RU2014368C1 - Электрод для электрохимических процессов - Google Patents
Электрод для электрохимических процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2014368C1 RU2014368C1 SU894613667A SU4613667A RU2014368C1 RU 2014368 C1 RU2014368 C1 RU 2014368C1 SU 894613667 A SU894613667 A SU 894613667A SU 4613667 A SU4613667 A SU 4613667A RU 2014368 C1 RU2014368 C1 RU 2014368C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- conductor
- electrode according
- inner layer
- electrical conductivity
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 229920006113 non-polar polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011257 shell material Substances 0.000 claims 5
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 52
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920006112 polar polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 3
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000005370 electroosmosis Methods 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/668—Composites of electroconductive material and synthetic resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/669—Steels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Поляризуемый в электролите электрод состоит из проводника 1 с высокой электрической проводимостью, предпочтительно из металла или углерода, который окружен внутренним слоем 2 из электропроводного полимерного материала, отличающегося высокой устойчивостью к воздействию электролита и не теряющего свою замкнутую структуру при эксплуатации электрода, в результате чего обеспечивается защита проводника 1 с высокой электрической проводимостью от электрохимических или химических влияний. Внутренний слой 2 окружен внешним слоем из электропроводного полимерного материала, который под воздействием происходящих электрохимических процессов теряет свою замкнутую структуру и расширяется до большего объема, в результате чего за счет достигаемой при этом пористости увеличивается активная рабочая поверхность электрода. Электрод выполнен в виде цилиндра или плоским из металлической сетки или ткани. 8 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл.
Description
Изобретение касается поляризуемого в электролите электрода, состоящего из проводника с высокой электрической проводимостью, выполненного предпочтительно из металла или углерода, который окружен оболочкой из электрически проводящего полимерного материала.
Такого рода электроды уже известны и используются при осуществлении электрохимических процессов, например, для синтеза веществ, электролиза, в гальванических ячейках для накопления энергии, в качестве чувствительных элементов, для защиты от коррозии и т.п. При этом существует требование к тому, чтобы при использовании электрода в электролитах на протяжении определенного, заданного минимального срока службы существовал минимальный переход тока к электролиту. Эта величина измеряется в мА/см2. Кроме того, на протяжении этого определенного, заранее заданного срока службы должен быть обеспечен определенный оборот электроэнергии, величина которого определена в мА ч/см2. Эти величины достигаются при использовании определенных электролитов за счет выбора пригодных материалов. При этом существенную роль играют расходы материала. С целью уменьшения этих расходов в последнее время во многих областях использования практикуют применение электродов, состоящих из проводника с высокой электрической проводимостью, выполненного предпочтительно из металла или полимера, окруженного полимерной оболочкой, которой за счет использования дополнительных материалов придаются свойства электрической проводимости.
Поскольку такого рода электроды характеризуются слишком малой активной поверхностью полимерной оболочки, которая недостаточна для обеспечения необходимого минимального прохождения тока и оборота электроэнергии на протяжении заданного срока службы, было предложено улучшение поверхности полимерной оболочки за счет соответствующей конфигурации, например посредством придания шероховатости, или за счет нанесения дополнительного активного слоя, который наносится с незначительной долей связующих средств и с большой долей электрически проводящих компонентов в форме, обеспечивающей увеличение активной поверхности электрода при еще приемлемой адгезионной способности. С помощью этих известных электродов не удалось добиться удовлетворительных результатов.
Целью изобретения является создание стабильного и высокоактивного электрода для использования в электрохимии, который при незначительных расходах материала гарантирует необходимый минимальный переход тока и необходимый оборот электроэнергии в течение общего заданного срока службы.
Для этого оболочка состоит по меньшей мере из двух слоев с различным составом, причем внутренний, непосредственно соседствующий с проводником с высокой электрической проводимостью слой состоит из полимерного материала с высокой устойчивостью к воздействию электролита, а внешний, обращенный к электролиту слой состоит из полимерного материала с изменяющимися под воздействием электролитов в структурном отношении свойствами материала, предпочтительно становящегося пористым, увеличивающегося в объеме или характеризующегося увеличением поверхности. При таких электродах внутренний слой не теряет своей замкнутой структуры ни под воздействием электрохимических, ни под воздействием химических влияний и обеспечивает защиту проводника с высокой электрической проводимостью от электрохимических или химических воздействий, причем сохраняется соединение с внешним слоем, в то время как сам внешний слой под влиянием происходящих на поверхности химических и электрохимических процессов теряет свою структуру и расширяется до большего объема. Достигнутая за счет этого пористость внешнего слоя увеличивает эффективную поверхность электрода и, благоприятно обуславливает усиленный электрохимический оборот электроэнергии на электроде.
Соответствующий изобретению электрод содержит два слоя, а именно: один внутренний и один внешний, между внутренним и внешним слоями могут быть предусмотрены и дополнительные слои из электропроводящего полимерного материала.
Выполненный в соответствии с изобретением электрод пригоден, в частности, для использования применительно к электрохимическим и электрокинетическим способам, таким как электролиз, электрофорез и электроосмос, может использоваться в качестве чувствительного элемента и для защиты металлов от коррозии.
Это позволяет использовать такие электроды для электрокинетического осушения кирпичной кладки.
Соответствующий изобретению электрод может, кроме того, поляризоваться применительно к необходимому для того или иного выбранного напряжения, также и в том случае, если это напряжение превышает теоретическое напряжение электролита (1,23 В) или представляет собой кратное этого напряжения.
В предпочтительном случае внутренний слой окружает проводник с высокой электрической проводимостью настолько плотно, что обеспечивается необходимая защита этого проводника от химических и электрохимических влияний.
Внутренний слой состоит предпочтительно из неполярного полимера, причем к нему может быть примешана также доля полярного полимера, при этом внешний слой состоит предпочтительно из полярного полимера, причем также может быть примешана определенная доля неполярного полимера. В предпочтительном случае внутренний слой состоит по меньшей мере частично из полиэтилена или из полипропилена или же из смешанного материала. Внешний слой состоит в целесообразном случае по меньшей мере частично из этиленвинилацетата, твердого или мягкого поливинилхлорида, акрилонитрил-бутадиен-стирол-терполимера, галогенных эластомеров или из их смесей.
Количества добавок, с помощью которых достигается электрическая проводимость образующего слоя полимерного материала, следует выбирать так, чтобы они были в основном устойчивыми к окислительному разрушению и прослоечному чередованию анионов и в основном сохраняли свою электропроводимость в условиях электролиза.
В качестве таких примесей могут использоваться также частицы металла, однако использование этих металлических частиц нецелесообразно по причинам стоимости. Поэтому к образующему оба слоя полимерному материалу для достижения электропроводимости подмешивают в предпочтительном случае сажу, порошок графита, углеродное волокно, графитное волокно или их смеси. Полимерный материал, образующий оба слоя, может состоять для достижения электрической проводимости частично из полимеров с собственной проводимостью.
Состав слоев должен выбираться при этом таким образом, чтобы доля примеси проводящих компонентов, относительно плохо проводящих или непроводящих компонентов полимера была такой, чтобы для обоих слоев в целом достигалось удельное сопротивление между 1 и 1000 Ом/см. С целью достижения этой величины образующий слои полимерный материал содержит примеси в доле между 5 и 70 об.%. предпочтительно около 20 об.%.
Проводник с высокой электрической проводимостью, состоящий предпочтительно из металла или углерода, может иметь круглое поперечное сечение и может состоять также из плоского материала, предпочтительно из сетки, например, выполненной из тянутого металла, или из ткани, причем его обеспечивающая контакт поверхность должна иметь максимально возможную величину. Поперечное сечение проводника должно быть согласовано с той или иной возникающей величиной силы тока.
Простота изготовления данного электрода достигается в том случае, если оба состоящих из пластмассы слоя наносятся в процессе экструзионной обработки, литья под давлением или посредством горячего прессования на проводник с высокой электрической проводимостью. В этом случае для изготовления электрода могут использоваться обычные известные станки для обработки пластмассы. Смешанная и гомогенизированная пластмасса может гранулироваться в качестве промежуточного продукта или обрабатываться с непосредственной формовкой.
Оптимальные результаты достигаются в том случае, если толщина каждого состоящего из полимера слоя составляет от 0,2 до 5 мм.
Соответствующий изобретению электрод может изготавливаться как в виде ленточного электрода с неограниченно большой длиной, так и в виде плоского и биполярного электрода.
На фиг.1 изображен имеющий форму цилиндра электрод с проводником с высокой электрической проводимостью, имеющим окружное поперечное сечение; на фиг.2 - то же, модификация электрода с увеличенной рабочей поверхностью; на фиг.3 - имеющий форму пластины электрод, причем проводник с высокой электрической проводимостью окружен полимерным материалом исключительно на одной из своих сторон; на фиг.4 - имеющий форму пластины электрод с проводником с высокой электрической проводимостью, который со всех сторон закрыт полимерным материалом; на фиг.5 - поперечное сечение полого цилиндрического электрода, причем проводник с высокой электрической проводимостью закрыт с обеих сторон полимерным материалом.
Электрод состоит из металлического проводника 1 с высокой электрической проводимостью или из углерода, который закрыт внутренним слоем 2 из электропроводящего полимерного материала и внешним слоем 3 из электропроводящего полимерного материала, поверхность 4 которого образует эффективную рабочую поверхность электрода. С целью достижения электрической проводимости обоих полимерных слоев 2 и 3 к полимерному материалу примешаны сажа, графитный порошок, угольное волокно, графитное волокно или их смеси. Кроме того, могут быть подмешаны полимеры с собственной проводимостью.
Внутренний слой 2, который окружает проводник 1 с высокой электрической проводимостью, состоит в основном из неполярного полимерного материала, который при осуществлении электрохимических процессов не теряет свою замкнутой и плотной структуры и, следовательно, обеспечивает защиту проводника 1 с высокой электрической проводимостью от электрохимических или химических влияний и необходимое электрическое соединение между проводником 1 с высокой электрической проводимостью и внешним слоем 3.
Внешний слой 3 состоит из полярного полимерного материала, который имеет такие свойства, что под воздействием происходящих на поверхности 4 электрохимических процессов он теряет свою замкнутую структуру и расширяется до большего объема, причем за счет возникающей при этом пористости происходит увеличение эффективной внешней и внутренней поверхностей и в результате этого усиливается электрохимический оборот электроэнергии на электроде.
Форма выполнения на фиг.2 отличается от фиг.1 тем, что внешний слой 3 оснащен выступами 5, за счет чего увеличивается эффективная рабочая поверхность электрода.
На фиг. 3 показан электрод в форме пластины, при этом состоящий из плоского материала, предпочтительно из сетки или из ткани, проводник 1 с высокой электрической проводимостью оснащен обоими слоями 2 и 3 лишь на одной своей стороне.
На фиг. 4 показана форма исполнения, при которой состоящий из плоского материала проводник 1 с высокой электрической проводимостью закрыт с обеих сторон обоими слоями 2 и 3 и по этой причине полностью окружен оболочкой.
На фиг.5 показан электрод в форме полого цилиндра, имеющий форму цилиндра проводник 1 с высокой электрической проводимостью окружен с обеих сторон цилиндрическими слоями 2 и 3 из электропроводящего полимерного материала и по этой причине также полностью окружен оболочкой. Электролит не окружает лишь внешнюю поверхность 4, протекает через цилиндрическое полое пространство 6 и соприкасается также с внутренней поверхностью 4.
П р и м е р. Величины известных электродов сравниваются с величинами предлагаемого электрода. Испытание стабильности электродов производилось при этом в условиях электролиза в электролите NaCl (5%) в гальваностатических условиях (постоянный ток плотностью 1 мА/см2). Через 50 ч эксплуатации была записана характеристика тока и напряжения с компенсацией омического падения напряжения и без нее.
Для изготовления в экструдере внешнего слоя было произведено смешивание, пластификация и гранулирование этиленвинилацетатного сополимера с 25% сажи. Внутренний слой также был гранулирован аналогично внешнему слою в экструдере из смеси полиэтилена при низком давлении и сажи. После этого вокруг выполненного из меди проводника с высокой электрической проводимостью было произведено непрерывное экструдирование внутреннего слоя, толщина слоя была 1,5 мм. На втором рабочем этапе после этого на внутреннем слое был экструдирован внешний слой толщиной 2 мм.
В качестве сравнительных электродов были изготовлены однослойные электроды с той же формой, причем первый сравнительный электрод состоял из медного проводника, который был оснащен оболочкой из единственного слоя электрически проводящего полимерного материала, который соответствовал полимерному материалу внешнего слоя электрода.
Второй сравнительный электрод был изготовлен аналогичным образом с той же толщиной слоя, причем электропроводящий полимерный материал соответствовал тому материалу, который использовался для изготовления внутреннего слоя соответствующего изобретению электрода.
Сравнительные электроды были погружены в виде шлейфа в электролит, после чего было осуществлено контактирование с их концами и испытание описанным образом.
В приведенных табл. 1 и 2 содержатся результаты испытания.
Соответствующий изобретению электрод подключался при этом в качестве анода в условиях электролиза. Катод той же конструкции характеризовался на протяжении всей длительности испытания отсутствием номинальных изменений своего внешнего вида и характеристик. Второй сравнительный электрод был включен в качестве анода в условиях электролиза. Катод той же конструкции характеризовался на протяжении всей длительности испытания незначительным возрастанием омического сопротивления и рабочего потенциала.
Кумулятивные токовые нагрузки (мАхч/см2) полимерных материалов полиэтилена и полипропилена, которые применяют во внутреннем слое электрода, при применении сополимеров этиленавинилацетата (толщина слоя 2 мм) в качестве наружного слоя так похожи, что они при испытаниях всегда достигали одинаковых величин. Смеси обоих электропроводящих полимерных материалов дали такие же результаты.
Кумулятивная общая токовая нагрузка этих полимерных материалов при толщине слоя 1,5 мм составляет 1000мАхч/см2. Удвоение толщины слоя приводило к увеличению общей токовой нагрузки приблизительно в 2 раза.
Измеряемые величины при изменении внутреннего слоя даны в табл.3 и 4.
Кумулятивная токовая нагрузка (мАхч/см2) наружного слоя при применении внутреннего слоя толщиной 1,5 мм из смеси полиэтилена и 25% сажи приведена в табл. 4. Кумулятивная токовая нагрузка (мАхч/см2) возрастает линейно с удвоением толщины слоя.
Claims (9)
1. ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, включающий проводник с высокой электрической проводимостью и имеющий на наружной поверхности оболочку из полимерного материала, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильных характеристик и высокой активности электрода при электрохимическом высушивании кирпичной кладки, оболочка выполнена по меньшей мере из двух слоев, при этом внутренний слой, прилегающий к проводнику, выполнен из полимера, устойчивого по отношению к электролиту, а внешний слой, обращенный к электролиту, выполнен из полимера, неустойчивого по отношению к электролиту.
2.Электрод по п.1, отличающийся тем, что внутренний слой выполнен плотно облегающим проводник.
3. Электрод по пп.1 и 2, отличающийся тем, что внутренний слой выполнен преимущественно из неполярного полимерного материала.
4. Электрод по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что внешний слой выполнен преимущественно из полярного полимерного материала.
5.Электрод по пп.1 - 4, отличающийся тем, что, с целью повышения электропроводности, полимерный материал оболочки дополнительно содержит углеродный материал.
6. Электрод по п.5, отличающийся тем, что, с целью повышения электропроводности, полимерный материал оболочки содержит 25% углеродного материала.
7. Электрод по пп.1 - 6, отличающийся тем, что проводник выполнен цилиндрическим.
8.Электрод по пп.1 - 6, отличающийся тем, что проводник выполнен плоским из металлической сетки или ткани.
9. Электрод по пп.1 - 8, отличающийся тем, что внутренний слой оболочки выполнен толщиной 1 - 3 мм, а внешний слой - толщиной 2 - 4 мм.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0070388A AT390274B (de) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Elektrode |
| ATA703/88 | 1988-03-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014368C1 true RU2014368C1 (ru) | 1994-06-15 |
Family
ID=3497585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894613667A RU2014368C1 (ru) | 1988-03-15 | 1989-03-14 | Электрод для электрохимических процессов |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4966675A (ru) |
| EP (1) | EP0333700B1 (ru) |
| AT (1) | AT390274B (ru) |
| CA (1) | CA1338404C (ru) |
| CZ (1) | CZ283378B6 (ru) |
| DE (1) | DE58908574D1 (ru) |
| DK (1) | DK70989A (ru) |
| ES (1) | ES2064488T3 (ru) |
| HU (1) | HU207538B (ru) |
| LT (1) | LT3291B (ru) |
| LV (1) | LV10793B (ru) |
| RU (1) | RU2014368C1 (ru) |
| SK (1) | SK278778B6 (ru) |
| YU (1) | YU42289A (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA010551B1 (ru) * | 2002-08-26 | 2008-10-30 | Оро Ас | Конструкция электрода для использования в электрохимической ячейке |
| RU2345958C1 (ru) * | 2007-09-19 | 2009-02-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Способ умягчения воды |
| RU2417954C1 (ru) * | 2009-10-05 | 2011-05-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (ОАО "НИИнефтепромхим") | Состав для предотвращения неорганических отложений |
| RU2417955C1 (ru) * | 2009-10-05 | 2011-05-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (ОАО "НИИнефтепромхим") | Состав для предотвращения неорганических отложений |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5078936A (en) * | 1989-08-16 | 1992-01-07 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Method for producing a conductive polyimide structure |
| DE69121594T2 (de) * | 1991-04-15 | 1997-04-03 | Raychem Sa Nv | Verfahren zum elektrischen schutz von metallobjekten, erdungselektrode dafür und zusammensetzung der erdungselektrode |
| GB9116114D0 (en) * | 1991-07-25 | 1991-09-11 | Raychem Ltd | Corrosion protection system |
| US5413739A (en) * | 1992-12-22 | 1995-05-09 | Coleman; James P. | Electrochromic materials and displays |
| US5754329A (en) * | 1992-12-22 | 1998-05-19 | Monsanto Company | Electrochromic display laminates |
| CA2187020C (en) * | 1994-04-21 | 2004-12-28 | Joseph Kheder | Corrosion protection system |
| US5876633A (en) * | 1995-12-26 | 1999-03-02 | Monsanto Company | Electrochromic metal oxides |
| CA2241286A1 (en) * | 1995-12-26 | 1997-07-03 | Monsanto Company | Electrochromic tin oxide |
| US5891511A (en) * | 1995-12-26 | 1999-04-06 | Monsanto Company | Addition of color to electrochromic displays |
| GB2309978A (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-13 | Atraverda Ltd | Titanium suboxide electrode; cathodic protection |
| ES2172801T3 (es) * | 1996-07-12 | 2002-10-01 | November Ag Molekulare Medizin | Procedimiento y dispositivo para la purificacion y enriquecimiento de moleculas. |
| GB2337150B (en) * | 1998-05-07 | 2000-09-27 | Nat Power Plc | Carbon based electrodes |
| GB9915420D0 (en) * | 1999-07-01 | 1999-09-01 | Atraverda Ltd | Electrode |
| GB0005377D0 (en) | 2000-03-06 | 2000-04-26 | Atraverda Ltd | Electrode |
| US7804044B2 (en) * | 2000-12-23 | 2010-09-28 | Braincom Ag | Heating device and method for the production thereof and heatable object and method for producing same |
| DE10394000D2 (de) * | 2002-10-23 | 2005-09-08 | Braincom Ag | Flächenheizung, Verfahren zu deren Herstellung und heizbarer Gegenstand sowie Sitzbelegungserkennung, Sitz damit und Sitzbelegungserkennungsverfahren |
| US7655327B2 (en) * | 2003-12-29 | 2010-02-02 | Translucent, Inc. | Composition comprising rare-earth dielectric |
| US8768219B2 (en) * | 2009-11-20 | 2014-07-01 | Xerox Corporation | Bias charging overcoat |
| US8649704B2 (en) * | 2009-11-20 | 2014-02-11 | Xerox Corporation | Bias charging overcoat |
| CN103726090A (zh) * | 2012-10-11 | 2014-04-16 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种用于光电解用的α-Fe2O3光阳极的制备方法 |
| PL248346B1 (pl) * | 2023-04-06 | 2025-12-01 | Univ Lodzki | Korpus elektrody dyskowej do pomiarów zwielokrotnionych |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB200363A (en) * | 1922-07-12 | 1923-07-12 | Gen Electric | Improvements in and relating to electrical induction apparatus, such as transformers |
| US3061494A (en) | 1959-10-05 | 1962-10-30 | Boeing Co | Process of chemical milling and acid aqueous bath used therefor |
| DE1250791B (de) * | 1960-07-04 | 1967-09-28 | Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, Erlangen; VARTA AKTIENGESELLSCHAFT, Frankfurt/Main | Zweischichtige Sauerstoff-Diffusionselektrode |
| US3193412A (en) * | 1962-02-20 | 1965-07-06 | Electric Storage Battery Co | Electric battery |
| US3423247A (en) * | 1963-06-07 | 1969-01-21 | Union Carbide Corp | Porous conductive electrode having at least two zones |
| US4135039A (en) * | 1969-02-21 | 1979-01-16 | Unigate, Limited | Electrode structures and electrodes therefrom for use in electrolytic cells or batteries |
| US3629007A (en) * | 1969-08-06 | 1971-12-21 | Us Army | Reserve battery electrodes using bonded active materials |
| GB1373711A (en) * | 1971-01-25 | 1974-11-13 | Zito Co | Electroconductive materials suitable for batteries and battery components |
| NL7706998A (nl) * | 1977-06-24 | 1978-12-28 | Electrochem Energieconversie | Poreuze elektrode. |
| JPS59215668A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-05 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 亜鉛−臭素電池の電極 |
| JPS61284059A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 多孔質カ−ボンプラスチツク電極の製造方法 |
| DE3610388A1 (de) * | 1986-03-27 | 1987-10-01 | Bernhard Dr Wessling | Stabile elektroden auf basis makromolekularer werkstoffe und verfahren zu ihrer verwendung |
| US4957612A (en) * | 1987-02-09 | 1990-09-18 | Raychem Corporation | Electrodes for use in electrochemical processes |
-
1988
- 1988-03-15 AT AT0070388A patent/AT390274B/de not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-02-15 DK DK070989A patent/DK70989A/da not_active Application Discontinuation
- 1989-02-20 HU HU89821A patent/HU207538B/hu not_active IP Right Cessation
- 1989-02-27 YU YU00422/89A patent/YU42289A/xx unknown
- 1989-03-13 SK SK1565-89A patent/SK278778B6/sk unknown
- 1989-03-13 CZ CS891565A patent/CZ283378B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1989-03-14 CA CA000593633A patent/CA1338404C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-14 RU SU894613667A patent/RU2014368C1/ru active
- 1989-03-15 DE DE58908574T patent/DE58908574D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-15 EP EP89890075A patent/EP0333700B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-15 US US07/324,369 patent/US4966675A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-15 ES ES89890075T patent/ES2064488T3/es not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-04-08 LV LVP-93-236A patent/LV10793B/xx unknown
- 1993-06-04 LT LTIP619A patent/LT3291B/lt not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA010551B1 (ru) * | 2002-08-26 | 2008-10-30 | Оро Ас | Конструкция электрода для использования в электрохимической ячейке |
| RU2345958C1 (ru) * | 2007-09-19 | 2009-02-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Способ умягчения воды |
| RU2417954C1 (ru) * | 2009-10-05 | 2011-05-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (ОАО "НИИнефтепромхим") | Состав для предотвращения неорганических отложений |
| RU2417955C1 (ru) * | 2009-10-05 | 2011-05-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (ОАО "НИИнефтепромхим") | Состав для предотвращения неорганических отложений |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ156589A3 (en) | 1997-11-12 |
| YU42289A (en) | 1990-06-30 |
| US4966675A (en) | 1990-10-30 |
| LV10793A (lv) | 1995-08-20 |
| HUT55059A (en) | 1991-04-29 |
| ES2064488T3 (es) | 1995-02-01 |
| DE58908574D1 (de) | 1994-12-08 |
| LTIP619A (en) | 1994-12-27 |
| ATA70388A (de) | 1989-09-15 |
| DK70989A (da) | 1989-09-16 |
| HU207538B (en) | 1993-04-28 |
| EP0333700A1 (de) | 1989-09-20 |
| CZ283378B6 (cs) | 1998-04-15 |
| SK156589A3 (en) | 1998-02-04 |
| EP0333700B1 (de) | 1994-11-02 |
| DK70989D0 (da) | 1989-02-15 |
| SK278778B6 (sk) | 1998-02-04 |
| AT390274B (de) | 1990-04-10 |
| CA1338404C (en) | 1996-06-18 |
| LT3291B (en) | 1995-06-26 |
| LV10793B (en) | 1995-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2014368C1 (ru) | Электрод для электрохимических процессов | |
| US4957612A (en) | Electrodes for use in electrochemical processes | |
| US5174924A (en) | Ptc conductive polymer composition containing carbon black having large particle size and high dbp absorption | |
| US3656027A (en) | Electrical capacitor having electrically-conductive, impervious connector | |
| US4086397A (en) | Electrochemical cell and cathode for same | |
| AU671242B2 (en) | Woven synthetic halogenated polymer fibers as separator material for electrochemical cells | |
| EP0268397B1 (en) | Carbon-plastic electrode elements | |
| CA1278032C (en) | Cathodic electrode | |
| Ingram et al. | Development of electrochemical capacitors incorporating processable polymer gel electrolytes | |
| US4806212A (en) | Electrode and the use thereof | |
| US3328202A (en) | Composite electrode | |
| CA1149014A (en) | Elliptical shaped battery electrodes oriented in angled arrangement | |
| US4605989A (en) | Electrodes for double layer capacitors | |
| US6005765A (en) | Collector and electric double layer capacitor | |
| Yata et al. | Studies of porous polyacenic semiconductors toward application II. Fundamental electrochemical properties | |
| CA2317059A1 (en) | Electrically conducting members | |
| US4540641A (en) | Electrochemical cell | |
| US4576877A (en) | Fuel cell | |
| GB2115215A (en) | Electrochemical reserve cells | |
| EP0112068A1 (en) | Electrically conductive plastic electrode having a porous surface | |
| US6306543B1 (en) | Electrodes and methods of making them | |
| Beck et al. | Thin inert bipolar electrodes fabricated from carbon black filled polypropylene | |
| JPH0265114A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| Khalil | On the effects of TiO2 additive on DC conductivity and morphology of polyethylene | |
| JPH0626123B2 (ja) | 二次電池電極用導電性樹脂組成物 |