Энергетический баланс ячейки

Материальный и энергетический баланс ячейки [c.113]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ЯЧЕЙКИ [c.36]

В табл. 2-9 приведены результаты подсчета энергетического баланса ячейки электролизера ФВ-500 с электролитом из раствора [c.110]

Напряжение на электролизере с МИА мало изменяется в течение его работы. Потери напряжения на преодоление омического сопротивления анода, плотность тока на аноде, анодный потенциал, межэлектродное расстояние и потери напряжения в электролите в течение работы электролизера с МИА остаются постоянными, в отличие от электролизеров с графитовыми анодами, у которых по мере износа графита все эти составляющие энергетического баланса возрастают, обусловливая непрерывный рост напряжения на ячейке. [c.153]

Одной из наиболее важных технических проблем прикладной электрохимии является правильный выбор материала и конструкция электродов. От решения этих задач зависят во многом конструкция электролизера, энергетический баланс электролитической ячейки и расход электрической энергии, а также направление и селективность протекания электродных процессов. Продукты коррозии электродов могут загрязнять электролит и конечные продукты электролиза п вызывать ряд побочных, вредных процессов. [c.10]

В процессе электролиза по мере износа электродов увеличивается электрическое сопротивление электрода и межэлектродное расстояние, что существенно влияет на величину напряжения электролитической ячейки. При этом изменяется энергетический баланс электролитической ячейки, ее температурный режим, и поддерживать оптимальные условия процесса становится трудно. Замена электродов новыми вызывает перерывы производственного процесса и требует больших затрат труда. Продукты коррозии электродов загрязняют электролит и целевые продукты электролиза, снижая их качество, что вызывает необходимость дополнительных производственных операций па очистке. Такие осложнения возможны при электрохимическом получении хлора и каустической соды, а также хлоратов с использованием графитовых анодов. [c.15]

Температурный коэффициент при данной величине напряжения на ячейке изменяется в зависимости от применяемой плотности тока. Это явление связано с тем, что различные составляющие энергетического баланса напряжения по-разному изменяются с повышением температуры. Так, термодинамически обратимое значение потенциала разложения очень мало зависит от нее, а перенапряжение выделения водорода на катоде и кислорода на аноде и потери напряжения на преодоление сопротивления [c.61]

Скорость протока рассола через диафрагму, плотность тока на диафрагме, концентрация щелочи в католите и выход по току связаны между собой. Опубликовано много работ, посвященных созданию математической модели электролизера с фильтрующей диафрагмой, с помощью которой можно рассчитать выход по току, состав анолита и католита, концентрацию компонентов электролита в различных точках ячейки, напряжение на электролизере и распределение потенциала, а также материальный и энергетический баланс электролизера в зависимости от различных условий [c.178]

Процесс распаривания электронов требует определенной затраты энергии (А ), и, казалось бы, он невыгоден . Но для. учета энергетических соотношений нужно рассмотреть весь баланс образования связей. Дело в том, что при переходе одного из электронов 2з в состояние (ячейку) 2р получается состояние атома, в котором он проявляет четырехвалентное состояние. Такой атом способен образовать уже не две, а четыре связи. При образовании химической связи обычно выделяется энергия, поэтому появление двух новых валентностей приводит к выделению дополнительной энергии, которая превосходит энергию / Е, затраченную на распаривание 2з электронов. [c.73]

В табл. П-5 приведены результаты подсчета энергетического баланса ячейки электролизера ФВ-500 для температур в интервале 90—110° С, проведенного Г. В. Палецким с сотр. Для упрощения расчета принято, что потери напряжения в проводниках первого рода, диафрагме и контактах не изменяются в исследуемом интервале температур. Температурный коэффициент газонаполнения принят по данным, приведенным на стр. 56 (обозначения составляющих баланса см, стр. 37). [c.62]

Потеря напряжения на преодоление электрического сопротивления электролита в электролизерах для получения гипохлорита значительно выше, чем сумма потерь напряжения в электролите и на диафрагме или на ионообменной мембране в электролизерах для получения хлора, из-за высокого электрического сопротивления электролита с низкой концентрацией поваренной соли при пониженной температуре. Потеря напряжения в электролите обычно является главной составляющей энергетического баланса ячейки, в значительной степени определяющей общее значение напряжения на ячейке электролизера. Снижение плотности тока позволяет уменьшить электродные потенцй алы и в большой степени потери напряжения в электролите, однако, оно связано с пропорциональным уменьшением производительности установки. [c.18]

Твердый электролит работает с униполярной проводимостью аналогично катионообменной мембране. При активации катода платиной (1—5 мг на 1 см поверхности электрода), при применении анода из смеси оксидов металлов и толщине мембраны 0,3 мм получено напряжение на ячейке 2 В при плотности тока 20 кА/м и 50 °С. Ожидается, что при повышении температуры до 150°С и уменьшении толщины мембраны до 0,15 мм возможно снижение напряжения на ячейке до 1,6—1,75 В [96]. В энергетическом балансе ячейки существенную роль играет электрическое сопротивление мембраны, которое в испытуемых образцах составляло 0,14 Ом-м. При разработке мембран с большей электропроводимостью можно улучшить энергетические характеристики ячейки. [c.93]

Существенное значение для энергетического баланса электролитической ячейки имеет сопротивление твердого электролита особенно в процессе интенсивной работы при высоких плотностях тока. Применяемые в настоящее время твердые электролиты на основе 2гОг имеют сравнительно высокое удельное сопротивление, которое существенно зависит от модифицирующих добавок и температуры. Электропроводимость смешанных оксидных электролитов, содержащих добавки иттербия, выше, чем электролитов с добавками одного иттрия, но последняя добавка более доступна и менее дорога. Смешанные электролиты состава (ZrOg) ( гОз) при с=0,08—0,12 при 800 °С имеют удельное сопротивление 0,32 Ом-м, при 1000°С—0,05 Ом-м и при 1500°С 0,01 Ом-м [12, 94], т. е. выше, чем растворы КОН и NaOH оптимальных концентраций. При 80—90°С удельное сопротивление этих растворов составляет соответственно 0,007 и 0,009 Ом-м. Несмотря на это процесс электролиза с твердым электролитом может быть осуществлен при более низком напряжении на ячейке, чем в электролизерах с водными растворами электролитов. Это объясняется снижением теоретического напряжения разложения воды при повышении температуры, уменьшением практически до незначительной величины перенапряжения на электродах и возможностью уменьшения толщины слоя электролита до 0,25—0,50 мм. Разработка твердых электролитов с меньшим удельным электрическим сопротивлением позволит интенсифицировать процесс электролиза и снизить потери напряжения на ячейке. [c.92]

Для увеличения стоягцих в числителе уравнений (6.1) или (6.2) величин (а вместе с тем и к.п.д.) необходимо прежде всего снизить перенапряжение на электродах ячейки (т. е. выбрать хорошо обратимую окислительно-восстановительную систему в растворе). Это следует из энергетического баланса процесса преобразования энергии, который, по аналогии с (3.2) для фотоэлектролиза, можно записать как [c.136]