химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

уже при Ч!" > 2 можно считать, что концентрация регента и плотность тока в глубине электрода практически приближаются к нулю и для таких электродов можно принять граничное условие Сх _ М = 0. Такой электрод называют полубесконечным. Габаритная плотность тока электрода описывается уравнением реакции на пористом электроде вдвое меньше энергии активации на гладком электроде.

В случае V = 1 характеристики электродов имеют промежуточные значения между характеристиками для равнодоступных и полубесконечных электродов. Например, габаритная плотность тока для случая, когда микрокинетика описывается уравнением (1.67), равна

(1.88)

Как видно, габаритная плотность тока возрастает с увеличением толщины электрода по сложной зависимости Jr%th (l/L).

(1.89)

1.5.5. Жидкостно-гозовые электроды. Выделяющиеся в результате реакции газообразные продукты влияют на эффективный коэффициент диффузии и удельную электрическую проводимость, вызывают конвективный перенос в порах, а также экранируют часть внутренней поверхности электрода [49]. Газосодержание электрода в первую очередь определяется его пористостью. Кривая зависимости газосодержания от пористости проходит через максимум, причем максимум отвечает пористости, при которой образуется система сообщающихся пор. Соответственно зависимость эффективных коэффициентов молекулярной диффузии и удельной электрической проводимости от пористости проходит через минимум. Соотношение между эффективными коэффициентами переноса, пористостью и долей пор, занятых газом, gj, можно выразить эмпирическим уравнением

е= D/D = о/о = gm (1 -g )",

(1.87)

Jr&(Svk,tkn)"2.

Из (1.87) следует, что JT SSy2, т.е. внутренняя поверхность используется неэффективно. Коэффициент наклона поляризационной кривой 2 ЯТ/(В п F) вдвое превышает коэффициент наклона поляризационной кривой на гладком электроде ЙТ/(В nF). Из (1.87) видно, что скорость процесса не зависит от толщины электрода. Так KaKSv~g~ ,akn»?m, то кривая зависимости габаритной плотности тока Jr от пористости электрода проходит через максимум при g = 0,6 + 0,65. Так как JR SJQ/2 TOC учетом (1.61) получим, что эффективная энергия активации 42 где т = 1,8 + 3,5; n = 1 -3.

Например, для никелевых пористых электродов, на которых выделяется водород, т = 2; п = 1.

Вследствие газовыделения и газосодержания в порах кривая зависимости габаритной плотности тока от пористости имеет как минимум, так и максимум. Например, в случае катодного выделения водорода на Пористом никелевом электроде Минимум на кривой наблюдается при g = 0,55 + 0,60, максимум -ПРИ g = 0,8 -0,85.

Газ удаляется из жидкостно-гаэового электрода фильтрацией вследствие перепада давления в порах. Давление в газовой

43 фазе растет с увеличением поляризации, уменьшением пористости, достигая заметных значений. Так, избыточное давление в никелевых пористых электродах достигает 70 кПа.

Анализ работы жидкостно-гаэового электрода показал, что высокие скорости процесса могут быть достигнуты на электро-дах с пористостью 0,8 и выше, причем основная пористость должна быть обеспечена системой широких пор. Генерация газа осуществляется в узких порах, с уменьшением радиуса которых возрастает площадь поверхности и соответственно скорость реакции. Вследствие гаэосодержания характерная длина процесса у жидкостно-газовьгх электродов меньше, чем у жидкостных электродов одинаковой структуры.

1.5.6. Газожидкостные (газодиаЗдЗузионные,) электроды. В ra-зожидкостном электроде реагенты газообразные, а продукты реакции жидкие или растворимые в жидком растворителе. Для его работы должна быть обеспечена трехфазная граница газ-жидкость-проводник первого рода (катализатор). Заполнение пор газом определяется соотношением давления газа Рг и жидкости Рж. Жидкость находится под гидростатическим давлением Рге и капиллярным давлением Рк. Капиллярное давление Рк в порах растет с увеличением поверхностного натяжения оп, уменьшением размера пор и зависит от краевого угла смачивания в. Например, для цилиндрических капилляров радиусом г

Рк = 2 оп cos 6/г. (1.90)

Существуют три варианта соотношений давления газа Рг и жидкости Рж:

р = р + р .

Г Г 1 К ~ * ГС

В первом случае поры заполнены газом, во втором случае -жидкостью, в третьем случае существует равновесие между газовой и жидкой фазами. Газовый пористый электрод может эффективно работать лишь при выполнении третьего условия равновесия. Капиллярное давление можно регулировать, изменяя либо размеры пор, либо краевой угол смачивания 9. В первом случае получают пористые гидрофильные (или 44 вообще лиофильные) электроды, которые состоят из газозапорного (жидкостного) слоя с узкими порами и активного (газожидкостного) слоя с более широкими порами. Вследствие статистического характера пористой структуры заполнение активного слоя газом возможно лишь при давлении выше критического значения, при котором происходит пробой газа и начинает расти гаэосодержание с увеличением давления.

Математическое описание работы газожидкостного электрода невозможно без у

страница 14
< 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
стоимость аренды проектора
Компания Ренессанс: наша лестница.ру - цена ниже, качество выше!
кресло престиж гольф
индивидуальной хранение

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
(10.12.2016)