4.3 Сканирующая электронная микроскопия.

Гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия.

При холодном гидролизе образующиеся частицы более менее равномерны по размеру, имеют шестигранную форму со скругленными краями. Некоторые из частиц представляют из себя агрегаты из нескольких слипшихся плоских частиц гексагональной формы. Размер частиц по диагонали около 12-25 мкм. (Рис 4.2)

Рис 4.2 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия, холодный гидролиз

Образец, полученный с помощью горячего гидролиза представляет из себя смесь очень мелких частиц гексагональной формы с очень малой толщиной и более крупных частиц (10-25 мкм). Эти частицы представляют из себя агломераты из очень тонких мелких частиц (пластин), сросшихся под большими углами друг к другу. Большие агломераты имеют как сфероидальную, так и гексагональную форму. По виду частиц можно предположить очень высокую пористость и удельную поверхность, что может привести к очень высокой электрохимической активности. (Рис 4.3, 4.4)

Рис 4.3 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия, горячий гидролиз (увеличение х1000)

Рис 4.4 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия, горячий гидролиз (увеличение х2500)

Гидроксид никеля с добавкой 1% алюминия.

Холодный гидролиз. Частицы имеют похожую на гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия гексагональную форму, также состоят из нескольких слипшихся частиц (шестигранники частично зализаны по краям, немного меньше размер частиц) (Рис 4.5)

Рис 4.5 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 1% алюминия, холодный гидролиз

Горячий гидролиз. Также наблюдается смесь очень мелких, плоских гексагональных частиц, сросшихся по несколько штук под углами 30-90°, и более крупных частиц, также состоящих из более мелких. (Рис 4.6)

Рис 4.6 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 1% алюминия, горячий гидролиз

Гидроксид никеля с добавкой 3% алюминия.

Порошок, полученный холодным гидролизом, имеет более мелкие пластинчатые гексагональные частицы, плоско сросшиеся из более мелких (рис 4.7)

Рис 4.7 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 3% алюминия, холодный гидролиз

При горячем гидролизе образец в основном состоит из мелких очень тонких пластинчатых кристаллов и малого количества небольших агломератов, сросшихся под большими углами (Рис 4.8).

Рис 4.8 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 3% алюминия, горячий гидролиз

В целом, образцы, полученные с введением в прекурсор алюминия при горячем гидролизе, состоят из мелких, очень тонких гексагональных частиц, соединяющихся между собой под большим углом. Такая форма позволяет предположить высокую удельную поверхность и высокую удельную емкость в суперконденсаторном режиме. Данная форма кристаллов не полностью соответствует предыдущим исследованиям, хотяы подобные структуры встречаются [саша]. Возможно это объясняется тем, что синтез вели в присутствии избытка кислоты в прекурсоре.

Увеличение содержания алюминия приводит к уменьшению среднего размера частиц без принципиального изменения формы.

При холодном гидролизе наблюдаются гексагональные частицы, состоящие из плоскосцепленных более тонких гексагональных частиц. При этом увеличение содержания алюминия приводит к более четко выраженной шестигранной форме частиц и уменьшению размера и общей толщины частиц.

5 Экономическая часть

5.1 Экономическое обоснование темы работы

Целью данной работы является изучение зарядно-разрядных характеристик активной массы на основе синтезированого порошка гидроксида никеля .

Поскольку дипломная работа носит исследовательский характер, и в результате проведенных исследований не предполагается разработка готовых к внедрению в производстве технологий, в экономической части проводится расчет затрат на проведение НИР.

5.2 Расчет затрат на проведение научно-исследовательской работы

В состав затрат на проведение научно-исследовательской работы включают затраты на:

• электроэнергию;

• оборудование;

• заработную плату руководителей дипломной работы, консультантов по разделам «Экономики» и «БЖД», исполнителя дипломной работы;

• материалы и реактивы;

• единый социальный налог;

• лабораторные расходы;

• накладные расходы.

Величина затрат определяется суммированием затрат по определенным статьям.

5.2.1 Расчет затрат на электроэнергию

Энергетические затраты складываются из затрат на электроэнергию, необходимую для питания используемых в работе приборов и установок.

Расчет затрат на электроэнергию (З_эл) при использовании основного оборудования проведен по формуле (5.1) и полученные данные сведены в таблицу 5.1.

, (5.1)

где - стоимость 1 кВт · ч электроэнергии, руб./кВт, Ц_э = 3,58 руб./кВтч;

- мощность прибора, кВт;

- количество часов работы прибора, ч;

- коэффициент использования мощности; .

Q_э– суммарное количество электроэнергии, кВтч.

Q_э = 0,017  10 = 0,17 кВтч;

З_э = 3,58  0,017  10  0,80 = 0,49 руб.

Таблица 5.1 – Затраты на электроэнергию

Наименование оборудования	Мощность, кВт	Количество часов работы, ч.	Суммарное количество электроэнергии, кВтч	Затраты на электроэнергию, руб.
Весы лабораторные ВЛР –200г – М	0,017	10	0,17	0,49
Весы лабораторные ВН – 600 – М	0,015	5	0,075	0,22
Потенциостат Р-30М	0,030	20	0,6	1,72
Шкаф сушильный SNOL	0.475	10	4,75	13,61
Мешалка магнитная с подогревом C-MAG HS7 IKAMAG Packege	0,350	240	84	240,58
Итого:				256,62

Таким образом, затраты на электроэнергию равны 256,62 руб.

5.2.2 Расчет затрат на реактивы и материалы

Затраты по этой статье включают стоимость материалов, химикатов, воды для приготовления растворов, мытья посуды и прочее. Они определяются, исходя из планово-заготовительных цен и количества материалов, израсходованных на проведение единичного эксперимента.

Расчет затрат (З_Р.М.) производится по формуле:

, (5.2)

где Р_i– общий расход i-ого вида материальных ресурсов, кг (л);

Ц_i – оптовая цена i-ого вида материальных ресурсов, руб/кг;

i=1…n – виды материальных ресурсов.

Данные расчета затрат на необходимые материалы приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 – Затраты на реактивы, использованные для выполнения научно-исследовательской работы (НИР)

Наименование реактива	Единицы измерения	Общее количество израсходованного реактива	Оптовая цена, руб.	Затраты, руб.
КOH калий едкий (тв.)	кг	0,1	220,00	22,00
NaOH сода каустическая	кг	1,518	130	197,34
HClО4 кислота хлорная (жидкость)	л	0,07	405	28,35
KCl хлорид калия (тв.)	кг	0,2	84,60	16,92
Графит	кг	0,002	48,00	0,09
Вода дистилированная	л	40	9,00	360
ПТФЭ	л	0,005	570,00	2,85
Итого:				627,55

Таким образом, затраты на реактивы и материалы составили 627,55 руб.