Пористый электрод для электролитического разложения воды с твердым полимерным электролитом Советский патент 1988 года по МПК C25B11/00 C25B11/03 

Изобретение относится к прикладной электрохимии, в частности к конструкции пористого электрода для электролитического разложения воды с твердым полимерным электролитом.

Цель изобретения - улучшение электрохимических характеристик электрода,

На чертеже представлен электрод, разрез.

Электрод состоит из пластины пористого электропроводного материала 1 с пазами 2. Слои мелкопористого материала 3 чередуются со слоями крупнопористого материала 4. Крупнопористые слои располагаются в местах выступов, т.е. в местах наибольшей толщины электрода. На фронтальную поверхность электрода нанесен катализатор.

Электрод работает следующим образом.

Питающая вода подается с тыльной поверхности электрода вдоль паза 2 и за счет капиллярных сил поступает к фронтальной поверхности электро йа в основном через слой мелкопористого материала 3. Образующийся в результате электролитического разложения воды газ отводится преимущественно через крупнопористый слой 4 к тыльно поверхности электрода и удаляется из системы с потоком циркулирующей воды.

Пример 1. Для электролиза во ды с твердым полимерным электролитом в качестве анода применяют пористый титановый электрод с нанесенным на его фронтальную поверхность иридиевым катализатором. На тыльной стороне электрода выполнены пазы с шириной выступов и впадин по 1 мм. Глубина паза 1,5 мм. Слой крупнопористого материала с размером пор 10- 15 мкм располагают по ширине выступов, а слой мелкопористого материала с размером пор 1-3 мкм - по ширине

впадин. При электролизе воды с мембраной МФ-4-СК предлагаемый анод имеет потенциал. tf к 1365 мВ (отн. НВЭ) при i 1 А/см и t 90°С. В случае применения известного электрода (ррототипа) при тех же условиях и той же массе катализатора потенциал анода равен 1405 мВ

П р и м е р 2, Для щелочного электролиза воды применяют пористый никелевый катод с нанесением на его фронтальную поверхность скелетным катализатором. Толщина электрода с составляет 2,5 мм. На тьшьной стороне электрода выполнены сквозные пазы с шириной выступов и впадин по 1,5 мм. Глубина паза 1,5 мм. Слой мепкопористого никелевого материала с размером пор 0,5-2 мкм работает по ширине впадин, а слой мелкопористого материала с размером пор 5-10 мкм располагают по ширине выступов. При электролизе воды в контакт с анион- проводящей мембраной данный катод имеет потенциал Ч к 80 мВ {отн. НВЭ) при i 0,5 А/см2 и t . Электрод-прототип при тех же условиях имеет потенциал Cf -95 мВ.

Технико-экономические преимущества предлагаемого электрода .заключаются в снижении уд. энергозатрат при его использовании в электролизере разложения воды.

0

5

0

35

40

45

Формула изобретения

Пористый электрод- для электролитического разложения воды с твердым полимерньм электролитом,выполненный в виде пластины с различной пористостью, имеющей на нерабочей стороне пазы, образующие выступы, отличающийся тем, что, с целью улучшения электрохимических характеристик электрода, пластина по ширине выступа имеет крупные поры, а по ширине впадины - мелкие поры.

/

/

,0 о о л о о

О о о оО° оО

50 00

Э О О О

во о о о о

«о,: о о

0 о о о

о о - г- о о о о

«о 0°

„% о X Г

«

000 о

о о о о о о о о

°о Со°о

g-ffoVcTo o

о

Изобретение относится к прикладной электрохимии и позволяет улучшить электрохимические характеристики электрода. Электрод вьтолнен в виде пластины с различной пористостью имеющей на нерабочей стороне пазы, образующие выступы и впадины, пластина по ширине выступа имеет крупные поры, а по ширине впадины - мелкие поры. 1 ил.