Процесс - токообразование
Cтраница 2
Получение электродов с заданными токовыми характеристиками и уменье управлять их работой является потребностью практики; необходим полный учет всех факторов, влияющих на протекание указанных выше стадий процесса, что представляет собой трудную задачу. В связи с этим рядом авторов [1-3] почти одновременно были начаты исследования по изучению процессов токообразова-ния на полупогруженных электродах простейшей геометрической формы, при этом было предположено, что результаты исследований могут явиться основой для более полного понимания процессов токообразования в пористых диффузионных электродах. [16]
 |
Модель цилиндрических капилляров. [17] |
Высота мениска на полупогруженном электроде равна 3 мм, длина пленки - 1 см, толщина - 1 мк. Характерная длина электрохимического процесса на наиболее активных полупогруженных электродах составляет сотни микрон. Если длина пленки окажется меньше характерной длины, ее вклад в процесс токообразования заметно уменьшится. Поэтому крайне важно выяснить, каковы параметры пленки на стенках узкого капилляра, который моделирует отдельную пору электрода. Радиус этого капилляра равен величине порядка нескольких микрон. Поэтому высота мениска в таком капилляре уменьшается от миллиметров до микрон. Если раньше было достаточно, чтобы длина пленки была того же порядка, что и высота мениска, то теперь пленка должна в сотни раз превосходить по длине мениск, чтобы обеспечить значительный ток. Реализация такой пленки на гладкой поверхности маловероятна. Скорее всего длина пленки будет измеряться микронами ( короткая пленка), ток, генерируемый в ней, будет невелик; следовательно, придется учитывать все перечисленные шише возможности токообразования. [18]
 |
Схема пористого электрода регулярной структуры. [19] |
Каждый выступающий над электролитом элемент структуры является как бы частично погруженным электродом к которому осуществляется свободный доступ газа и в котором реализуются благоприятные условия для отвода тока и увода продуктов реакции в электролит. В случае жидких электролитов электрод, естественно, должен иметь мелкопористый запорный слой с тем, чтобы путем поддержания определенного перепада давления газа исключить затопление электрода. Толщина электрода должна быть равной или несколько больше ширины зоны реакции для того, чтобы максимальным образом использовать поверхность, на которой происходит процесс токообразования и к которой осуществляется свободный доступ газа. Общая поверхность зоны реакции на единицу сечения электрода должна быть возможно большей, что зависит при данной толщине электрода от формы сечения поры, ее геометрических размеров и общего количества пор на квадратный сантиметр поверхности электрода. [20]
Железо в металлическом состоянии безусловно увеличивает проводимость активной массы, но и сама окись кадмия является достаточно хорошим проводником. Вопрос, окисляется ли железо в процессе разряда, также является источником разнообразных мнений. Креннель и Ли указывают, что окисление имеет место и это обеспечивает некоторую небольшую разрядную емкость. Хоэл утверждает, что железо не участвует в процессе токообразования. [21]
 |
Кривая зависимости коэффициента отбора емкости от кратности тока разряда. [22] |
Диффузия электролита из промежутков между пластинами в глубь пластин не успевает компенсировать обеднение электролита в порах. При больших токах наиболее интенсивно работают частички активной массы, ближайшие к поверхности активного слоя. Здесь бурно идет превращение двуокиси свинца и губчатого свинца в сульфат свинца, объем частиц которого в Ч-3 раза больше объема исходных материалов. Образовавшиеся частицы сульфата свинца сужают поры и закрывают доступ кислоте к глубинным слоям активной массы, которые таким образом выключаются из процесса токообразования. [23]
Па рис. 258 сопоставлены расчетные и экспериментальные зависимости электрохимической активности от толщины активного слоя электрода. При малых поляризациях наблюдается линейная зависимость тока от толщины ( ср. При т 0 4 имеет место отклонение зависимости от прямолинейной. Отклонение J - Д - кривой от линейности само по себе свидетельствует только о том, что характерная омическая длина становится меньше толщины электрода. Однако количественный анализ показывает, что при достаточно больших поляризациях начинают играть основную роль внутридиффузионныо ограничения. Действительно, оценки показывают ( рис. 259), что при if 1 - 1 5 характерная диффузионная длина (10.39) более чем на порядок превышает среднее расстояние между газовыми порами ( см. табл. 3), а в области rj0; 8 / дифф на порядок меньше I. Следовательно, при 1) 0 1 - 1 5 имеет место кинетический режим генерации тока, а при rj0 8 - внутридиффузионный, В промежуточной области реализуется смешанный режим. Еще более полную информацию о механизмах процесса токообразования дает исследование зависимости тока от степени гидрофобизации пористой среды. [24]
На рис. 258 сопоставлены расчетные и экспериментальные зависимости электрохимической активности от толщины активного слоя электрода. При малых поляризациях наблюдается линейная зависимость тока от толщины ( ср. При т ] 0 4 имеет место отклонение зависимости от прямолинейной. Отклонение J - Л - кривой от линейности само по себе свидетельствует только о том, что - характерная омическая длина становится меньше толщины электрода. Однако количественный анализ показывает, что при достаточно больших поляризациях начинают играть основную роль внутридиффузионныв ограничения. Следовательно, при 7J0; 1 - 1 5 имеет место кинетический режим генерации тока, а при - г 0 -: 8 - внутридиффузионный. В промежуточной области реализуется смешанный режим. Еще более полную информацию о механизмах процесса токообразования дает исследование зависимости тока от степени гидрофобизации пористой среды. [25]
Страницы: 1 2