Восстановление кислорода на электродах-сплавах

Как видно из табл. 2.3 и 2.4, плотности тока обмена восстановления Кислорода значительно ниже плотностей тока обмена ионизации водорода и предельных диффузионных плотностей тока кислорода. Поэтому выбор активного катализатора кислородного электрода для ТЭ исключительно важен. Катализ 1то-рами Кислородных электродов в щелочных растворах служат платина и палладий, их сплавы и серебро, а также активированный уголь. Каталитическую активность угля можно повысить введением оксидов некоторых металлов, например шпинелей №Со204,СоА1204,МпСо204 [10, с. 161 35, с. 131, 144, 145]. При температурах 200 С и выше активен литированный оксид никеля [7]. Катализаторами кислородного электрода в кислотных электролитах служат платина и ее сплавы и активированный уголь. Предложены также органические катализаторы - фтало-цианины и порфирины кобальта и железа, нанесенные на углеродистую основу [10, с. 161 11 47 66, с.60]. С помощью термообработки удалось значительно повысить их стабильность [11, 47]. Воздушные электроды, содержащие термически обработанные Органические комплексы, устойчиво работали при плотности тока 300 А/м свыше 3000 ч (9 10 А ч/м ) - [78, с. 157]., [c.70]

В промышленности, однако, 8Ю2 восстанавливают углеродом в электрической дуге между графитовыми электродами. Результат восстановления силиката железа — сплав кремния с железом (ферросилиций) — используется в производстве стали для ее раскисления (удаления кислорода) и легирования, а также для производства металлов (Са, Ме, 2г, редкоземельных элементов) из оксидов (силикотермия). [c.148]

Высокие электродные потенциалы, которые должен выдерживать электрокатализатор восстановления кислорода без заметного разрушения, ограничили выбор катализаторов (за некоторыми исключениями) благородными металлами и их сплавами. Лучшим катализатором восстановления О2 считали платину, но фактически плотность тока обмена на Pt так же, как и на электродах из дру- [c.426]

Причин релаксации потенциала к исходному значению может быть несколько снижение Приэлектродной концентрации ионов Ад+ за счет их отвода от электрода в объем раствора протекание побочного электрохимического процесса восстановления кислорода, образования оксида необратимая адсорбция катионов Ag+, сопровождающаяся полным или частичным переносом заряда на поверхности сплава с образованием монослоев ад-атомов серебра увеличение поверхностной активности серебра в сплаве. [c.98]

В данной главе рассмотрены различные аспекты проблемы определения механизма реакции. Обсуждаются факторы, оказывающие каталитическое воздействие на ионизацию кислорода. Особое внимание уделено определению состояния поверхности электрода как функции потенциала и зависимости механизма от состояния поверхности электрокатализатора. Рассматривается природа некоторых стационарных потенциалов, которые часто наблюдаются на благородных металлах. Часть главы посвящена платиновым электродам и электродам из других благородных металлов и их сплавов, но включены также и некоторые иные электродные материалы и новые катализаторы для восстановления кислорода. Обсуждается применение некоторых новых методик для исследования кислородного электрода. [c.347]

Восстановление кислорода на электродах-сплавах [c.379]

Катализаторами электрохимических реакций служат металлы и полупроводники. Наиболее широкое примене -ние нашли -элементы и особенно металлы платиновой группы, никель и серебро. Установлено, что сплавы некоторых металлов обладают более высокой каталитической активностью, чем чистые металлы. Например, сплав платина-рутений имеет более высокую каталитическую активность в реакциях электроокисления водорода и метанола, чем платина и рутений. Вместе с тем в последние годы обнаружены катализаторы из числа боридов, карбидов, сульфидов и окислов металлов. Так, борид никеля и карбид вольфрама оказались хорошими катализаторами электроокисления водорода и гидразина, а окись вольфрама и бронза (Ыаж Оз, где х—переменное число) — катализаторами восстановления кислорода. Поскольку число сплавов и полупроводниковых соединений очень велико, то весьма широк и круг перспективных катализаторов. Круг возможных катализаторов сужается при учете их стойкости в условиях работы электрода, электропроводности и стоимости. [c.25]

Рис. 7. Восстановление кислорода на электродах из сплава 10% (75% Ки+25% Ta)-f +90% А1, полученного в дуговой (I) и индукционной (2) печах.

Случай, когда материалы в сплаве представляют собою механическую смесь. Опустим такой сплав в раствор, на нем возникает система короткозамкнутых гальванических элементов. Компонент сплава, обладающий в данных условиях более отрицательным потенциалом, будет растворяться с образованием положительно заряженных ионов в растворе на участках компонента с более положительным потенциалом будут идти процессы восстановления за счет электронов, освободившихся на отрицательных участках. Такими процессами восстановления могут быть разряд ионов водорода, восстановление растворенного в электролите кислорода с образованием ионов ОН и др. При движении электронов в таких короткозамкнутых системах их электроды будут поляризоваться катодные участки будут становиться более отрицательными, анодные — несколько более положительными (рис. 82) движение электронов, т. е. сила тока внутри элемента будет возрастать до тех пор, пока не установится некоторый средний потенциал ср ср и соответствуюш,ая ему максимальная сила тока г тах (для простоты мы пренебрегаем омическим сопротивлением такого короткозамкнутого элемента). [c.172]

Поскольку реакция сопровождается выделением кислорода, скорость ее, очевидно, в значительной степени определяется величиной перенапряжения кислорода. Ясно поэтому, что добавка серебра, вызывающая существенное снижение величины перенапряжения кислорода на свинце и свинцово-сурьмяном сплаве, должна в то же время способствовать возрастанию скорости процесса восстановления двуокиси свинца на поверхности электрода. Снижение кислородного перенапряжения при введении в сплав серебра является важной причиной, обусловливающей высокую коррозионную стойкость свинцовых сплавов, легированных серебром. [c.58]

ВАВ6 с размером частиц 42—75 мк уже при 0,6 ати обладал достаточной проницаемостью по кислороду. Несмотря на то что на I вес. ч. серебряного сплава было взято лишь 2 вес. ч. железного опорного скелета, электрод обладал хорошей механической прочностью. Активация проводилась вначале при комнатной температуре, а затем в кипящей концентрированной КОН. При этом электролит окрашивался в коричневый цвет и выпадали гидроокиси железа. Даже после четырехдневной обработки в кипящей КОН скорость выделения водорода не уменьшилась. Несмотря на такую сильную коррозию, электрод не потерял своей механической прочности. При давлении кислорода 0,6 ати и комнатной температуре в 5-н. КОН указанный электрод имел стационарный потенциал лишь —330 мв по отношению к обратимому кислородному электроду, т. е. потенциал, характерный для восстановления кислорода на железном электроде. Насколько такое поведе- [c.374]

В работе [37] сопоставлена активность в реакции восстановления кислорода в 3 М Н2504 угольных электродов, содержащих 2,5 вес.% (10 мг/см ) различных платиновых металлов или их сплавов. Активность катализаторов уменьшается в ряду Р1> >Р(1>Ки>НЬ> 1г 0з. Активность сплавов Р1—Рс1, Р1—Ни и Р1—Аи проходит через максимум при 30—35 ат.% Рс1, 5— 8 ат.7о Ри и 50 ат.% Аи. Активность при оптимальном составе сплава приблизительно на 20% выше активности платины. Эти данные носят, однако, не более чем качественный характер, так как в работе не контролировалась величина удельной поверхности и поверхностный состав сплава. В щелочном электролите электрокаталитическая активность углеродных материалов, промотированных серебром, приближается к активности платиновых осадков [38]. [c.179]

Если процесс восстановления кислорода протекает через образование перекиси водорода, то в качестве катализаторов кислородного электрода эффективно применять катализаторы разложения перекиси водорода серебро, кобальт, активированный уголь, окислы вольфрама, хрома и никеля. Активным катализатором восстановления кислорода является серебро. Скорость процесса значительно возрастает на скелетных серебряных катализаторах благодаря увеличению удельной поверхности и, возможно, константы скорости реакции [Л. 4]. Скелетные катализаторы получают выщелачива-нием сплавов серебро-алюминий, серебро-цинк и серебро-магний. Высокую удельную поверхность и активность имеют порошки серебра, полученные восстановлением щавелевокислого серебра, [Л. 32]. [c.80]

На рнс. 2 показано влияние количественного содержания алюминия в исходном сплаве на ход поляризационных кривых. Введение в сплав 807о алюминия вместо 50% намного снижает поляризацию электрода как в процессе ионизации водорода, так и при катодном восстановлении кислорода. Иа основании полученного результата поиски активного катализатора огра- / [c.135]

Полученные методом снятия поляризационных кривых характеристики рутеиий-танталовых электрокатализаторов ренеевского типа позволяют сделать заключение, что такие катализаторы могут быть применены для процессов электрохимического восстановления кислорода и окисления водорода, однако поляризация электродов при этом существенно выше по сравнению с платиной, особенно на кислородном электроде. Снижение полярнзации может быть достигнуто путем изготовления сплава, оптимального по соот-нопгению исходных компонентов. По предварительным данным, таким сплавом, позволяющим получить катализатор с максималь- [c.139]

Наиболее оптимальным источником тока мог бы быть ХИТ, использующий реагенты непосредственно из организма. В организме в принципе имеются все компоненты, необходимые для работы ТЭ кислород, поступающий в кровь при дыхании, восстановители, например глюкоза, и плазма крови, являющаяся электролитом. Поэтому проводятся разработки таких ТЗ [6, 22, т. 2, 42]. Исследования показали, что плазма крови не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к электролиту ТЭ, так как имеет pH, близкий к 7, и малую буферную емкость. Восстановление кислорода при таких значениях pH происходит с малыми скоростями, из-за малой буферной емкости крови при работе элемента происходят зйметное подщелачивание электролита у катода и подкисление его у анода. Это приводит к разрушению некоторых компонентов крови и уменьшению напряжения элемента. Поэтому более перспе1ктнвны элементы, у которых имеется собственный электролит, например ионообменная мембрана. Кислород проникает в элемент через мембрану, проницаемую для этого газа, например через диметилсиликоновую пленку. Восстановитель также поступает в элемент из организма через мембрану. Например, для глюкозы может быть использована целлюлозная пленка. Продукты реакции вода, СОг и др. — должны выводиться из ТЭ. Весьма сложной задачей является создание электродов ТЭ, которые должны быть активными, селективными, коррозионно-стойкими и нетоксичными. Хотя предложено несколько электродов, например сплав Au—Pd, однако они при работе отравляются, соответственно ресурс элементов невелик. Как видим, при разрабоп е ТЭ встретились очень большие трудности, и перспектива их преодоления пока не ясна. [c.168]

Ряд других исследований с использованием этого и близких методов выполнены Некрасовым и Мюллером [412-414] и Бокрисом и Дамьяновичем и сотрудниками на платине [407, 409, 410], родии [408] и сплавах из благородных металлов [ 406]. Анодные и катодные свойства промежуточных продуктов можно также исследовать с помощью дискового электрода с разрезным кольцевым электродом. Его применяли для изучения механизма растворения-осаждения при образовании анодных пленок, например, окислов серебра и РЬЗО . Кулоностатические [415] эксперименты по восстановлению остаточного кислорода проведены Смитом и Делахеем [416]. Мы не будем далее рассматривать выводы и подробности обсуждения механизмов реакции, исследованных этими методами, поскольку настоящая глава посвящена в первую очередь описанию методов. [c.541]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология