Электрохимический способ исследования пригодности материалов для изготовления газодиффузионных электродов
Изобретение относится к области электрохимических измерений и может быть использовано для изыскания эффективных материалов газодифг фузионных электродов высокотемпературных топливных элементов. При электрохимическом способе исследования пригодности материалов для изготовления газодиффузионных электродов для повьшения точности определения количественной характеристики пригодности материала электрод погружают в расплав. Поляризуют его при заданном значении потенциала. Проводят частичное медленное извлечение электрода при одновременном фиксировании значения силы тока и расстояния, проходимого электродом при поддержании постоянного значения величины поляризации. В качестве количественной характеристики пригодности материала используют величину максимума локальной плотности тока IAOK в области трехфазной границы, которую определяют по следующей формуле: т . лок р . dE где р - длина трехфазной границы; I - сила тока; - расстояние, проходимое электродом . Способ позволяет установить ряды ки-j нетической активности электродных материалов с количественной оценкой ее для каждого члена ряда. i 01
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1226253 (5D 4 G 01 N 27/46
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
I ° dI.
I пок
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3769280/24-25 (22) 05.07.84 (46) 23.04.86. Бюл. - 15 (71) Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР (72) Г.К.Степанов, А.Б.Вандышев, Л.В.Смирнов и К.Ф.Сиволодская (53) 543.247(088.8) (56) Mill F.G. Electrochemical oxida.
tion of hydrogen on the Surface of
platinum electrode. — J. Electrochem. Soc., 1963, v. 110, Р 2, р.145, Клевцов Л.П., Архипов Г.Г., Степанов Г.К. Способ изучения кинетики ионизации кислорода на цилиндрическом платиновом электроде, частично погруженном в расплавленный карбонатный электролит. Труды института электрохимии УНЦ АН СССР, вып. 9, с. с. 117. (54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИСС1П,ДОВАНИЯ ПРИГОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОДИФФУЗИОННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ (57) Изобретение относится к области электрохимических измерений и может быть использовано для изыскания эффективных материалов газодиф= фузионных электродов высокотемпературных топливных элементов. При электрахимическом способе исследо— вания пригодности материалов для изготовления газодиффузионных электродов для повышения точности определения количественной характеристики пригодности материала электрод погружают в расплав. Поляризуют его при заданном значении потенциала.
Проводят частичное медленное извлечение электрода при одновременном фиксировании значения силы тока и расстояния, проходимого электродом при поддержании постоянного значения величины поляризации. В качестве количественной характеристики пригодности материала используют величину максимума локальной плотности тока в области трехфазной границы, .которую определяют по следующей формуле: где p — длина трехфазной границы;
? — сила тока; — расстояние, проходимое электродом.
Способ позволяет установить ряды ки( нетической активности электродных материалов с количественной оценкой .ее для каждого члена ряда.
1?26253
Изобретение относится к области электрохимических измерений и может быть использовано для изыскания эффективных материалов газодиффузионных электродов высокотемпературных топливных элементов.
Целью изобретения является повышение точности определения количественной характеристики пригодности материала.
Пример. Измеряют максимальную локальную плотность тока при 873 К в водородной атмосфере на ряде образцов из бинарных сплавов на основе никеля, служащих анодами, при поляризациях 0,1 и 0,2 В.
Электрод представляет собой трубку диаметром 0,5-1 см, состыкованную с трубчатым держателем из алунда с напрессованной на него муфтой из. нитрида бора. Токоподвод из материала, не имеющего значительной термо-ЭДС, проходит внутри трубчатого держателя. Верхний торец трубчатого электрода плотно смыкается с муфтой и их стык отполировывается под один диаметр без зазора.
Электрохимическая ячейка имеет разделительные катодные и анодные пространства, электрически соединяющегося через диафрагму, пропитанную эвтектическим расплавом карбонатон лития и натрия. Исследуемый электрод поляризуется анодно, противоэлектродом служит цилиндр из платиновой жести, за ним располагает электрод сравнения. Оба последних электрода катодного отделения омываются окислительной смесью кислорода с углекислотой (1:2 по объему).
Электрохимическую ячейку разогревают до.нужной температуры и выдерживают исследуемый электрод над расплавом. при протоке рабочих газов.
Затем потенциостатом задают потен— циал 0,1 В и опускают электрод микрометрическим винтом до касания с электролитом. Точка касания по отметке микрометра служит нулем отсчета для определения положения верхнего края электрода относительно уровня, электролита. Вначале электрод погружается так, чтобы его верхний край был на -0,2 см ниже уровня расплава, и выдерживается до установлеления стационарного значения остаточного тока, после чего включается моторчик микрометрического подъема электрода, который выключается при измерении каждой точки для достижения установившихся показаний.
Образцы для исследования электродных материалов и виде бинарных сплавов на основе карбонильного никеля выплавлены в атмосфере чистого аргона с алюминием чистотой 99,996Z, иодидным цирконием и электролитическим хромом следующих составов. С хро мом, мас.X: 2,4; 4,4; 4,8; 8,4;
1З,б. С алюминием и цирконием, мас.Ж соответственно 1,2; 2,0; 3,0; 5,0;
7,6; 9,8; 11,2.
Для того, чтобы охарактеризовать активность материала электрода охватывающим нсе возможные причины (например, связанные с увеличением электрохимической или электрокаталитической активности, благоприятными ад сорбционно-десорбционными явлениями или формированием более тонкой пленки, связанными с изменением природы материала или модифицированием его поверхности, какими-то еще неизвестными причинами или удачной совокупностью всех перечисленных причин), вводят термин кинетической активности материала газодиффузионного электрода с количественным выражением акактивности через удельную плотность тока.
Используя предлагаемый способ, можно сформулировать электрохимические ряды материалов газодиффузионных электродов в карбонатном расплавленн0M электролите для выбранных стандартных условий: температуры, давления. рабочих газов, состава элен:тролита и поляризации.
Формула и з о б р е т е н и я
I.
Электрохимнческий способ иссле— донания пригодности материалов для изготовления ".àçодиффузионных электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения количественной характеристики пригодности материала„ погружают электрод н расплав, поляризуют его при заданном значении потенциала, проводят частичное медленное извлечение электрода при одновременном фиксировании значения силы тока и расстояния, проходимого электродом, при поддержании постоянного значения величины поляризации, а н ка1226253
Составитель Г.Боровик
Редактор Л.Гратилло Техред И.Попович Корректор,А Тяско
-Заказ 2120/38 Тира)к 778 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета.- СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная, 4 честве количественной характеристики пригодности материала используют величину максимума локальной плот-ности тока I «Ä а области трехфазной границы, которую определяют по следующей формуле:
I dI
I лак р .РР где р — длина .трехфазной границы;
I — сила тока;
E - р а с с т о я н и е, проходимое электродом.
