![]() |
|
|
Электрохимическая энергетикаирование, 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 |
< 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] |
|
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.
|
|