Структурные и электрохимические характеристики пористых электродов

Структурные и электрохимические характеристики пористых электродов 6.3.1. Жидкостные электроды [c.227]

Рис. 20. Структурные и электрохимические характеристики пористых кислородных электродов, изготовленных из сферических частиц различного размера [26]

Исследование механизма генерации тока в реальных пористых электродах связано с рядом трудностей, обусловленных как сложностью структуры пористой среды, в которой протекают исследуемые процессы, так и многостадийностью суммарного электродного процесса. Выяснить лимитирующую стадию процесса непосредственно на пористых электродах не удается, так как электрохимические характеристики тесно связаны со структурными. Определенную помощь могут оказать модельные системы с распределенными параметрами, как, например, частично погруженные в раствор электроды. [c.72]

Описание работы пористого газового электрода — сложная задача. Трудности связаны с тем, что процесс генерации тока, состоящий из целого ряда стадий, локализован в пористом катализаторе сложной структуры. Газовый электрод — это трехфазная система с распределенными параметрами, поэтому основой для его количественного описания является теория капиллярного равновесия, изложенная в гл. 4. При развитии теории газовых электродов мы будем опираться па результаты гл. 6, касающиеся процессов переноса, а также на теорию и экспериментальные данные по электрохимическим явлениям в простейших распределенных системах, которые моделируют элементарные структурные единицы пористого катализатора. После изложения основных методов описания пористых электродов проанализированы некоторые расчетные модели, а именно — модель цилиндрических капилляров, пересекающихся пор, модель уложенных сфер. Па основе решеточной модели подробно описана работа кислородного электрода. Обсуждаются характеристики электродов с регулярной структурой. [c.281]

Интересно проанализировать зависимость электрохимической активности электрода от давления, которая определяется функциями % vl к. С ростом давления содержание жидкости в электроде падает, так что х убывает (9.67). Величина к может быть представлена в виде произведения двух функций (9.85), первая из которых убывает с ростом давления, а вторая — полное число пересечений газовых и жидких пор согласно (9.84), имеет максимум, так как является произведением монотонно убывающей и монотонно возрастающей функций. Такой вид функции N 2 р) физически очевиден. Следовательно, ток как функция давления имеет максимум, положение которого зависит от структурных характеристик пористой среды. [c.311]

Оценим величину электрохимической активности еще одного возможного варианта электродов с регулярной структурой и ее зависимость от структурных характеристик. Предположим, что электрод с регулярной структурой выполнен способом, указанным на рис. 213. Между слоями пористого катализатора толщиной А , длиной I и шириной 1 см образуются зазоры (газовые поры) толщиной А . Поры катализатора пропитаны электролитом. I — -кривые для отдельного пористого слоя толщины А можно рассчитать по уравнению (8.109). Умножив ток, генерируемый в отдельном слое, на число слоев, приходящихся на 1 см внешней поверхности электрода [эта величина равна 1/(А Аа)], найдем электрохимическую активность электрода и ее зависимость от длины слоев катализатора /, Результат расчета приведен на рис. 214. Предполагалось, что удельная поверхность катализатора 8 = 2-10 см , ток обмена г, , = 4,5- [c.307]

Обсуждая модель цилиндрических капилляров, мы ограничились анализом поляризационных характеристик отдельных механизмов при ма.1 ых и больших потенциалах. Это позволило отобрать те варианты, которые приводят к токам, согласуюш,имся по порядку величины с наблюдаемыми в реальных электродах. В результате анализа было показано, что в модели цилиндрических капи.лляров удовлетворительным является только пленочный механизм генерации тока. Остается, однако, неясным, каковы детали этого механизма, а именно, каков режим генерации тока в пленке и какова степень участия внутренней поверхности микропор в этом процессе. Вопросы эти чрезвычайно важны, так как от ответа на них зависят способы интенсификации процесса. В поисках ответа естественно прежде всего обратиться к анализу формы поляризационных кривых, которые схематически изображены иа рис. 211 на основе результатов гл. 7 и 8. Кривые 1 и 2 отвечают смешанному режиму при разных формах ми-крокинетики, кривая 3 — внешнедиффузионному. На кислородных электродах обычно реализуются поляризационные характеристики типа 1, а в водородных — типа 2. Внешиедиффузионный режим на пористых электродах не наблюдается. Более детальных сведений о механизме процесса из поляризационных кривых получить не удается. Серьезный анализ механизма генерации тока возможен только иа основе параллельных исследований структурных, капиллярных и электрохимических характеристик серии электродов различно структуры. В литературе чаще всего встречаются расчеты, не подкрепленные экспериментальными данными. При этом подавляющая часть работ по теории газовых электродов выполнена в модели цилиндрических пор [54—67] и вопрос о зависимости тока от [c.304]

Однако не установлено прямого соответствия между величинами, характеризующими вторичную структуру гидрата, и электрическими показателями. Решение этой проблемы представляет весьма сложную задачу, так как в электрохимических реакциях может участвовать не вся, а лишь эффективная или контактная новерхность. Кроме того, необходимо учитывать другие факторы, также определяющие коэффициент использования никеля, в частности, наличие примесей в электроде 4]. Для установления связи между структурными и электрохимическими характеристиками окисноиикелевого электрода требуется накопление большего числа экспериментальных данных о характере его пористой структуры и влиянии на нее различных факторов. [c.119]

В числе других факторов, оказывающих существенное влияние на работу электродов, важная роль принадлежит характеру их пористой структуры. Рядом авторов [7, 8] показано, что от пористости зависят концентрационная поляризация, омичеокое сопротивление и распределение тока внутри порошкового электрода. С нею связаны явления диффузии и ско рость электрохимических реакций. Между тем, до недавнего времени в литературе имелось лишь несколько работ, посвященных изучению структуры активных масс щелочного аккумулятора ламельной конструкции и ее изменений в процессе работы а ккумулятора [[9—11]. В работе [9] была впервые описана вторичная структура гидрата закиси никеля, используемого в качестве активной массы положительного электрода. На основании структурно-адсорбционных характеристик показана. его принадлежность к крупнопористым адсорбентам с иреобладанием пор переходных размеров. Автора1ми [9, 10] [c.118]