химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

ирование, например никеля Ренея титатом или молибденом [2].

1.4.5. Выбор элеткракатализатора. При выборе электрокатализатора учитывается его электрокаталитическая активность, стабильность, стоимость исходных материалов и его изготовления.

Как было показано ранее, имеется широкий спектр материалов, обладающих каталитической активностью, и много путей увеличения активности. Однако многие каталитически активные вещества не находят применения либо из-за низкой стабильности, либо из-за высокой стоимости. Целесообразно правильно применять комплексный подход к выбору катализатора, т.е. учитывать его активность, стоимость и стабильность. В качестве такого комплексного критерия может служит параметр дж, равный отношению количества прошедшего через катализатор электричества, к стоимости этого катализатора:

тс

g^-il l&Edt)/mu, (J-73)

О

где /д? - ток при постоянной поляризации; m - масса катализатора на электроде; ц - цена единицы массы катализатора; тс - срок службы катализатора, в течение которого поляризация не превышает допустимого значения Д ?доп или ток не снижается ниже допустимого значения.

Если процесс протекает при постоянном токе I, то уравнение (1.73) принимает вид

9,к-Лс/тц. 0-74)

1.5. ДИФФУЗИОННАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ. МИКРОКИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ В ПОРИСТЫХ ЭЛЕКТРОДАХ

1.5.1. Диффузионная поляризация. Если процесс лимитируется подводом реагента к электроду, то концентрация реаген37

та около электрода и в объеме раствора будет различаться, это вызовет появление диффузионной или концентрационной поляризации. Диффузионная поляризация также возникает при замедленности отвода продуктов реакции от электрода. Зависимость диффузионной поляризации в случае замедленности подвода реагента к электроду от плотности тока в наиболее простом виде выражается уравнением

A?„-[2,3BT/(nF)]lg(l-J/Jn), (1.75)

где Ja - предельная плотность диффузионного тока,

Ju-nFDCy/b, (1.76)

Су - концентрация реагента в объеме; D - коэффициент диффузии реагента; 6- толщина диффузионного слоя.

Коэффициент диффузии большинства ионов и молекул в водных растворах при комнатной температуре имеет порядок 10~'м2/с. Он возрастает с увеличением температуры:

D=D0exr>(-WA/RT), (1.77)

где Da=D при WA = О, WA - энергия активации диффузионного процесса (в водных растворах равна 12-20 кДж/моль).

Толщина диффузионного слоя зависит от природы реагента,

состава раствора, температуры, и других факторов. В водных

растворах при комнатной температуре и естественной конвекции 6 лежит в пределах 10"4-10"3 м. Основное влияние на толщину диффузионного слоя оказывает скорость движения жидкой фазы относительно электрода. С помощью принудительной

Конвекции можно уменьшить толщину диффузионного слоя на

один-три порядка. При ламинарном потоке 8 где w

скорость движения жидкой фазы.

Как видно, диффузионную поляризацию можно уменьшить путем принудительной конвекции жидкости, увеличения концентрации реагента и повышения температуры.

В случае, когда значения различных видов поляризаций соизмеримы, необходимо учитывать все составляющие поляризации. В этом случае кинетические уравнения электродных реакций усложняются.

1.5.2. Пористые электроды. Одним из путей интенсификации электрохимических реакций является применение пористых

38

электродов, содержащих в достаточно больших количествах пустоты (поры), размеры которых малы по сравнению с размерами электродов. Поры в электродах могут быть изолированными или сообщающимися. Изолированные поры не принимают участие в электрохимических реакциях, поэтому интерес представляют лишь сообщающиеся поры. Пористые электроды характеризуются интегральными параметрами (пористостью и удельной площадью поверхности) и структурой (размерами и формой пор). Под пористостью g понимается отношение объема пор к объему электродов, она лежит в пределах 0,3-0,85. Удельная площадь поверхности электрода равна отношению площади внутренней поверхности электрода S, м2, к его объему V, мэ: 5v = S/V; к массе т, г; Sm = S/m или внешней габаритной поверхности (шероховатость)^, M2;SS =S/Sr. Размеры и форма пор исключительно разнообразны, поэтому их точное описание практически невозможно. Предложено несколько моделей пористых сред: уложенных сфер, параллельных или пересекающихся капилляров постоянного или переменного сечения и др. [5]. На базе той или иной модели находят распределение пор по размерам, например распределение пор по радиусам/ (г).

Пористые электроды могут быть классифицированы по различным признакам. Наиболее распространена классификация, учитывающая характер процессов и фазовый состав реагентов и продуктов реакции. Все пористые электроды можно подразделить на две большие группы: электроды, твердое вещество которых (матрица) не принимает участие и не расходуется в ходе реакции; электроды, твердое вещество которых изменяется или расходуется в ходе реакции, так как они включают в себя реагенты.

Можно считать, что электроды первой группы работают в стационарном режиме (если не учитывать относительно короткие от

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Скачать книгу "Электрохимическая энергетика" (2.11Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
большие информационные таблички с названиями организаций
купить письменный стол роберт 47 для двоих в москве
одноклассники кристина орбакайте 43 года город москва
вентилятор крышный квм

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)