость развертки 0,5 мВ с ⁻¹ , чтобы минимизировать вклад емкости и гарантировать стабильное измерение (дополнительный рис.13). Оптимальная загрузка катализатора на инертном стеклоуглеродном вращающемся дисковом электроде (RDE) была экспериментально определена как 0,5 мг / см ^-2 (дополнительный рис. 14). Отметим, что электрохимические данные, представленные здесь, были скорректированы по iR ( i , ток; R , сопротивление) для нескомпенсированного омического падения (дополнительный рисунок 15).

Поляризационные кривые для HOR на исследованных катализаторах представлены на рис. 3a, который показывает, что катализаторы MoNi ₄ и WNi ₄ обладают потенциалом начала для получения тока HOR до 0 В по сравнению с обратимым водородным электродом (RHE ), что указывает на их замечательную энергетику для HOR в щелочи.Напротив, свежесинтезированный Ni-катализатор влияет лишь на незначительную активность HOR. Два катализатора из сплава HOR, не содержащие МПГ, могут достигать ограничивающего диффузию тока в области потенциала> 0,05 В, в то время как смешанная область управления кинетической диффузией происходит между 0 и 0,05 В. Рисунок 3a также показывает, что катализатор MoNi ₄ даже превосходит современный катализатор Pt / C от кинетических до областей ограничения диффузии. Полуволновой потенциал для катализатора MoNi ₄ при 1600 р.вечера. составляет всего 14 мВ, что на ~ 5 мВ ниже, чем у катализатора Pt / C, что дополнительно свидетельствует о превосходной активности HOR катализатора MoNi ₄ .

a Поляризационные кривые для HOR на MoNi ₄ , WNi ₄ , свеже синтезированном Ni и коммерческом катализаторе Pt / C, измеренные в H ₂ -насыщенном 0,1 М КОН. Скорость развертки: 0,5 мВ с ⁻¹ . Скорость вращения: 1600 об / мин. b , c Поляризационные кривые HOR для сплавов MoNi ₄ и WNi ₄ при различных скоростях вращения соответственно.Скорость развертки: 0,5 мВ с ⁻¹ . На вставках в b , c показаны соответствующие графики Коутецкого – Левича при перенапряжении 25 мВ. d Сравнение кинетической плотности тока ( j _k ) при 50 мВ (с рисунком) и кажущейся плотности тока обмена ( j ₀ ; без образца) различных исследованных катализаторов. Планки погрешностей (стандартные отклонения) в d рассчитываются на основе трех независимых результатов испытаний. e HOR / HER Тафелевские графики плотности кинетического тока на MoNi ₄ , WNi ₄ , Ni и Pt / C в H ₂ -насыщенном 0.1 М КОН. f Графики Аррениуса плотностей тока обмена HOR / HER на катализаторах MoNi ₄ , WNi ₄ и Pt / C в 0,1 М КОН.

Затем мы исследовали поляризационные кривые HOR на наших катализаторах MoNi ₄ и WNi ₄ в зависимости от скорости вращения, где плотность тока плато растет с увеличением скорости вращения из-за ускоренного массопереноса (рис. 3b, в). Графики Коутецкого – Левича, построенные при 25 мВ, показывают линейную зависимость между величиной, обратной величине общей плотности тока, и квадратным корнем из скорости вращения, что дает расчетный наклон, равный 4.60 см ² мА ⁻¹ с ^−1/2 для MoNi ₄ (вставка на рис. 3b) и 4,32 см ² мА ⁻¹ с ^−1/2 для WNi ₄ (вставка на рис. 3c), что вполне соответствует теоретическому значению 4,87 см ² мА ⁻¹ с ^−1/2 для двухэлектронного процесса HOR ³⁴ . Далее мы использовали уравнение Коутецкого – Левича для расчета кинетической плотности тока ( j _k ). При 50 мВ геометрическое j _k из 33.8 мА см ^-2 было получено для катализатора MoNi ₄ , что представляет 105- и 2,8-кратное увеличение по сравнению с таковыми для свежесинтезированных Ni и коммерческих катализаторов Pt / C (рис. 3d).

Затем мы извлекли плотность тока обмена ( j ₀ ) на исследуемых катализаторах из линейной аппроксимации областей микрополяризации (от -5 до 5 мВ; дополнительный рис. 16). Катализатор MoNi ₄ показывает геометрическое значение j ₀ 3,41 мА · см ⁻² , что намного выше 0.19 мА см ^-2 для свежесинтезированного Ni и 2,47 мА см ^-2 для катализатора Pt / C (рис. 3d и дополнительная таблица 3). Геометрическое значение j ₀ на катализаторе WNi ₄ составляет 1,87 мА · см ⁻² , что немного ниже, чем у катализатора Pt / C. Эти значения хорошо согласуются с результатами аппроксимации уравнения Батлера – Фольмера в тафелевских областях (рис. 3e; подробности см. В разделе «Методы»). Собственные активности HOR исследуемых катализаторов далее сравнивали по нормированной электрохимической активной поверхности (ECSA) j ₀ (подробности см. В разделе «Методы» и на дополнительных рисунках.17 и 18). Катализаторы MoNi ₄ и WNi ₄ обеспечивают очень высокие нормированные по ECSA j ₀ 0,065 и 0,068 мА см ⁻² соответственно, что, насколько нам известно, не было достигнуто при помощи любые другие катализаторы, не содержащие МПГ, в щелочных электролитах, включая различные соединения на основе Ni, синтезированные другими методами (дополнительный рисунок 19 и дополнительная таблица 4).

Кроме того, мы исследовали энергию активации ( E _a ) HOR на исследуемых катализаторах, построив геометрический график j ₀ с обратной температурой (рис.3е). Было обнаружено, что линейная зависимость между 283 и 313 K соответствует поведению Аррениуса, из которого E _a значения 18,59, 27,42 и 20,07 кДж моль ^-1 были получены для MoNi ₄ , WNi _{, 4,} , и катализаторы Pt / C (рис. 3f и дополнительные рисунки 20 и 21), соответственно. Отметим, что E _a 20,07 кДж моль ^-1 , измеренное для катализатора Pt / C, разумно совпадает с 23 кДж моль ^-1 для Pt (110), о котором сообщалось ранее ²⁵ .Значительно меньшие значения E _a , достигнутые для катализатора MoNi ₄ , предполагают заметную кинетику HOR в щелочной среде, даже превосходящую тест Pt / C. Кроме того, мы провели серию контрольных экспериментов и обнаружили, что отношение Mo (W) к Ni и температура отжига являются критическими для активности HOR (дополнительные рисунки 22 и 25). Эти эксперименты показывают, что сплавы Mo – Ni и W – Ni с соотношением Mo (W) к Ni 1: 4, полученные отжигом при 400 и 500 ° C, соответственно, будут обеспечивать наилучшие характеристики HOR.Мы также отмечаем, что наши листы MoNi ₄ превосходят обычные наночастицы MoNi ₄ для HOR из-за пористой структуры, которая предлагает богатые активные центры (дополнительный рис. 26).

Приведенные выше результаты демонстрируют исключительный катализ HOR в щелочных электролитах на катализаторах MoNi ₄ и WNi ₄ , из которых реакционная способность MoNi ₄ даже превосходит эталонную Pt / C. Помимо активности, еще одним очень важным фактором для будущих применений анодов HEMFC является электрохимическая и рабочая стабильность.Поэтому мы провели агрессивные измерения долгосрочной стабильности на катализаторах MoNi ₄ и WNi ₄ (рис. 4). Во-первых, мы провели ускоренные испытания стабильности, применив линейное сканирование потенциала от 0,05 до 0,15 В при 100 мВ с ^-1 в H ₂ -насыщенных 0,1 М KOH электролитах при комнатной температуре. При перенапряжении 50 мВ плотность тока HOR для катализатора MoNi ₄ показывает небольшую потерю 0,25 мА · см ⁻² после 2000 циклов (рис. 4a) по сравнению с потерей 0.41 мА см ⁻² для катализатора WNi ₄ (рис. 4б). Во-вторых, исследуемые катализаторы наносили на копировальную бумагу (загрузка катализатора: 2 мг / см ^-2 ) и оценивали стабильность работы с помощью хроноамперометрии ( ~ ~ t). На рисунке 4c показано, что плотность тока при 60 мВ стабильна без заметного спада в течение 20-часового непрерывного испытания для катализатора MoNi ₄ , тогда как ток HOR не генерировался в 0,1 M KOH, насыщенном Ar, при таком же перенапряжении (дополнительный рис.27). Множественные посмертные исследования показывают, что морфология и структура катализатора MoNi ₄ сохраняются в хорошем состоянии (дополнительные рисунки 28–30). Напротив, катализатор Pt / C претерпевает заметную деградацию, которая сохраняет всего 57% от своей первоначальной плотности тока после 20 часов работы. Это большое падение можно приписать постепенной агломерации наночастиц Pt во время теста на стабильность (дополнительный рисунок 31). Катализатор WNi ₄ также демонстрирует разложение, но гораздо медленнее по сравнению с катализатором Pt / C (рис.4c и дополнительные фиг. 28, 29, 32). Таким образом, эти результаты предполагают, что наши катализаторы MoNi ₄ и WNi ₄ имеют стабильность намного лучше, чем коммерческий катализатор Pt / C.

a , b Поляризационные кривые HOR для сплавов MoNi ₄ и WNi ₄ в H ₂ -насыщенных 0,1 М КОН до и после 2000 циклов соответственно. c Хроноамперометрические ответы ( j — t ), зарегистрированные на катализаторах MoNi ₄ , WNi ₄ и Pt / C при перенапряжении 60 мВ в H ₂ -насыщенном 0.1 М КОН. d Поляризационные кривые HOR для MoNi ₄ и сплавов Pt / C в H ₂ -насыщенном 0,1 M KOH с (пунктирные линии) и без (сплошные линии) присутствием 20000 p.pm. CO.

Оценка устойчивости к CO

В топливных элементах катализаторы PGM (особенно Pt) на анодах легко отравляются примесными газами, такими как CO, которые присутствуют в водородном топливе. Такое отравление вызвано преимущественным связыванием CO с Pt, что, следовательно, блокирует участки адсорбции и диссоциации водорода.Неожиданно мы обнаружили, что катализатор MoNi ₄ проявляет возбуждающую активность HOR даже в присутствии 20000 ч. / Мин. CO (рис. 4г). При той же концентрации CO не было обнаружено активности HOR на катализаторе Pt / C, что свидетельствует о полном отравлении сайтов окисления H ₂ связыванием CO (рис. 4d). Наши расчеты по теории функционала плотности (DFT) показывают значительно более высокую адсорбционную способность Pt в отношении CO по сравнению со сплавом MoNi ₄ (дополнительный рис. 33), что приводит к тому, что поверхность Pt покрыта CO и, таким образом, дезактивируется.Кроме того, предпочтительная адсорбция ОН на поверхности MoNi ₄ способствует окислению адсорбированного СО, что также объясняет его заметные свойства устойчивости к СО. Высокая устойчивость нашего катализатора из сплава MoNi ₄ к CO может еще больше повлиять на поиски усовершенствованных анодов топливных элементов на основе материалов, не содержащих МПГ.

Механизм увеличения HOR

Хотя материалы на основе Ni и Ni были тщательно изучены в качестве катализаторов HOR без МПГ в щелочных электролитах, почти все предыдущие катализаторы HOR на основе Ni демонстрируют относительно низкий уровень активности и их долгосрочную стабильность. тоже проблематично.Здесь превосходная каталитическая способность HOR, наблюдаемая на наших легко изготовленных сплавах MoNi ₄ и WNi ₄ , подтолкнула нас к исследованию внутреннего механизма высоких характеристик, предлагая, таким образом, руководство для разработки более совершенных катализаторов HOR.

Мы исследовали электронную структуру MoNi ₄ , WNi ₄ и свежесинтезированного Ni с помощью ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии. Из спектров валентных полос мы обнаружили, что все эти катализаторы имеют электронные полосы поперек уровня Ферми ( E _F ; рис.5а). Пики, расположенные между 0 и 2 эВ, могут быть отнесены к полосе металла d ^42,43 , которая достигает максимума при 0,28, 0,80 и 1,09 эВ для свежесинтезированного Ni, MoNi ₄ и WNi _{. 4} соответственно. Максимум полосы металла d относительно E _F в наших сплавах MoNi ₄ и WNi ₄ смещен далеко относительно эталона Ni. Согласно теории полосы d , эти результаты предполагают, что заполнение антисвязывающих состояний металл-H выше E _F улучшается для катализаторов MoNi ₄ и WNi ₄ , обеспечивая им более слабую энергию адсорбции, поскольку по сравнению с Ni ⁴⁴ .Несмотря на то, что механизм HOR на МПГ в щелочной среде все еще обсуждается, предыдущие исследования предположили, что низкая активность HOR на никелевом катализаторе была вызвана слишком высоким HBE ³⁴ . Таким образом, мы частично приписываем заметную реакционную способность HOR, наблюдаемую на катализаторах MoNi ₄ и WNi ₄ , соответственно ослабленным HBE.

a UPS-спектры MoNi ₄ , WNi ₄ и свежесинтезированных никелевых катализаторов. b Измерения удаления CO на MoNi ₄ , WNi ₄ и на свежесинтезированных катализаторах Ni и Pt / C. Скорость развертки: 20 мВ с ⁻¹ . Скорость вращения: 1600 об / мин. Серые кривые в b показывают второй цикл измерений. c Экспериментально измеренная плотность тока обмена, нормированная с помощью ECSA, log ( j ₀ ) для HOR в 0,1 М КОН на различных катализаторах, построенная с рассчитанными энергиями связи H и OH. d — f Схематическое изображение адсорбции водорода и гидроксила на свежеосинтезированных сплавах Ni, Mo (W) Ni ₄ и Pt соответственно.

Мы отмечаем, что OHBE, или оба HBE и OHBE, также считаются дескриптором активности для катализа HOR, который недавно был теоретически предсказан и экспериментально исследован ^9,27 , например, исследование нанокатализатора PdCu для щелочного HOR ⁹ . Учитывая, что CO может адсорбироваться на многих металлических поверхностях ^10,45,46 , мы, таким образом, провели эксперименты по удалению CO, чтобы контролировать связывание ОН на поверхности нашего катализатора, поскольку OH _и облегчает удаление CO _и ²¹ .Результаты наших экспериментов по удалению CO, показанные на рис. 5b, показывают, что пик удаления CO на катализаторе Pt / C находится при 0,69 В, что согласуется с предыдущими отчетами ²³ . На рис. 5b также показаны более низкие пики отгонки CO при 0,52 и 0,49 В для катализаторов MoNi ₄ и WNi ₄ , тогда как свежесинтезированный Ni показывает незначительный пик отгонки CO. Некоторые предыдущие работы приписывали вялую кинетику HOR на Pt ее слабому связыванию OH _и в щелочи ^8,23,27 .Наши результаты очистки от CO предполагают, что усиленный OHBE на MoNi ₄ и WNi ₄ также может быть ответственным за их высокую энергию HOR.

Чтобы лучше понять механизм, лежащий в основе заметных характеристик HOR, были выполнены дальнейшие вычисления DFT. Мы создали и оптимизировали модели катализаторов MoNi ₄ (211), WNi ₄ (211), Ni (111) и Pt (111) для представления каталитических поверхностей (см. «Методы»; дополнительные рисунки 34–36). ). Результаты DFT показывают, что HBE Ni (111) слишком сильна, в то время как MoNi ₄ (211) дает очень похожую HBE с моделью Pt (111) (рис.5в – е). При сравнении OHBE MoNi ₄ (211) с таковым для Pt (111) мы наблюдали сильно усиленную адсорбцию гидроксила, что может объяснить превосходную реакционную способность HOR катализатора MoNi ₄ (рис. 5c-f и дополнительная таблица 3). Наши результаты расчетов показывают, что легирование Ni с Mo (W) не только ослабляет HBE на сайтах Ni, но также позволяет увеличить OHBE на сайтах Mo (W), что существенно способствует ключевой ступени Фольмера (дополнительные рисунки 37–39), что привело к улучшению HOR.Мы также вычислили HBE и OHBE других катализаторов, таких как Mo, W, CoNi ₄ и FeNi ₄ , для сравнения (рис. 5c и дополнительные рисунки 36 и 40), и дополнительная информация о расчетах представлена ​​на Дополнительные рис. 38, 39 и 41. Моделирование показывает, что, хотя эти материалы имеют более сильный ОНВЭ, чем Pt (111), их HBE, к сожалению, слишком сильны (рис. 5c), что приводит к низкой активности HOR (дополнительные рис. 42–45). .

Взятые вместе, наши измерения UPS и удаления CO, в сочетании с расчетами DFT, предположили, что синергетическое взаимодействие между HBE и OHBE, вероятно, определяет скорость HOR в щелочных электролитах; и поразительная реакционная способность HOR, наблюдаемая на сплавах MoNi ₄ и WNi ₄ , может быть интерпретирована как оптимальная адсорбция водорода на Ni и гидроксила на Mo (W), тем самым усиливая лимитирующую скорость реакции Фольмера при щелочном катализе HOR (рис. .5d – f и дополнительный рис. 46).

Как работает биметаллический полосковый термометр?

В биметаллических ленточных термометрах для измерения температуры используется разная скорость расширения металлов при нагревании!

Принцип действия

Температуру можно измерять на основе принципа различного теплового расширения твердых тел. Для этого две металлические полосы (например, стальная и латунная) с разной степенью теплового расширения прочно соединяются между собой.При нагревании металлическая полоса деформируется из-за разной степени расширения. Деформация является мерой температуры и может быть считана по калиброванной шкале.

В биметаллических ленточных термометрах для измерения температуры используются разные скорости расширения металлов при нагревании!

Благодаря металлическим материалам биметаллические термометры могут использоваться при температурах от -100 ° C до более 500 ° C.

Биметаллические полосы изготавливаются путем прокатки различных металлических листов друг на друга с последующим их нагреванием, так что металлы соединяются в стыках за счет процессов диффузии ( холодная сварка, ).

Примечание : Из-за электропроводности биметаллической ленты ее также часто используют в качестве предохранительного компонента для автоматического отключения. Биметаллические полоски можно найти, например, в чайниках, которые автоматически отключают чайник, размыкая электрическую цепь при слишком высокой температуре (или при достижении точки кипения).

Виды биметаллических термометров

Чем длиннее биметалл, тем больше изгиб и, следовательно, чувствительность при измерении температуры. По этой причине длинную биметаллическую полосу часто наматывают в бухту. В зависимости от того, скручена ли биметаллическая катушка по спирали или винту, можно выделить два разных типа.

Биметаллический термометр спирального типа

Самая простая конструкция биметаллического термометра состоит в том, чтобы намотать биметаллическую полоску в спираль.Внутренний конец спирали прочно соединен с корпусом. К внешнему концу спирали прикреплен указатель. Затем измеренную температуру можно считать по откалиброванной шкале.

Такая конструкция с использованием биметаллической спирали не только очень компактна, но и экономична. Однако недостатком является то, что циферблат и датчик температуры не отделены друг от друга. Поэтому весь биметаллический термометр должен располагаться непосредственно в среде, температуру которой необходимо измерить.Такие термометры используются, например, в холодильниках или морозильниках или для определения комнатной температуры.

Биметаллический термометр спирального типа

Во многих случаях необходимо пространственно отделить индикатор (указатель) от датчика (биметаллической катушки). Например, если необходимо измерить температуру воды в отопительной трубе, как это обычно бывает в системах отопления. В этом случае датчик температуры должен быть расположен внутри трубы, а дисплей температуры должен находиться вне трубы.Или в пищевой промышленности также необходимо отделить дисплей от датчика, если, например, необходимо измерить температуру внутри продукта («проникающий термометр»).

В этих случаях биметаллические термометры снабжены биметаллической полосой, намотанной на спиральную катушку. Спиральный биметалл одним концом прочно соединен с внутренней частью измерительной трубы (биметалл прикреплен к цилиндрическому штифту, который прочно вдавливается в шток).Вращающийся металлический стержень проходит через эту спиральную катушку, которая присоединена к ней свободным концом. К верхнему концу металлического стержня прикреплен указатель. Если теперь измерительная труба нагревается, спиральный биметалл наматывается и вращает металлический стержень. На калиброванной шкале можно определить соответствующую температуру.