Способ определения структурных параметров пористых электродов

О П И С А Н И Е (11) 482658ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(51) М. Кл 5.72 (21) 1779942/23-26 Заявле нением заявкиприс Государственный комитет 23) Приоритет Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий но 30.08,75, Бюллетенькования описания 02.12.7, И Ленцнер авлева, Л. Л. Заявит ститут электрохимии АН С АРАМЕТРОВ 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРН ПОРИСТЫХ ЭЛЕКТРОДО;0 м особ поения порэлектромобразцаие завис Предлагаемыи спструктурные измернепосредственно вке без разрушениярощает исследованметров от временирода.тР зволяет проводить истых электродов еханической ячейи, тем самым, упимости этих параий работы электтавлено изменение потен, мв) во времени 1 т, сек) На фиг. 1 предспиала электрода ( Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу определения структуры пористых электродов, применяемых в топливных элементах и электролизерах.Известны методы исследования структуры электродов, основанные на вытеснении смачивающей жидкости из пор образца под действием перепада давлений между газом и электролитом и на вдавливании несмачивающей жидкости (ртути) в поры образца под давлением. Сущность указанных методов состоит в непосредственном определении объема жидкости, вытеснешюй из пор образца или внедренной в поры под действием давления. Конечной целью этих методов является определение количества газа и жидкости в пористом электроде в зависимости от структуры, перепада давлений между газом и электролитом, содержания гидрофобизатора и других факторов. Применение указанных методов возможно либо при использовании специальных приборов, либо при разрушении образца.Известен способ определения структурных параметров пористых электродов, заключающийся в вытеснении жидкости из пор электрода в специальной ячейке под действием перепада давлений между газом и электролитом.Недостатком упомянутого способа является необходимость использования для измерения специальной ячейки, что требуеттовления специальных электродов,пользования части электродов (робразца).Общим признаком предлагаемого способа и указанного выше является освобождение под денствием перепада давлений между газом и жидкостью (электролитом) части пор -лектрода и измерение перепада давлений ежду газом и жидкостью.Особенность предлагаемого способа состоит в том, что электрод помещают в электролит, накладывают на электрод потенциал, изменяют потенциал по закону треугольника, и по количеству электричества Я, идущего на изменение состояния границы раздела электрод - электролит, определяют суммарное сечение пор Ф по соотношениюпо закону треугольника; на фиг. 2 - поляризяционная кривая никелевого водородного электрода при изменении потенциала (ср, мв) и зависимости от силы тока (1, ма) по закону треуОльиикя; пя фиГ. 3 п 1 едстяВлепа зяВисе 1 мость коле 1 честВя электричестВЯ, идущеГО иа изменение состояния поверхности электрода (Я, кул/см ), От квадрата суммярнОГО Относительного сечеия пор, заполненных электролитом (Ф), для ряда структур и перепадов давлен: й между газом и электролитом для никелевого пористого электрода; на фиг, 4 представлена зависимость сечения газовых пор (5 = т - Ф, где т - общая пористость) от перепада давлений между газом и электролитом ЛР мм Нд для никелевого пористого электрода, Зпаче 1 я Ф полуСЕ.1 различными способами: 1) метод ртутной порометрии; 2) метод вытеснеИя жидкости;3) предлагаемый метод.Предлагаемый способ основан на определении количества электричества, идущего на изменение состояния границы металл - электролит на пористом электроде (посадка и снятие ядсорбировапньх Водорода и кислорода, заря- жение двойного слоя) при изменении потенциала электрода по закону треугольника (фиг. 1). Типичная зависимость тока 1 от потенциала В приведена на фиг. 2. Количество электричества Я, идущее на изменение состояния поверхности электрода, определяется как площадь, ограниченная кривыми прямого и обратного хода (заштрихованная площадь). Регистрация зависимости 1 = (1) может также осуществляться на двухкоординатпом самописце типа П г(С-О 21 М.Б общем случае справедливо соотношение:Где 5 (съ ) - Впутренпяя уделыяя поверхность электрода в расчете пя едш:; цу объема электрода, 7 - колпчг .Во электричества, приходящееся на единицу истинной поверхности катализатора, В соответствии с теорией процессов в пористых электродах при изменении перепада давлений между газом и электролитом Лр:Е =1(Ф),5 где Ф - суммарное относительное сечениепор, заполненных электролитом, численно равное отношению объема жидкости в образце к объему образца.Я является, таким образом, функцией верх 10 него предела интеграла 1. или функцией сечения пор, заполненных электролитом Ф. Зависимость Я от Ф- для ряда структур и перепадов давлений между газами и электролитом приведена на фиг, 3. Ф определялось методом15 вытеснения жидкости из пор под действиемперепада давлений. Полученная методом наименьших квадратов эмпирическая формула для определения Ф и Я для гюристого никелевого электрода имеет вид:(кул/см) видимой поверхности электрода.25 Рассчитанные по этой формуле зависимостиФ (Лр) сопоставлены с аналогичными зависимостями, полученными методами ртутной порометрии и вытеснения смачивающей жидкости (фиг. 4).30П редм ет изобретенияСпособ определения структурных парамет ров пористых электродов путем определениясуммарного сечения пор Ф, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения способа, электрод помещают в электролит, накладывают на электрод потенциал, изменяют потенци ал по закону треугольника и по количествуэлектричества Я, идущего на изменение состояния границы раздела электрод в электролит, определяют суммарное сечение пор Ф по соотношению451/ (;) - 2,055,63, 5 Фиг. Составитель А, ГруздевРедактор Н. Спиридонова Техред Т. Миронова Корректоры: А, Динискинап О. Тюрина 29075ЦНИ а дпцспс пография, пр. Сапунова, 2 Изд. М 1 И Государстве по делаз Москва,ру 4 рьи Ру 776 Тираж 902юго комитета Совета Министров ССизобретений и открытий