Методы описания пористых электродов

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]

Методы описания пористых электродов [c.288]

Сборник содержит обзорные статьи по теории работы топливных элементов, позволяющих осуществлять непосредственное превращение химической энергии топлива в электрическую. Рассматриваются методы макроскопического описания пористых электродов с учетом большого числа транспортных и кинетических стадий, модельные системы, капиллярные явления, кинетика электрохимических превращений на гладких электродах. Большое внимание уделено кинетике и механизму электровосстановления кислорода на металлах-катализаторах (металлах платиновой группы, серебре, никеле и на сплавах серебро — никель), широко используемых в электрохимических генераторах. Описывается механизм окисления в топливных элементах таких перспективных видов топлива, как метан, метанол, муравьиная кислота и гидразин. [c.2]

В связи с этим были изготовлены методом горячего прессования также угольные электроды из смесей порошка активированного угля с порошком полиэтилена при описанных выше условиях. Электрод №83, например, состоял из 5,8 вес. ч. угля, 1 вес. ч. полиэтилена и 0,54 вес. ч. лимонной кислоты. Пористость электродов обеспечивалась растворением лимонной кислоты в воде. Омическое сопротивление более чем на порядок превышало сопротивление электрода № 91. Поэтому в электрод № 87, по составу соответствующий электроду № 83, была запрессована никелевая сетка диаметром 38 мм с отверстиями в свету 42 мк. Сетка располагалась точно на одинаковом расстоянии от боковых поверхностей электрода. Таким путем омическое сопротивление снижалось примерно в 30 раз и, кроме того, значительно улучшалась механическая прочность. Поляризационная характеристика указывает на посредственную работу электрода № 87 (см. фиг. 130). Довольно положительный стационарный потенциал мог быть вызван запрессованной никелевой сеткой. [c.377]

Анализ растворов с применением медных электродов (метод медной искры) [1090] достаточно подробно описан в монографии [244]. В ряде работ [332, 959, 1285] для определения следовых со держаний примесей использовали искру между графитовыми или угольными электродами. При этом для устранения пористости электроды пропитывали раствором полистирола в бензоле [270" либо раствором парафина в четыреххлористом углероде [959 Угольные или графитовые электроды во многих случаях предпочтительнее металлических, нестойких по отношению к анализируемым растворам, содержащим значительное количество кислот. Значения абсолютных пределов обнаружения примесей, достигаемые в указанных методах, приведены в табл. 23, а относительных пределов обнаружения — в табл. 24 (см. также [959, 1256]). [c.205]

Газовый пористый электрод представляет собой пористый катализатор, частично заполненный газом, частично — раствором электролита. Если раствор полностью смачивает матрицу, то для поддержания равновесного заполнения необходимо сообщить газу избыточное давление. Электрохимические измерения показывают, что полный ток, генерируемый пористым электродом, существенно зависит от перепада давления [36—43]. Это свидетельствует о том, что относительное содержание жидкости и газа в пористом катализаторе имеет решающее значение для осуществления оптимальных условий работы электрода. Таким образом, газовый пористый электрод представляет собой существенно трехфазную систему, что значительно осложняет анализ его действия. Проще и нагляднее выглядит описание двухфазной системы — жидкостных пористых электродов. Поэтому мы начнем с изложения основ теории жидкостных электродов, имея в виду, что в дальнейшем при анализе газовых электродов будут использоваться те же идеи и методы. Мы будем обращать особое внимание на те моменты, которые являются специфичными для каждой из этих двух систем. [c.288]

Метод определения размеров пор проницаемых спеченных материалов -фильтров, самосмазывающихся подшипников, пористых электродов и других деталей с единой сетью пористости - описан в ГОСТ 26849. Этот метод называется пузырьковым, и его применяют для контроля качества, но не для определения марки фильтров и не для точного определения размеров пор и распределения их по размерам. [c.91]

Ниже описан новый метод исследования таких систем, который позволяет разобраться в электрохимическом поведении отдельных электродов, построить для них реальные коррозионные диаграммы и рассчитать ток элементов [44]. В основу метода положена следующая гипотеза. Если в покрытии, отличающемся по потенциалу от основы, имеются поры, заполненные электролитом, и омическое падение потенциала в порах невелико, то начальные потенциалы электродов должны измениться за счет поляризации появившимся в системе током. При больших омических падениях потенциала в порах, соизмеримых с начальной разностью потенциалов электродов, система окажется практически разомкнутой и при любой толщине покрытия (пористости) будет промеряться потенциал металла покрытия. Сравнивая потенциалы отдельных электродов и потенциал системы, который будет находиться в промежутке между ними, можно судить о характере поляризации электродов, контролирующем факторе коррозии и пористости системы. [c.105]

Кулонометрический метод широко используют для контроля содержания кислорода в газовых средах, В работе [706] описан вариант ПИП, отличающийся более низким пределом обнаружения [1-10 о/о (объемн.)] и малым размером. ПИП состоит из рабочего и вспомогательного электродов, пористой диафрагмы, разделяющей электроды и содержащей в порах раствор электролита, источника постоянного тока и регистрирующего прибора. Твердые рабочий и вспомогательный электроды могут быть изготовлены из нержавеющей стали, тантала и т. п. Рабочий электрод в виде пористого листа, проволочной спирали или сетки поляризуют от внешнего источника тока до потенциала—0,5--1,0 В. [c.103]

Кислород. Рассмотрены теоретические и практические аспекты амперометрического определения кислорода в природной воде и сточных водах с использованием диафрагмового зонда. При разработке методики амперометрического определения растворенного кислорода в воде автором работы [57] был использован пористый Ag-электрод, чувствительность метода составляет 5 мкг/л при скорости титрования 6,2-10 мл/сек. В работе [58] измерение диффузионного тока заменено определением потенциала электрода через известное сопротивление. Описанный метод применим как для периодического, так и для непрерывного определения кислорода в воде. [c.163]

В литературе описаны методы спектрального определения примесей в титане. Некоторые из них предусматривают переведение металла в раствор и последующий анализ с пористым или вращающимся электродом при возбуждении в искровом источнике [5—8]. В других методах металл переводят сжиганием или растворением и прокаливанием в двуокись, которую подвергают анализу в дуговом источнике [5, 9]. В большинстве-спектральных методов, ввиду сложного спектра титана, обычно рекомендуют применять спектрографы с большой дисперсией [10]. Ш. Г. Меламедом [11] описан метод, позволяющий определять в титане 22 элемента количественно — 81, Mg, Ге, А1, V, Са, Р, ХЬ и полуколичественно — N1, Сг, Со, Си, Ag, Мо, Та, Мп, РЬ, Ав, 8Ь, 8п, В1. [c.108]

Описанным выше методом (в ячейке с запорным слоем) были исследованы пористые никелевые основы отрицательных электродов. Типичная интегральная кривая приведена на рис. 2. [c.34]

В 9.2 изложены описанные в литературе методы расчета ряда моделей газовых пористых электродов. Проведен последовательный расчет регулярных моделей, основанный на результатах гл. 7 и 8. Сопоставление различных механизмов генерации тока показало, что область протяженной пленки на поверхности газовых пор в регулярной модели дает основной вклад в электрохимическую активность электрода. При этом необходимо учит]лвать роль мелкопористых слоев, так как они не то.тько шунтируют омическое сопротивление, но и увеличивают эффективную поверхность реакции. В случае коротких пленок основную роль начинает играть диффузия вглубь жидких пор, но в модели параллельных капилляров полный ток чрезвычайно мал. [c.328]

Наконец, пористые металлические катализаторы можно получать непосредственным спеканием порошкообразного металла, иногда с использованием других веществ, например буры, которая способствует сохранению пористости образца. Образующие порошок частицы металлов имеют размер порядка микрометра такие порошки могут на воздухе самоокисляться (т. е. обладать пирофорными свойствами), что затрудняет работу с ними. Монолитные пористые катализаторы, полученные описанным способо.м, применяются как электрокатализаторы в топливных элементах некоторые аспекты такого их применения обобщены Бэконом и Фраем [150]. Обычно используемый водородный электрод щелочного топливного элемента состоит пз пористого никеля, по-видимо.му сплавленного с другими металлами, например железом, молибденом или титаном, и для повышения электрокаталитической активности покрытого дисперсными металлами— никелем, платиной или палладием, нанесенными обычным методом пропитки и восстановленными водородом. На практике для регулирования процессов переноса жидкости и газа необходим тщательный контроль пористой структуры электродов. [c.232]

В качестве индикаторного электрода применяют электрод из металлического серебра [13, 76, 104, 152, 276, 320, 532, 538, 703, 818, 872, 929]. Электродами сравнения служат нормальный каломельный (НКЭ) [76, 104, 320, 818], сульфатнортутный [794], хлорсеребряный [276, 532, 872], стеклянный [929], амальгамированный золотой [538]. В работе [318] описан метод с использованием серебряного электрода сравнения. В этом случае электроды индикаторный и сравнения разделяют пористой стеклянной перегородкой и в отсек электрода сравнения помещают раствор азотнокислого серебра определенной концентрации. [c.91]

В настоящей работе исследуется поведение титан-двуокисно-марганцевых анодов в сульфат-хлоридных электролитах в широком диапазоне концентраций соляной и серной кислот. Электроды изготавливали путем термического разложения азотнокислого марганца на титане по технологии, описанной ранее [1]. Толщина слоя двуокиси марганца 0,9—1,0 мм, пористость около 20%. Коррозионная стойкость анодов оценивалась по количеству марганца, перешедшего в раствор, которое определялось фотометрическим способом. Падения напряжения в слое МпОг и в контакте титан — двуокись марганца измеряли посредством зондов [2], состав газа, выделяющегося на аноде,— хроматографическим методом [3]. [c.91]

Применение непрерывного электрофореза без носителя, т. е. в свободном растворе [150, 151], для разделения неорганических ионов, по-видимому, затруднительно из-за появления турбулентных, конвекционных и других потоков. По той же причине, вероятно, невозможно применение электроконвекции [152—154]. Однако для разделения разноименно заряженных ионов или нейтральных и заряженных частиц в крупном масштабе, очевидно, можно воспользоваться аппаратом Добри и Финна [155, 156]. В этом аппарате разделяемая смесь подается в виде широкой тонкой ленты в электролитный раствор, проходящий вверх в ламинарном потоке между вертикальными электродами. При наложении потенциала одна лента разделяется на несколько полос, соответствующих индивидуальным компонентам смеси, и при благоприятных условиях они достаточно хорошо разделяются и могут быть собраны в верхней части аппарата. Электроды отделяются пористыми стенками. Интересным является метод непрерывного электрофореза, описанный Колином [157], в котором конвекционные потоки исключаются благодаря электромагнитному вращению кольцевого горизонтального столбика электролита. Однако предложенный аппарат довольно сложен. [c.76]