Электрод двухслойный с запорным слоем

При однослойных электродах значительная часть газа барботирует в раствор, и степень использования топлива в реакции токообразования составляет всего 15%. Чтобы исключить потери газа, электроды снабжены запорным слоем. В этом случае со стороны жидкости электрод имеет дополнительный тонкий слой спеченного никеля с мелкими порами, в которых капиллярное давление превышает избыточное давление газа. Во время работы эти поры остаются заполненными электролитом. Двухслойный электрод с запорным слоем обеспечивает выход тока, близкий к 100%. [c.53]

Другой разновидностью ДСК-электродов, имеющей большое значение, являются вентильные электроды. Под ними понимают двухслойные электроды, мелкопористый запорный слой которых со стороны электролита вьшолняется из материала, характеризующегося при электролизе высоким перенапряжением, например из меди. Если на такой вентильный электрод, схематически представленный на фиг. 12г, наложить, используя любой противоэлектрод, катодную нагрузку при напряжении, несколько превышающем обратимую эд. с. Е = 1,23 в, то в равновесных порах рабочего слоя на газовой стороне электрода, обладающих благодаря каталитической активности стенок минимальным перенапряжением, начнется электролитическое выделение водорода. Водород не может улетучиваться в электролит, так как в узких порах запорного слоя создается слишком высокое капиллярное давление. Поэтому сухой водород поступает к тыльной стороне электрода под давлением, равным капиллярному давлению в запорном слое. Выделяющийся при эксперименте Нг имел давление до [c.96]

Поскольку электродные токообразующие реакции протекают на границе раздела фаз электролит — газ — твердое вещество (электрод) , необ.ходимо обеспечить длительное сохранение трехфазного раздела, в противном случае элемент выйдет из строя. Это условие выполняется при использовании двухслойных пористых электродов, причем пористость мелкодисперсного запорного слоя, обращенного к электролиту, создается такой, чтобы обеспечить равновесие между давлением газа и капиллярным давлением электролита. Стабилизация равновесия в процессе работы элемента обеспечивается гидрофобизацией электрода путем введения в угольную пористую массу фторопласта, парафина, воска. [c.257]

Двухслойный ДСК-электрод изготовляется следующим образом. Сначала в матрицу помешается смесь порошков рабочего слоя (как это описано в разд. 4.115). Затем на нее равномерно засыпается смесь порошков запорного слоя. Запорный слой делается по возможности максимально тонким и не плотнее, чем это необходимо. Капиллярное давление в нем должно быть лишь на несколько десятых атм выше, чем рабочее давление в рабочем слое. При снятии электрических характеристик таких двухслойных ДСК-электродов оказалось [7], что поляризация у них больше, чем у однослойного электрода, изготовленного из того же материала, что и [c.101]

Первым разработал ТЭ со свободным электролитом и технически приемлемыми характеристиками Ф. Бэкон [Л. 34]. Им были предложены двухслойные металлокерамические электроды, запорный слой которых содержал узкие поры, активный слой — щирокие поры. Материалом электродов служил никель. Для повышения коррозионной стойкости кислородный электрод окислялся, для [c.91]

Фирма Сименс Л. 46, 47] на основе скелетных катализаторов Юсти (никель на аноде и серебро на катоде) разработала двухслойные электроды, у которых запорным слоем служит асбест. Катализатор наносится на асбест седиментационным осаждением, при этом зерна малых размеров располагаются около асбеста, а зерна крупных размеров — в слое около газовой стороны. Это существенно улучшает транспорт газа и расширяет зону реакции. Токоотводом в электроде служит сетка. В одном из вариантов в состав активного слоя вводилось связующее вещество — гидрофильный латекс. Электроды имели толщину 0,75 мм, содержали 50 мг/см катализатора. Для улучшения активности электроды окислялись на воздухе и затем восстанавливались в атмосфере водорода при 300 °С. Стабильность скелетных никелевых катализаторов увеличивалась путем введения в исходный катализатор 15% молибдена и 1% титана. Такие электроды могли работать при комнатной температуре и плотности тока 100 мА/см более 8 500 ч. При общей толщине ТЭ 3,5 мм получена плотность мощности 175 мВт/см2 при комнатной температуре и 500 мВт/см при 60 °С. Фирма разработала и испытала несколько ЭХГ. Водородно-кислородный ЭХГ мощностью 25 Вт в течение трех лет испытывался на одной из радиостанций ФРГ. [c.98]

Характерным представителем ТЭ, работающих при средних температурах (100—300 °С) и повышенном давлении, является элемент Бэкона Гидрокс [19, 20]. В этом элементе применяются двухслойные никелевые электроды с порами диаметром - 30 мкм в основном слое и значительно более мелкими в запорном слое. [c.443]

Все поры, в которых капиллярное давление равно или больше давления газа Рх, будут затоплены раствором электролита. Поры, у которых Рк<Рт, будут заняты газом. Для создания границы между тазом и электролитом внутри электрода обычно используются двухслойные электроды с различными размерами пор либо различными углами смачивания. В, первом случае слой электрода, обращенный к электролиту, имеет поры меньшего радиуса, чем радиус пор в слое, обращенном к газу (рис. 7). Капиллярное давление в узких порах выше перепада давления между газом и электролитом, поэтому слой с узкими порами заполнен жидкостью. Этот слой называется запорным. Капиллярное давление в широких порах ниже перепада давления между"газом и раствором электролита, поэтому широкие поры заполнены газом. В слой с широкими порами обычно вводят катализатор, поэтому этот слой называют активным или рабочим. Электрохимическая реакция протекает на границах пересечения пор, заполненных газом, и пор, заполненных раствором электролита. Двухслойные электроды с различными размерами пор в слоях готовятся из материалов, которые смачиваются раствором электролита, поэтому их называют гидрофильными электродами. [c.82]

Поляризация двухслойных электродов выше, чем однослойных электродов, но степень использования газа выше. В двухслойных электродах Юсти при 40 °С и плотности тока 160 мА/см получено использование газа 90%. Кислородные гидрофильные электроды разработали Э. Юсти и К. Фризе [Л. 4]. В результате исследований были рекомендованы двухслойные электроды с запорным слоем из карбонильного никеля (размер зерна 5—10 мкм) и с активным слоем, изготовленным из смеси карбонильного никеля (1 ч.), порообразователя— КС1 (0,5 ч.) и катализатора (2 ч. по массе). Катализатором служит сплав, полученный из 35 ч. А1иб5ч. Ag. Электрод готовится методом горячего прессования при 470°С и давлении 10 Па и выщелачивается при 70 °С в 10 Н КОН. Содержание серебра составляет 0,31 г см , но может быть снижено применением третьего слоя (газОподводящего) из карбонильного никеля. Характеристики электрода улучшаются с повышением температуры. При 70 °С удается получить на кислородном электроде плотность тока 300 мА/см при перенапряжении 400 мВ. [c.96]

Для того чтобы пузырьки газа при подаче его под давлением не проходили сквозь электрод в электролитное пространство, Бэкон [23] разработал двухслойный электрод с запорным слоем. Диаметр пор в основном слое электрода больше, чем в запорном слое, обращенном к электролиту. Газ может выдавить электролит из части пор основного слоя, но не может пройти сквозь заполненные электролитом мелкие поры запорного слоя. Даже в порах, заполненных газом, поверхность стенок в большинстве случаев смочена очень тонкой пленкой электролита. Чтобы газ соприкоснулся с поверхностью электрода, на которой происходят хемосорбция и электрохимический процесс, он должен предварительно раствориться в пленке и продиффундировать сквозь нее. Если газ хемосорбируется на сухой поверхности поры, то с помощью поверхностной диффузии он продвигается к участкам, смоченным электролитом, где на трехфазной границе может протекать электрохимический процесс ионизации газа. [c.439]

Элемент, работающий при температуре 200—240 °С и давлении 2—4 МПа (20—40 кгс/см ), был разработан Бэконом, который предложил использовать в элементе двухслойные диффузионные электроды из пористого никеля. Со стороны, обращенной к газу, электроды имеют слой толщиной около 1 мм с порами диаметром 30 мкм, а со стороны электролита — более тонкий слой с порами диаметром до 15 мкм. При избыточном давлении 0,01 МПа газ вытесняет электролит из крупных пор, однако он не может преодолеть высокое капиллярное давление в запорном слое. [c.55]

Избыточное давление газов препятствует намоканию пористых электродов в среде электролита, поэтому создается развитая межфазная граница электролит — газ — электрод, требующаяся для протекания реакции. В то же время необходимо, чтобы газ не барботировал через электролит. Для выполнения этих условий Бэконом разработан двухслойный электрод с порами различного радиуса (рис. 1.40). Электролит под действием капиллярных сил заполняет мелкие поры запорного слоя, но не проникает в крупные газовые поры. [c.119]

Недостаток описанных электродов заключается в том, что они даже без электрической нагрузки более илн менее медленно дегидрируют примешанное к электролиту жидкое топливо и вследствие этого бесполезно потребляют его. Можно исключить бесполезное расходование жидкого топлива, используя описанные в разд. 7.4 вентильные электроды . Этот тип двухслойного электрода состоит из никелевого ДСК-электрода с равновесными порами (в них и происходит дегидрирование) и нанесенного на него мелкопористого запорного слоя из неактивного материала, например меди дегидрирование прерывается по тому же принципу, что и в аппарате Киппа [15, 16]. Описанные здесь эксперименты основаны на идее, что гальванические элементы для холодного сжигания жидких топлив имеют такое же право на выбор необходимых веществ (например, с точки зрения смешиваемости с электролитом и легкой дегидрируемости), как и карбюраторные и дизельные двигатели внутреннего сгорания на выбор нефтяных продуктов (например, относительно давления паров, воспламеняемости и октанового числа). Однако, учитывая широкое распространение и дешевизну таких производных нефти, как бензин и дизельное масло, были поставлены опыты по электрохимическому использованию также и этих топлив. [c.298]

Чтобы избежать бесполезного проскока пузырьков газа в электролит через слишком крупные поры, мы по примеру Бэкона делали электроды двухслойными. Тонкопористый запорный слой состоит при этом либо из одного карбонильного никеля, либо в последний вводится тонкозернистый порошок сплава Ренея, из которого при активации образуется серебро Ренея грубопористый рабочий слой также изготавливается из порошков карбонильного никеля и сплава Ренея. Пористость этого слоя регулировалась размером частиц сплава и добавкой порошка хлористого калия в качестве наполнителя. Этот наполнитель после горячего прессования легко растворялся. [c.377]

Водородный электрод получают спеканием карбонильного никелевого порошка в качестве катализатора используют добавку высокоактивного (рэнеев-ского) никеля. Для этого к карбонильному никелю добавляют мелкораздробленный сплав никеля с алюминием, прессуют и спекают в водородной атмосфере. Затем алюминий, выщелачивают, обрабатывая растворами щелочи. Положительный (кислородный) электрод делают тоже из никеля, но катализатором служит дисперсное (скелетное) серебро. Электроды применяют двухслойные, причем слой, прилегающий к газовой фазе, должен быть крупнопористым, а слой, соприкасающийся с электролитом, — мелкопористым. Давление газа в электроде выбирают с таким расчетом, чтобы электролит был вытеснен из крупнопористого слоя, тогда, как мелкопористый слой, благодаря капиллярным си лам, оставался бы пропитанным электролитом. Этот слой (его называют запорным) не позволяет газу переходить, в виде пузырьков в электролит. [c.417]

Опыты проводились на двухслойных пористых электродах диаметром 24 мм, состоящих из запорного и активного слоя. Запорный слой толщиной 0,5 изготавливали из порошка карбонильного никеля, активный слой электрода — из смеси порошков серебряного катализатора и порообразователя NH4H 0з. Катализатором служил порошок серебра [10], получаемый выщелачиванием сплавов А — Са, содержащих различные количества кальция. Использовавшийся катализатор состоял из 98% Ag и 2% Са. Электроды с различной структурой были изготовлены путем изменения количества и дисперсности бикарбоната аммония. Прессование электродов производили под давлением 0,8 п/сж2, а спекание в атмосфере водорода при 520°С. Толщина активной части электрода составляла 3 мм. [c.306]

Позднее были изготовлены тонкие и гибкие двухслойные электроды. Запорным слоем, механическим скелетом и токоотводом служила тонкая (порядка десятых долей миллиметра) лента, полученная прииека-нием никелевого порошка на никелевую сетку. Активным слоем катода служила смесь угля, серебра и органической связки. Активным слоем анода служил высокопористый никель, содержащий катализатор — борид никеля или окиси неплатиновых металлов. Водородные электроды могут работать 8 ООО ч при плотности тока 100 мА/см . [c.99]