Пористый электрод для электролитического разложения воды с твердым полимерным электролитом

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 1) 4 С 25 В 11/00 11/03 ф (мр -1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4053368/31-26 (22) 08.04.86 (46) 29.02.88. Бюл. 11 8 (71) Московский энергетический институт (72) Н.В.Коровин, Н.В.Кулешов, С.И.Сиротин, Б.И.Высоков,Б.А.Климов, С.И. Нефедкин, В.П.Пахомов, В.Н. Фатеев и Л.С.Шмелев (53) 621.3.035(088.8) (56) Патент США Е 4348268, кл. С 25 В 11/12, 1980.

„„Я0„„ l 7302 А 1 (54) ПОРИСТЫЙ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ВОДЫ С ТВЕРДЫМ ПОЛИМЕРНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ (57) Изобретение относится к прикладной электрохимии и позволяет улучшить электрохимические характеристики электрода. Электрод выполнен 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.

1377302

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

15 крупнопористого материала 4. Крупнопористые слои располагаются в местах выступов, т.е. в местах наибольшей толщины электрода. На фронтальную поверхность электрода нанесен катали-20 затор.

Электрод работает следующим образом.

Питающая вода подается с тыльной поверхности электрода вдоль паза 2 25 и за счет капиллярных сил поступает к фронтальной поверхности электрода в основном через слой мелкопористого материала 3. Образующийся в результате электролитического разложения 30 воды газ отводится преимущественно через крупнопористый слой 4 к тыльной поверхности электрода и удаляется из системы с потоком циркулирующей воды.

Пример 1. Для электролиза воды 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 1015 мкм располагают по ширине высту- 45 пов ° а слой мелкопористого материала с размером пор 1-3 мкм — no ширине впадин. При электролизе воды с мембраной МФ-4-СК предлагаемый анод имеет потенциал с „ = 1365 мВ (отн.

НВЭ) при i = 1 А/см и t = 90 С. В случае применения известного электрода (прототипа) при тех же условиях и той же массе катализатора потенциал анода равен 1405 мВ

Пример 2. Для щелочного электролиза воды применяют пористый никелевый катод с нанесением íà его фронтальную поверхность скелетным катализатором. Толщина электрода составляет 2,5 мм. На тыльной стороне электрода выполнены сквозные пазы с шириной выступов и впадин по

1,5 мм, Глубина nasa 1,5 мм. Слой мелкопористого 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 анионпроводящей мембраной данный катод имеет потенциал < = -80 мВ (отн.

НВЭ) при = 0,5 А/см и и = 90 С.

Электрод-прототип при тех же условиях имеет потенциал cp = -95 мВ.

Технико-экономические преимущества предлагаемого электрода .заключаются в снижении уд. энергозатрат при

его использовании в электролизере разложения воды.

Формула изобретения

Пористый электрод для электролитического разложения воды с твердым полимерным электролитом, выполненный в виде пластины с различной пористостью, имеющей на нерабочей стороне пазы, образующие выступы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения электрохимических характеристик электрода, пластина по ширине выступа имеет крупные поры, а по ширине впадины — мелкие поры.

1377302

Составитель Т.Барабаш

Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 816/18 Тираж 619

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4