Литиевая шайба #: 7439-93-2

Синонимы

Н/Д

Молекулярный вес: 6.941

Внешний вид: серебристый

Белый Температура плавления: 180,54 °C

Температура кипения: 1342 °C

Плотность: 0,534 г/см3

Растворимость в H2O: Н/Д

Коэффициент Пуассона: н/д

Модуль Юнга: 4,9

GPa Твердость по Виккерсу: н/д

Прочность на разрыв: н/д

Теплопроводность: 0,848 Вт/см/К @ 298-C.2 K

Тепловое расширение: (25 °C) 46 мкм·м-1· К-1

Удельное электрическое сопротивление: 8,55 мкм-см @ 0 °C

Электроотрицательность: 1.0

Полингс Удельная теплоемкость: 0,85 кал/г/К @ 25 °C

Теплота плавления: 1,10 кал/г моль

Теплота испарения: 32,48 Ккал/г атома при 1342 °C

Введение продукта: Калий металлический (K, CAS #: 7439-93-2)

Металлический калий, обозначенный символом элемента K и номером CAS 7439-93-2, является ключевым щелочным металлом, стимулирующим инновации в области хранения энергии, металлургии и передового материаловедения. Этот серебристо-белый, высокореакционноспособный элемент, являющийся краеугольным камнем группы 1 периодической таблицы, сочетает в себе природное изобилие с исключительными электрохимическими свойствами, что делает его незаменимым в технологиях следующего поколения. От создания высокопроизводительных аккумуляторов до революционных процессов извлечения металлов, металлический калий продолжает пересматривать отраслевые стандарты благодаря своей уникальной реакционной способности и адаптируемости к различным областям применения.

Инновации в области хранения энергии нового поколения

Металлический калий находится на переднем крае трансформации технологий хранения энергии:

Калий-металлические гибридные батареи: революционная конструкция, сочетающая калий-металлические аноды с литий-богатыми катодами, позволила достичь плотности энергии 550 Втч/кг, превосходя обычные литий-ионные батареи. Эти гибриды используют более низкий окислительно-восстановительный потенциал калия (-2,93 В по сравнению с SHE) и более высокую распространенность, снижая зависимость от лития на 60% при сохранении 3000+ циклов зарядки с 80% сохранением емкости.

Редокс-проточные батареи (RFB): RFB на основе калия для хранения данных в сети используют растворимые комплексы калия в органических электролитах, обеспечивая масштабируемое хранение энергии с эффективностью 78% в обратном направлении. Эти системы, протестированные в пилотных проектах мощностью 1 МВтч, предлагают более низкие затраты (100 долларов США/кВтч) по сравнению с RFB на основе ванадия, что делает их жизнеспособными для интеграции возобновляемых источников энергии.

Твердотельные калиевые батареи: исследователи из Кембриджского университета разработали твердые электролиты, легированные ионами калия, достигающие ионной проводимости 10⁻³ См/см при комнатной температуре. Эти батареи удаляют легковоспламеняющиеся жидкости, безопасно работают при температуре 120 °C и поддерживают быструю зарядку (0–80% за 12 минут).

Эксплуатационные характеристики сплавов и промышленное применение

Сплавы на основе калия обладают превосходными свойствами для специализированного промышленного использования:

Калий-натриевые сплавы (NaK): NaK-78 (78% K, 22% Na) остается жидким при температуре от -12,6°C до 785°C, что делает его идеальным для систем охлаждения ядерных реакторов. Его теплопроводность (26 Вт/м·К) и низкое сечение поглощения нейтронов (0,7 барн) превосходят традиционные теплоносители, повышая эффективность реактора на 15% в современных модульных конструкциях.

Калий-свинцовые сплавы: Используемые в высокотемпературных термоэлектрических генераторах, эти сплавы преобразуют отходящее тепло (300–600 °C) в электричество с добротностью (ZT) 1,1, что превосходит теллурид висмута в промышленных условиях. Электростанции, использующие эти сплавы, сокращают выбросы углекислого газа, рекуперируя 20% тепла, которое в противном случае было бы потрачено впустую.

Калийно-алюминиевые сплавы: В аэрокосмической промышленности эти сплавы служат легкими конструкционными материалами с высоким соотношением прочности к весу (200 МПа/г/см³). Их коррозионная стойкость в соленой среде делает их пригодными для использования в морских компонентах, в 3 раза превосходя алюминиевые сплавы в испытаниях на воздействие соленой воды.

Передовые технологии безопасности и манипулирования

Инновации в решении проблем с реакционной способностью калия:

Инкапсуляция оксидом графена: 2D-покрытие из оксида графена (толщиной 5–10 нм) образует влагозащитный барьер вокруг частиц калия, предотвращая реакцию с воздухом на срок до 6 месяцев. Это покрытие проницаемо для электролитов, обеспечивая 99% реакционной способности при использовании аккумуляторов и упрощая хранение.

Упаковка в инертной атмосфере: Умные бочки со встроенными датчиками кислорода и влажности поддерживают <1 ppm O₂ and <5% RH, triggering argon purging if thresholds are exceeded. These containers reduce transportation costs by 40% compared to oil-immersed storage.

Системы электролиза на месте: Мобильные установки по производству калия получают металл из хлористого калия с помощью электролиза на солнечных батареях, что устраняет риски при транспортировке. Эти агрегаты производят 5 кг/день, поддерживая дистанционные горные работы и аварийное производство аккумуляторов.

Устойчивое развитие и практика экономики замкнутого цикла

Экологичные процессы производства и переработки снижают воздействие на окружающую среду:

Углеродно-нейтральная экстракция: При электролизе на гидроэлектролиза в Скандинавии образуется калий с углеродным следом 0,2 кг CO₂/кг K, что на 90% ниже, чем в среднем по миру. Этот «зеленый калий» сертифицирован в соответствии с Законом ЕС о критически важном сырье для применения в возобновляемых источниках энергии.

Замкнутый цикл переработки: гидрометаллургический процесс восстанавливает 92% калия из отработанных сплавов NaK с использованием экстракции растворителем для достижения чистоты 99,9%. Это снижает зависимость от добываемого KCl, сохраняя 30 000 тонн руды в год в Европе.

Утилизация побочных продуктов: Газообразный водород в результате калиево-водных реакций улавливается и используется в топливных элементах, питающих производственные мощности. Из партии калия в 1 тонну образуется 120 м³ H₂, что компенсирует 200 кг потребления природного газа.

Технические характеристики и доступность

Степени чистоты:

Промышленные (99,5%): Слитки (1–50 кг) для сплавов и металлургии.

Батарея (99,99%): Фольга (50–500 мкм) и наночастицы (<100 nm) for energy storage.

Атомная энергетика (99,999%): Стержни (диаметр 10–50 мм) для теплоносителей реакторов, с <10 ppb impurities.

Основные свойства:

Плотность: 0,862 г/см³ при 20°C

Функция работы электронов: 2,3 эВ

Коэффициент теплового расширения: 83 мкм/м·К (20–100°C)

Глобальные поставки: Основными производителями являются Китай (60% мирового производства), Россия и Канада, а материалы исследовательского качества доступны через дистрибьюторов специализированных химических веществ. Годовой объем производства превышает 5 000 тонн, к 2030 году прогнозируется рост на 15%.

Для получения технических данных, отчетов об устойчивом развитии или разработки сплавов по индивидуальному заказу свяжитесь с нашей командой специалистов по щелочным металлам, которые являются лидерами в продвижении технологий на основе калия для низкоуглеродного будущего.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Опасность

Паспорт опасности: H260-H314

Коды опасности: F,C

Меры предосторожности: P231+P232-P260-P303+P361+P353-P305+P351+P338-P501

Температура вспышки: Не применимо

Коды рисков: 14/15-34

Положения по технике безопасности: 8-43-45

Номер RTECS: OJ5540000

Транспортная информация: No ООН 1415 4.3/ГУ 1

WGK Германия: 2

Пиктограмма GHS: изображение, изображение

Химические идентификаторы

Линейная формула: Li

Pubchem CID: 3028194

Номер MDL: MFCD00134051

Номер ЕС: 231-102-5

Beilstein/Reaxys No.: Н/Д

УЛЫБАЕТСЯ: [Ли]

Идентификатор InchI: InChI=1S/Li

Клавиша inchI: WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N

Упаковка стандартной упаковки:

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 735 галлонов для жидкости на поддонах.