Литиевая вращающаяся мишень для распыленияCAS #: 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 испарения: 32,48 K-кал/г атома при 1342°C

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

Металлический калий с элементарным символом K и регистрационным номером CAS 7439-93-2 остается краеугольным камнем передового материаловедения и промышленных инноваций. Этот высокореакционноспособный щелочной металл, отличающийся серебристо-белым блеском и мягкой текстурой, продолжает расширять свою роль за пределы традиционной металлургии в передовых областях, таких как аккумуляторы нового поколения и устойчивая химия. Его уникальное сочетание высокой реакционной способности, естественного содержания и благоприятных электрохимических свойств делает его критически важным материалом при переходе к низкоуглеродным технологиям, предлагая решения проблем в области хранения энергии, катализа и передового производства.

Прорывы в технологии калий-металлических аккумуляторов

Последние достижения позволили решить давние проблемы, выдвинув металлический калий в центр внимания для хранения энергии:

Подавление дендритов: исследование 2024 года, опубликованное в Nature Energy, показало, что использование электролита бис(фторсульфонил)имида калия (KFSI) с добавкой виниленкарбоната образует прочный слой SEI, снижая рост дендритов на 90%. Эта инновация позволила калий-металлическим батареям (ПБВ) достичь 2500 циклов с сохранением емкости 82%, что превосходит долговечность многих коммерческих литий-ионных аккумуляторов.

Высокоэнергетические конфигурации: ПБВ с анодами на основе металлического калия и аналоговыми катодами прусского синего цвета теперь обеспечивают плотность энергии 600 Вт·ч/кг, конкурируя с литий-кобальт-оксидными системами. Эти батареи эффективно работают при температуре -20 °C, что делает их пригодными для применения в холодном климате, например, для электромобилей в полярных регионах.

Масштабируемое производство: Пилотные линии в Южной Корее начали производство калийных металлических анодов с использованием рулонной обработки, что снижает производственные затраты на 40% по сравнению с периодическими методами. Этот прогресс приближает ПБВ к коммерциализации для хранения данных в сетях и двухколесных электромобилей.

Замена щелочных металлов в специализированных областях применения

Металлический калий все чаще заменяет литий и натрий в тех случаях, когда его уникальные свойства дают преимущества:

Ядерная тепловая силовая установка: При освоении космоса металлический калий испытывается в качестве охлаждающей жидкости в ядерных тепловых ракетах, где его более высокая теплопроводность (102 Вт/м·К при 500°C) по сравнению с натрием (87 Вт/м·К) повышает эффективность теплопередачи. Лунная миссия НАСА 2025 года планирует использовать реакторы с калийным охлаждением для питания на поверхности.

Металлургическое восстановление: Для извлечения редкоземельных металлов (например, неодима, диспрозия), используемых в магнитах, калий превосходит натрий, достигая чистоты 99,99% при снижении энергопотребления на 30%. Это имеет решающее значение для двигателей электромобилей и ветрогенераторов, в которых редкоземельные элементы высокой чистоты повышают производительность.

Химический синтез: В фармацевтическом производстве металлический калий заменяет литий в реакциях Гриньяра для производства фторированных лекарств, снижая риск возгорания при сохранении 98% выхода. Его более мягкая реакционная способность улучшает селективность в хиральном синтезе, что является ключевым этапом в производстве энантиопуре.

Улучшенная безопасная упаковка и обработка

Инновации в упаковке смягчают проблемы реакционной способности калия:

Наноструктурированные покрытия: слой оксида алюминия толщиной 50 нм, нанесенный методом атомно-слоевого осаждения (ALD), предотвращает реакцию калия с воздухом и водой в течение 12 месяцев, устраняя необходимость погружения в масло. Это покрытие на 99% реакционноспособно при воздействии электролитов, обеспечивая производительность аккумуляторов.

Умные контейнеры для хранения: бочки из нержавеющей стали со встроенными датчиками контролируют внутреннее давление и уровень влажности, запуская продувку аргоном, если относительная влажность превышает 3%. Эти контейнеры уменьшают занимаемую площадь при хранении на 50% по сравнению с традиционными бочками, наполненными маслом.

Системы генерации на местах: Мобильные электролизеры, которые производят металлический калий по требованию из хлорида калия, развертываются на удаленных горных работах, устраняя риски при транспортировке. Эти системы генерируют 10 кг/день с помощью солнечной энергии, поддерживая процессы извлечения металла на месте.

Воздействие на окружающую среду и экономика замкнутого цикла

Методы устойчивого развития снижают воздействие металлического калия на окружающую среду:

Замкнутый цикл переработки: гидрометаллургический процесс извлекает 95% калия из отработанных сплавов NaK, при этом 90% чистота достигается за счет экстракции растворителем. Это снижает зависимость от первичного хлорида калия, сокращая выбросы CO₂ на 60% по сравнению с первичным производством.

Углеродно-нейтральное производство: Исландские производители используют геотермальную энергию для электролиза, достигая углеродного следа 0,3 кг CO₂/кг K, что в 10 раз ниже, чем в среднем по миру. Этот зеленый калий сертифицирован в соответствии с Зеленым курсом ЕС для использования в системах возобновляемой энергетики.

Валоризация побочных продуктов: газообразный водород в результате калиево-водных реакций улавливается и используется в топливных элементах, вырабатывая электроэнергию для питания производственных объектов. Такой подход замкнутого цикла сокращает отходы при одновременном повышении энергоэффективности.

Технические характеристики и доступность

Степени чистоты:

Промышленный (99,5%): Для металлургии и производства сплавов, выпускается в слитках от 1 до 50 кг.

Батарея (99,99%): Сверхнизкое содержание натрия (<10 ppm) for PMBs, supplied as 100–500 μm foils.

Исследования (99,999%): Для синтеза квантовых точек, выпускается в виде гранул по 1–5 г в герметичных ампулах.

Основные свойства:

Температура плавления: 63,5°C; Температура кипения: 759°C.

Давление пара: 1 Па при 200°C.

Реакция с водой: 0,12 л H₂/г K (STP), управляется с помощью катализаторов для производства водорода.

Для получения технических данных, отчетов об устойчивом развитии или индивидуальных решений свяжитесь с нашей командой экспертов по щелочным металлам, которые специализируются на поддержке инноваций в энергетическом, аэрокосмическом и фармацевтическом секторах.

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.