SU662618A1 - Газодиффузионный электрод - Google Patents

Газодиффузионный электрод

Info

Publication number
SU662618A1
SU662618A1 SU762372554A SU2372554A SU662618A1 SU 662618 A1 SU662618 A1 SU 662618A1 SU 762372554 A SU762372554 A SU 762372554A SU 2372554 A SU2372554 A SU 2372554A SU 662618 A1 SU662618 A1 SU 662618A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrode
gas
cathode
current density
hydrogen peroxide
Prior art date
Application number
SU762372554A
Other languages
English (en)
Inventor
Балей Ян
Шпалек Отомар
Original Assignee
Чехословенска Академие Вед.Чсср (Инопредприятие)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чехословенска Академие Вед.Чсср (Инопредприятие) filed Critical Чехословенска Академие Вед.Чсср (Инопредприятие)
Application granted granted Critical
Publication of SU662618A1 publication Critical patent/SU662618A1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/28Per-compounds
    • C25B1/30Peroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/042Electrodes formed of a single material
    • C25B11/043Carbon, e.g. diamond or graphene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

(54) ГАЗОДИФФУЗИОННЫЙ ЭЛ ЕКТРОД 36 За счет добавлени  веществ, повышающих пористость, например бикарбоната 1кали  КНСО« t содержание макропор в рабочем слое электрода увеличиваетс  и тем самым таюке повышаетс  рабоча  плотность тока при электролизе. Электропровод ща  подложка приготавливаетс  из таюос материалов, которые каталитически очень мало воздействуют или почти не воздействуют на спонтанное разложение перекиси водорода в услови х электролиза. Эти материалы должны быть устойчивы против химического воздействи  примен емых электролитов . Электропровод щую подложку изготавливают , например, из никел  дл  щелочных растворов электролитов или графита - дл  нейтральных и кислых. Металлическа  подложка может быть выполнена в форме проволочной сетки, перфорированного листа, пластины из металлического порошка, подвергшегос  спеканию, или изготовлена путем нанесени  на электроды пористого металлического сло . Пористые газодиффузионные sneicrpoды изготовл ют напрессованием при ком натной температуре смеси, образующей рабочий слой, на электропровод щую под ложку. Прочность электрода затем повы- щают путем дополнительного спека га  при. соответствующей материалу температуре (дл  ПТФ) при 350-380°С, (дл  пэ) при . ; . , Смесь рабочего сло  может также непосредственно напрессовыватьс  при температуре спекани  на электропровод щую подложку. Добавки, повыщающие пористость, разлагаютс  термически при температуре запекани  или же после запекани  вымываютс  из электрода. Пре лагаемый пористый газодиффузионный электрод с применением сажи в качеств активного вещества рабочего сло  може давать, например, в случае использовани щелочных электролитов целевые раствор с концентрацией 20-100 г Н2О2При катодной плотности тока 0,5-1,5 кА/м и выходе по току 85-10О%. Напр жение Hd клеммах лабораторного электролизера с филм-рующей диафрагмой при анодном выделении кислорода у никелевого анода составл ет (в случае применени  2-5 в КОН) при 20°С всего 1,,5 В. При оптимальных услови х впектроли за весьма существенно снижаетс  опасность сокрашенил срока службы у газан ньрс гаэодиффузионньпс электродов из-за 184 постепенно увеличивающегос  заполнени  газовых пор электролитом, благодар  чему граница трех фаз: элеи-род - электролит - газообразный кислород, у которой происходит собственно электродна  реакци  с образованием перекиси водорода , весьма существен сокращаетс . Благодар  постепенному заполнению газовых пор электролитом при заданной силе тока, катодна  плотность тока повышаетс  и таким образом катодный потенциал Сдвигаетс  в сторону отрицательных величин, при этом может протекать последующее восстановление первично образующейс  перекиси водорода до воды или также выделение водорода. Это может соответственно привести к снижению Выхода по току перекиси водорода , а также к ухудшению работоспособности газодиффузионных электродов и, наконец, к их полному заполнению. Указанные недостатки всущественной мере устран ютс  благодар  поддержанию посто нного катодного потенциала В пределах 0,4-0,8 по сравнению с равновесным потенциалом водбродного электрода в том же растворе электролита при катодном восстановлении кислорода в пористых газодиффузионных электродах изготовленных из угольных материалов, предпочтительнее из сажи, причем постепенное заполнение системы газовых пор по возможности замедл етс . Благодар  таким меропри ти м заполнение газовых пор (на что Воздействует снижение катодной плотности тока при заданном поте щиале) замедл етс  в несколько раз по сравнению с соотнощени ми , при которых катодный потенциал имеет отрицательные величиЕ1ы {Е 0,4.В). Такие меропри ти ,соответственно,привод т к посто нству высоких выходов по току в процессе электролиза. Нар ду с перекисью водорода (при применении описанных газодиффузионных электродов с сажей в качестве активного вещества рабочего сло  электрода) могут быть получены также и другие пе рекисныё соединени  путем катодного восстановлени  кислорода. Например, в присутствии боратов в растворе образуютс  пербораты в присутствии карбонатов - перкарбонаты и т.д. Ниже привод тс  примеры изготовлени  и применени  предлагаемого газо. диффузионного электрода. Пример 1. Спрессовывают вмест смесь сажи (95%) с удельной поверхностью Ю м /г и ПТФЭ (5%) с проволочной сеткой из никел  и получают пористый газодиффузионный электрод толшиной около 1 мм. После укреплени  элект рода в держателе с .одной стороны элект рода подвод т кислород под избыточным давлением 2О мм рт.ст,, а с другой стороны электрод опрыскивают электроли том (5 н.КОН), анод из проволочной сетки из никел  отдел ют от пористого катода фильтрующей диафрагмой из ПВХ. .Электролит ввод т в анодное пространство и он вытекает после прохождени  через диафрагму из катодного пространства в качестве целевого раствора, содержащего определенное количество перекиси водоро да. Температуру поддерживают в ходе электролиза равной 2О С. При катодной плотности тока 0,55 кА/м на пористом катоде образуетс  перекись водорода и при заданной скорости протекани  электролита концентраци  этой перекиси в католите составл ет 70 г Н„0 /л (равно 2,06 моль соответствует выходу по току 88%. Напр жение на клеммах 1,1 В. П р и л е р 2. Электрод приготавливают согласно примеру 1 прессованием сажи того же сорта с 12% ПТФЭ и затем спекают в течение 1О мин при 380 С. В этом случае, на катоде образуетс  1,4 кА/м перекиси водорода с выходом по току 95%, при этом его концентраци  в католите составл ет 33 г Н202/Л (0,97 моль HjOg) и напр жение на клеммах при таких же услови х опыта 1,5 В. Степень превращени  газообразного кислорода в перекись водорода составл ет 65%. . П р и м е р 3. Из сажи с удельной поверхностью 35 (60 вес,%) и ПЭ (40 вес.%) прессованием при 170 С Получают пористый эЛектрод. При избыточном давлении кислорода 20 мм рт.ст.; и катодной плотности тока 0,7 кА/м получают раствор, содержащий 15 г НпОп/л при выходе по току 82%. .. Напр жение на клеммах при тех же услови х элекггролиаа, что и в примерах 1 и 2, составл ет 1,4 В. П р и м е р 4. Из сажи с удельной поверхностью 10 (44 вес. %) ПТФА ( 6 вес.%) и тонкоизмельченного бикарбоната кали  {50 вес.%, т.е. 33 об.%) изготовл.дот по15истый электрод напрессованием этой смеси в течение 2 мин при 186, 350 С на проволочную сетку из никел . При избыточном давлении кислорода 20 мм рт.ст. и катодной плотности тока 0,6 кА/м получают раствор , содержащий 19 г Н202/Л (0,56 моль НдО) с выходом по току 97%. Напр жение на электролизере при услови х опыта, аналогичных примерам 1-3, составл ет 1,1 В, причем степень превращени  кислорода 80%. . П р и м е р 5, Газодиффузионные электроды, изготовленные из сажи и ПТФЭ, при катодном потенциале 0,6 В в течение 400 ч позвол ют получать перекись водорода с выходом по току 92-98%, при этом плотность тока за это врем  снижаетс  менее чем на 10%. Изготовленные таким образом электроды работают при катодном потенциале 0,3 В. При этом плотность тока в течение ЗОО ч снижаетс  с 14О до 70 мА/см и в течение последующих 100 ч только на 5 мА/см. Выход по току за этот период времени падает с 86 до 15%. Это обусловленно заполнением пор, и это  вление характеризуетс  по влением капель электролита на газовой стороне пористого электрода. П р и м е р 6. Электроды, изготовленные другим способом из сажи и ПТФЭ, выдерживают 280 ч при потенциале 0,6 В, при этом первоначальна  плотность тока снижаетс  с 145 до 115мА/см,; ыход по току практически не измен етс  и составл ет 95-10О%. Такие же элек-гроды затем пол ризуют при потенциале 0,3 В, в течение первых 200 ч плотность тока повьпиаетс  до 2ОО мА/см, в течение последующих ЗОО ч снижаетс  до 5О и А/см и одновременно также выход по току перекиси водорода снижаетс  с 90 до 40%. Заметное заполне ние газовых пор электролитом, так же как и в примере 5, необратимо. П р и м е р 7. Пористые электроды, изготовленные из природного графита и ПТФЭ, стабилизированно пол ризуют при 0,5 7 В. В течение первых 21 ч плотность тока (0,5 кА/м ) и выход по току перекиси водорода (80%) не мен етс . Эти же электроды выдерживают затем при потенциале 0,4 В. За 24 ч плот- д нрсть тока падает с 1,05 до 0,42 кА/м , причем и выход по току снижаетс  с 8О до 60%, Затем электроды выдерживают при стабилизированном напр жении 0,27 В. В течение последующих 21ч плотность тока очень быстро падает до 0,2 кА/м
76626188
,,-,, - -1
и выход по току с 20; до 1%, Перезапоп-с   тем, что, с цепью повышени  произнение гаэо&ых пор заметно По по впе-водительности и срока службы эпектрода,
нкю капепек на газовой стороне эпект-в качестве углеродистого материала он
рода.содержит сажу с удельной поверхностью

Claims (2)

  1. Формула изобретени этилен и полиэтилен - в количестве
    Газодиффузионный электрод дл  полу-Источники информации, прин тые во
    чени  растворов перекисных соединений 10внимание при експертизе катодным восстановлением кислорода,1. Патент США № 3361595,
    содержащий блектропровод шую подложкукл. 136-122, 1968. U Порйстую активную массу Из углероди-
  2. 2. Патент ЧССР № 140247,
    стого материала, отличаюши и-кл. 12ll, 1 1968.
    55-100 м / г и г.ополнительно содержит гидрофобное св зующее - политетрафтор3-50 вес.% активной массы.
SU762372554A 1975-06-19 1976-06-18 Газодиффузионный электрод SU662618A1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS754330A CS192037B1 (en) 1975-06-19 1975-06-19 Gaseous porous electrode for preparing alkaline solutions of peroxicompounds and process for preparing this electrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU662618A1 true SU662618A1 (ru) 1979-05-15

Family

ID=5385791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762372554A SU662618A1 (ru) 1975-06-19 1976-06-18 Газодиффузионный электрод

Country Status (7)

Country Link
CS (1) CS192037B1 (ru)
DD (1) DD124648A1 (ru)
DE (1) DE2626829A1 (ru)
FR (1) FR2316355A1 (ru)
GB (1) GB1528405A (ru)
IT (1) IT1061171B (ru)
SU (1) SU662618A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5112702A (en) * 1990-03-19 1992-05-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical synthesis of H2 O2
DE4317349C1 (de) * 1993-05-25 1994-10-13 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Herstellung von Alkaliperoxid/Percarbonat-Lösungen
GB2337150B (en) * 1998-05-07 2000-09-27 Nat Power Plc Carbon based electrodes
DE10218857B4 (de) * 2002-04-26 2008-02-14 Forschungszentrum Jülich GmbH Schichtsystem für eine Gasdiffusionselektrode, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung des Schichtsystems

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3856640A (en) * 1971-06-02 1974-12-24 Wright H D Production of hydrogen peroxide

Also Published As

Publication number Publication date
CS192037B1 (en) 1979-08-31
DE2626829A1 (de) 1976-12-30
FR2316355A1 (fr) 1977-01-28
DD124648A1 (ru) 1977-03-09
IT1061171B (it) 1982-10-20
GB1528405A (en) 1978-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4783381A (en) Process for the production of electricity in a fuel cell, and fuel cell
RU2075139C1 (ru) Герметичный гальванический элемент одноразового или многоразового действия
TWI431163B (zh) An oxygen diffusion cathode, an electrolytic cell using the same, a method for producing chlorine gas, and a method for producing sodium hydroxide
US3907593A (en) Electrochemical cells
RU2007139012A (ru) Химический источник электроэнергии и способ его изготовления
ES481257A1 (es) Un procedimiento para generar un halogeno
CS207366B2 (en) Electrochemical cell
JPWO2010061451A1 (ja) 空気二次電池
US6299743B1 (en) Electrolytic generation of nitrogen
US20050282063A1 (en) Means of stabilizing electrolyte in a direct carbon-air fuel cell based on a molten metal hydroxide electrolyte
US4414092A (en) Sandwich-type electrode
JP2005535783A (ja) 電解方法及び装置
SU662618A1 (ru) Газодиффузионный электрод
Dousek et al. Electrochemical systems for galvanic cells in organic aprotic solvents: IV. Decomposition of propylene carbonate on lithium
US3419900A (en) Fuel cells with alkali metal hydroxide electrolyte and electrode containing fluorocarbon polymer
US4001039A (en) Electrochemical cell with alkali and alkaline earth metal containing electrolyte
US3925100A (en) Metal/air cells and air cathodes for use therein
Ruben Balanced alkaline dry cells
US9118082B2 (en) Oxygen-consuming electrode and process for the production thereof
EP0157777A1 (en) Chemo-electric cell with at least one gas electrode
US3150998A (en) Fuel cell systems
US3894887A (en) Hydrogen-bromine secondary battery
US3796647A (en) Apparatus for hydrogen production
US3575723A (en) Divalent silver oxide-zinc primary cell and method of forming
US3577329A (en) Process for the production of high purity hydrogen