ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы процесса электролиза воды из "Прикладная электрохимия" Водород является ценным сырьем, которое находит широкое и разнообразное применение. Мировое производство водорода в настоящее время составляет 30 млн. т в год. Более половины всего водорода используется в промышленности для синтеза аммиака. Значительные количества водорода расходуются в процессах гидрокрекинга и гидроочистки нефтепродуктов, синтеза метанола и в других процессах. [c.125] При электролитическом разложении воды вместе с водородом на аноде выделяется ки лopo , который находит широкое применение в черной и цветной металлургии, химической промышленности и других областях те ники. [c.126] Чистую воду подвергать электролизу нецелесообразно вследствие ее малой удельной электропроводности (4-10 Ом/м—для дистиллированной воды и l 10 Ом/м — для водопроводной). Поэтому электролитическое разло ение воды проводят в присутствии фонового электролита. Хотя минеральные кислоты при растворении в воде и образуют растворы, имеющие более высокие значения удельной электропроводимости, чем растворы щелочей, их, как правило, не используют в качестве фоновых электролитов в связи с агрессивно1 тью кислот и трудностями, возникающими при подборе мат(фиалов для изготовления электродов и электролизера. [c.126] Никелирование анода переводит его в пассивное состояние и делает нерастворимым в области потенциалов, при которых происходит выделение кислорода. [c.126] В качестве материала для изго овления катодов используется обычная сталь. В некоторых случаях для снижения перенапряжения водорода на поверхность катода наносят слой никеля, содержащий серу. [c.126] Вероятно, во всех случаях оптимальное значение электродных плотностей тока будет определяться соотношением между долями себестоимости, приходящейся иа сооружение цеха и электролизера и на расход электроэнергии (экономическая плотность тока). [c.127] Посторонние анионы, накапливающиеся в растворе, не участвуют в электрохимических реакциях за исключением ионов хлора, которые могут вызвать депассивацию анода. Накопление карбонатов, образующихся в результате поглощения диоксида углерода из окружающей атмосферы, допускается до значений, при которых существенно не уменьшается электропроводимость раствора. [c.127] Ионы железа, присутствующие в электролите, разряжаются на катоде с образовацием железной губки. Толщина губки в процессе электролиза увеличивается, слой ее достигает диафрагмы, вызывая ее металлизацию, вследствие чего на анодной стороне начинает выделяться водород. Установлено, что электроосаждение железа на катоде уменьшается при введении в раствор добавок хромата калия или натрия (2,5—3,0 г/л). Вероятно, в присутствии этих добавок на катоде образуется пленка из продуктов неполного восстановления хроматов, затрудняющая электровосстановление соединений железа. [c.127] Примеси, образующиеся в результате разрушения металлических частей электролизера и материала диафрагмы, могут забивать поры последней, вызывая некоторое повышение напряжения. [c.127] Температура. Электролиз водных растворов щелочей проводят при повышенных температурах с целью снижения перенапряжения, выделения газов и удельного сопротивления электролита. Между температурой, удельным сопротивлением и оптимальной концентрацией растворов щелочей существует зависимость (рис. 2.1). [c.128] Повышение температурного коэффициента и напряжения на электролизере при температурах выше 105°С связано с ростом газонаполнения. Электролиз при более высоких температурах щелочных растворов проводят при повышенных давлениях. [c.128] Вернуться к основной статье