Способ получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов



Способ получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов
Способ получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов
C25B1/00 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2678438:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ПЛАТИНУМ" (RU)

Изобретение относится к способу получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов, включающий электрохимическое диспергирование в растворе гидроксида одного из щелочных металлов, электрохимическое окисление с одновременным осаждением образующихся наночастиц платины или оксида никеля на углеродный носитель под воздействием переменного тока, промывку и сушку готового материала. Способ характеризуется тем, что процесс электрохимического синтеза осуществляется в течение 2,5 часов с применением платиновых или никелевых электродов площадью до 20 см2, размещенных на расстоянии до 3 см при воздействии переменного тока с импульсами различной формы и средней плотностью 1÷2 А/см2. Предложенный способ позволяет получить в условиях увеличения масштаба производства высокую скорость электрохимического получения Pt/C и NiO/C электродных материалов с размерами частиц платины 5÷18 нм и размерами частиц оксида никеля 100÷400 нм. 2 ил.

 

Изобретение относится к области химических источников тока, а именно к технологии получения электродных материалов на основе наноразмерных частиц платины или оксида никеля для низкотемпературных топливных элементов (НТЭ) и суперконденсаторов (СК).

Существующие способы получения электродных материалов - Pt/C и NiO/C для НТЭ и СК соответственно основаны на химическом восстановлении соединений платины или никеля на поверхности углеродного носителя либо на магнетронном распылении соответствующих металлов (платины или никеля).

Известен способ приготовления Pt/C материала (патент RU №2646761), который предусматривает осаждение коллоидного раствора гидратированного оксида Pt(IV), получаемого кислотным гидролизом, его сорбцию углеродным носителем, экспозицию реакционной смеси при температурах 70÷100°С в течение 1÷2 часов для образования поверхностных оксидов-гидроксидов платины, закрепление наночастиц платины на углеродном носителе с помощью окончательной восстановительной обработки в токе водорода при температуре 120÷250°С или водным раствором восстановителя - муравьиным альдегидом, гидразином, муравьиной кислотой, низкомолекулярными алифатическими спиртами (этанол, пропанол) при температуре 50-100°С или парами низших алифатических спиртов этанола, пропанола в процессе сушки электрокатализатора при температуре 60÷120°С.

Недостатком данного способа является многостадийность процесса и необходимость применения органических соединений, остатки которых могут загрязнять Pt/C материал и снижать его электрокаталитическую активность.

Известен способ получения нанокомпозитного материала аморфный углерод-платина платиносодержащих материалов (патент RU №2421849), основанный на одновременном магнетронном сораспылении углерода, например, графита, и платины на подложке. Предварительно создают в распылительной камере вакуум 10-5÷10-6 мм рт.ст. Предпочтительно магнетронное напыление на подложку нанокомпозитного слоя ведут на неподогреваемую подложку в потоке аргона при давлении 5⋅10-2÷5⋅10-3 мм рт.ст. и плотности тока 5⋅10-1÷5⋅10-2 А/см2. Скорость роста нанокомпозитного слоя на подложке предпочтительно выдерживать в диапазоне 2÷25 нм в минуту. В качестве материала подложки можно использовать химически инертный материал с гладкой поверхностью, например, стекло, или гибкую инертную полимерную пленку, например фторопласт. Полученный таким образом композитный слой на подложке снимают с нее путем механического соскабливания или обработки ультразвуком, например, в ультразвуковой ванне.

Недостатками данного способа является отсутствие возможности непосредственного получения дисперсного продукта, требуется включение дополнительных операций, что увеличивает период времени на проведение технологического процесса. Кроме того способ предполагает необходимость использования глубокого вакуума, применение сложного технического оборудования, что повышает энергозатраты.

Известен способ получения (патент США №US 2010/0055568 А1, опубл. 04.03.2010) композиционного материала (нанокомпозита), используемого в литиевых аккумуляторах и суперконденсаторах, представляющего собой оксид переходного металла на углеродном носителе. Способ получения нанокомпозита, состоящего из оксида переходного металла (например, Ni) и одномерных многостенных углеродных нанотрубок, используемых в качестве углеродного носителя, включает предварительное растворение сурфактанта в дистиллированной воде и перемешивание его с помощью ультразвуковой мешалки в течение 1 часа. В полученный раствор последовательно добавляют углеродные нанотрубки, перемешивая полученную суспензию в течение 3 часов, затем добавляют хлорид металла в качестве прекурсора, например, NiCl2 и мочевину, и размешивают еще 20 минут. При постоянном перемешивании повышают температуру до 100°С и поддерживают ее в течение 7 часов. Полученную суспензию высушивают в вакууме при температуре 100°С, после чего проводят термическую обработку при температуре 300°С.

Недостатком данного способа является длительность технологического процесса и большие энергозатраты, связанные с необходимостью использования вакуума и многократной продолжительной термообработки в интервале температур 100÷300°С.

Наиболее близкими по технической сути к предлагаемому являются электрохимические способы, описанные в нижеприведенных патентах.

Способ получения Pt/C катализатора для топливных элементов (патент RU №2424850) осуществлялся с использованием двух одинаковых электродов, выполненных из платиновой фольги, площадью 2 см2 каждый. В раствор гидроксида щелочного металла (концентрацией от 2 до 6 моль на литр) вводится углеродный носитель при перемешивании, затем в раствор погружают параллельно друг другу электроды на расстоянии 1 см. На электроды подается переменный ток синусоидальной формы частотой 50 Гц при средней величине тока, отнесенной к единице площади поверхности электродов, 0,3-1,5 А/см2.

Недостатком рассматриваемого способа является низкий выход целевого продукта ввиду малой площади поверхности платиновых или никелевых электродов, что делает его малоэффективным в случае промышленного применения.

Способ получения электродного материала NiO/C для суперконденсаторов (патент RU №2449426) осуществляется с использованием двух одинаковых электродов, выполненных из никелевой фольги. В качестве носителя используется углеродный носитель (Vulkan ХС-72). В 2 моль/л раствор гидроксида щелочного металла вводится при перемешивании углеродный носитель, затем в раствор погружают параллельно друг другу электроды, при этом расстояние между ними составляет около 2 см. В течение часа на электроды подается переменный ток синусоидальной формы частотой 50 Гц при средней величине тока, отнесенной к единице площади поверхности электродов, равной 0,4 А/см2. Температура раствора находится в пределах 40÷50°С. Полученную суспензию композиционного материала фильтруют, промывают осадок дистиллированной водой, сушат при температуре 80°С в течение 1 часа.

Недостатком данного способа является низкая производительность, вызванная малой плотностью тока, подаваемого на никелевые электроды, что не позволяет повысить скорость накопления NiO/C на материале в процессе электрохимического синтеза, и непригодность в масштабах производства при работе с большими объемами.

Одной из сложнейших проблем в химической промышленности является масштабирование процесса. Невозможно применение лабораторных процессов в промышленных масштабах посредством точного копирования способов и лабораторных установок. Более высокие скорости, изменение закономерностей протекания процессов с увеличением масштаба установки, - все это обусловливает невозможность непосредственного перехода от лабораторных исследований к производству.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание способа получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов, обеспечивающего масштабирование процесса электрохимического получения Pt/C и NiO/C электродных материалов, интенсификацию и возможность варьирования размером частиц Pt или NiO в широком диапазоне интервалов за счет применения переменного тока с импульсами различными по форме и плотности тока.

Указанный технический результат достигается предложенным способом получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов, включающим электрохимическое диспергирование в растворе гидроксида одного из щелочных металлов, электрохимическое окисление с одновременным осаждением образующихся наночастиц платины или оксида никеля на углеродный носитель под действием переменного тока, промывку и сушку готового материала. При этом процесс электрохимического синтеза осуществляется в течение 2,5 часов с применением платиновых или никелевых электродов площадью до 20 см2, размещенных на расстоянии до 3 см при воздействии переменного тока с импульсами различной формы и средней плотностью 1÷2 А/см2.

Процесс получения Pt/C и NiO/C электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов, представляющих собой наноразмерные частицы платины и никеля на углеродном носителе, в соответствии с предложенным способом состоит в электрохимическом диспергировании и электрохимическом окислении платиновых или никелевых электродов в электролите, представляющем собой суспензию углеродного носителя в водном растворе гидроксида одного из щелочных металлов, например, NaOH концентрацией 2 моль на литр под действием переменного тока импульсной формы средней плотности от 1 до 2 А/см2. При этом процесс осуществляется с применением платиновых или никелевых электродов площадью до 20 см каждый, электрохимическое окисление/диспергирование которых осуществляется под действием импульсного переменного тока с импульсами различной формы (Фиг. 1). Использование переменного импульсного тока с импульсами различной формы позволяет сочетать условия, весьма далекие от равновесных (импульс), и периоды отсутствия тока в системе, когда система стремится к равновесию. Такое чередование эффективно воздействует на структуру и состав продуктов диспергирования металлических электродов, что в итоге позволяет интенсифицировать процесс получения электродных материалов и регулировать в широком диапазоне размер частиц платины или оксида никеля в электродных материалах, а также скорости получения Pt/C и NiO/C электродных материалов.

Отличительным признаком заявляемого способа является возможность масштабирования и интенсификации процесса электрохимического получения Pt/C и NiO/C материалов для НТЭ и СК за счет увеличения площади платиновых и никелевых электродов, увеличения объема электролизера и объема электролита, а также применения переменного импульсного тока с импульсами различной формы.

Изобретение обладает новизной, так как в мировой литературе не выявлено применение переменного импульсного тока с импульсами различной формы для получения Pt/C и NiO/C электродных материалов для НТЭ и СК.

Технический результат данного изобретения заключается в создании способа получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов, обеспечивающего в условиях увеличения масштаба производства высокую скорость электрохимического получения Pt/C и NiO/C электродных материалов с размерами частиц платины 5÷18 нм, и размерами частиц оксида никеля 100÷400 нм за счет применения переменного электрического тока с импульсами различной формы для диспергирования платиновых или никелевых электродов, увеличения плотности тока и площади платиновых или никелевых электродов.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и иллюстрациями:

Фиг. 1. - Формы импульсов переменного тока;

Фиг. 2 - Общая технологическая схема процесса получения Pt/C и NiO/C электродных материалов.

Ниже приведено общее описание технологии процесса производства (Фиг. 1) и примеры реализации в соответствии с предлагаемым способом получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов.

Первым этапом получения электродных материалов является приготовление в электролизере суспензии углеродного носителя в растворе гидроксида одного из щелочных металлов (гидроксида натрия) при постоянном перемешивании. После чего в электролизер загружаются платиновые или никелевые электроды, которые подключаются к источнику переменного тока.

Под действием импульсного переменного тока происходит разрушение (окисление) платиновых или никелевых электродов. Образующиеся наночастицы платины или оксида никеля закрепляются на поверхности углеродного носителя. Электрохимический синтез электродных материалов проводится при постоянном перемешивании и охлаждении электролита. Охлаждающим элементом служит змеевик, выполненный из стекла. Электрохимический синтез производится при температуре 20÷25°С, по окончании синтеза источник питания отключают. После электрохимического синтеза Pt/C или NiO/C электродные материалы отстаивают в электролизере, затем отфильтровывают. Фильтрацию осуществляют на бумажном фильтре с помощью водоструйного насоса. Фильтрат (раствор NaOH) подвергается корректировке и подается обратно в электролизер. Электродный материал, оставшийся на фильтре, промывают дистиллированной водой до получения нейтрального значения рН, после чего он подвергается сушке.

После адсорбции ионов металлов в адсорбционной колонне промывные воды направляют в колонну с ионообменной смолой. Сущность метода заключается в том, что синтетические нерастворимые смолы представляют собой твердые электролиты, диссоциирующие в воде с образованием растворимых анионов, обладающих резко выраженной коагулирующей и адсорбционной способностью по отношению к катионам и коллоидным частицам благородных металлов.

Промывные воды пропускают через колонку со скоростью фильтрования 40 мл раствора в минуту на 1 см2 площади сечения колонки. Адсорбция ионов металлов происходит с частичным восстановлением их до металла. С течением времени смола в колонке слеживается. Для устранения этого явления поток раствора периодически пропускают в обратном направлении. Колонна работает при атмосферном давлении. Степень улавливания ионов металлов близка к 100%. Платину из анионитной смолы извлекают химическим путем из золы после сжигания смолы.

После сушки электродный материал отделяют от фильтра и направляют в сборник. Поскольку в порах бумажного фильтра и на поверхности активированного угля из адсорбционной колонны остается некоторое количество электродного материала, извлечь которое не предоставляется возможным, поэтому утилизация платины или никеля заключается в том, что фильтр и активированный уголь сжигают. Оставшиеся после утилизации металлы вместе с остатками электродов отправляют на переплавку.

Пример 1.

Pt/C электродный материал для топливных элементов был получен следующим образом. В электролизер объемом 500 мл наливают раствор гидроксида натрия концентрацией 2 моль в литре, при перемешивании вводят углеродный носитель Vulcan ХС-72, в количестве необходимом для получения суспензии Vulcan ХС-72 в растворе гидроксида натрия концентрацией 3 г/л. Перемешивание суспензии проводилось в течение 40 минут. Затем в раствор были погружены электроды каждый площадью 20 см2 на расстоянии 3 см друг от друга. На электроды подавался в течение 2,5 часов переменный импульсный ток с формой импульсов N1 (Фиг. 1), плотность которого составляла 1,0 А при температуре раствора 30÷35°С. Полученную суспензию Pt/C материала фильтровали, промывали дистиллированной водой, сушили при температуре 80°С в течение 2 часов. Содержание наночастиц платины составил. 10÷12% от массы электродного материала. Размер наночастиц - 10÷15 нм.

Пример 2.

Процесс аналогичен приведенному в Примере 1 и отличается тем, что на электроды подается переменный импульсный ток с формой импульсов N2 (Фиг. 1), плотность которого составляла 1,0 А. Содержание наночастиц платины составил 15÷20% от массы электродного материала. Размер наночастиц - 5÷18 нм.

Пример 3.

Процесс аналогичен приведенному в Примере 1 и отличается тем, что на электроды подается переменный импульсный ток с формой импульсов N3 (Фиг. 1) плотность которого составляла 1,0 А. Содержание наночастиц платины составил 15÷20% от массы электродного материала. Размер наночастиц - 5÷10 нм.

Пример 4.

Процесс аналогичен приведенному в Примере 3 и отличается тем, что на электроды подается переменный импульсный ток, плотность которого составляла 2,0 А. Содержание наночастиц платины составил 40÷42% от массы электродного материала. Размер наночастиц - 5÷12 нм.

Пример 5.

NiO/C электродный материал для суперконденсаторов был изготовлен следующим образом. В электролизер объемом 500 мл наливают раствор гидроксида натрия концентрацией 2 моль в литре, при перемешивании вводят углеродный носитель Vulcan ХС-72, в количестве необходимом для получения суспензии Vulcan ХС-72 в растворе гидроксида натрия концентрацией 3 г/л. Перемешивание суспензии проводилось в течение 40 минут. Затем в раствор были погружены электроды каждый площадью 20 см2 на расстоянии 3 см друг от друга. На электроды в течение 1 часа подавался переменный импульсный ток с формой импульсов N1 (Фиг. 1), плотность которого составляла 1,0, при температуре раствора 40÷45°С. Полученную суспензию NiO/C материала фильтровали, промывали дистиллированной водой, сушили при температуре 80°С в течение 2 часов. Содержание частиц оксида никеля составил 15÷20% от массы электродного материала. Размер частиц - 200÷400 нм.

Пример 6.

Процесс аналогичен приведенному в Примере 5 и отличается тем, что на электроды подается переменный импульсный ток с формой импульсов N2 (Фиг. 1), плотность которого составляла 1,0 А. Содержание частиц оксида никеля составил 30÷35% от массы электродного материала. Размер наночастиц - 100÷250 нм.

Пример 7.

Процесс аналогичен приведенному в Примере 5 и отличается тем, что на электроды подается переменный импульсный ток с формой импульсов N3 (Фиг. 1), плотность которого составляла 1,0 А. Содержание частиц оксида никеля составил 40÷42% от массы электродного материала. Размер наночастиц - 130÷200 нм.

Пример 8.

Процесс аналогичен приведенному в Примере 5 и отличается тем, что на электроды подается переменный импульсный ток, плотность которого составляла 2,0 А. Содержание частиц оксида никеля составил 60÷62% от массы электродного материала. Размер наночастиц - 100÷250 нм.

Способ получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов, включающий электрохимическое диспергирование в растворе гидроксида одного из щелочных металлов, электрохимическое окисление с одновременным осаждением образующихся наночастиц платины или оксида никеля на углеродный носитель под воздействием переменного тока, промывку и сушку готового материала, отличающийся тем, что процесс электрохимического синтеза осуществляется в течение 2,5 часов с применением платиновых или никелевых электродов площадью до 20 см2, размещенных на расстоянии до 3 см при воздействии переменного тока с импульсами различной формы и средней плотностью 1÷2 А/см2.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов топливных элементов, двухслойных конденсаторов, литий-ионных или литий-полимерных батарей, а также катализаторов или адсорбентов.

Способ изготовления водородного электрода для кислородно-водородного топливного элемента относится к области электрохимии, а именно к изготовлению конструкционных элементов водородных насосов и топливных элементов, конкретно к изготовлению водородных электродов.

Изобретение относится к фторид-ионной батарее и способу изготовления фторид-ионной батареи. Фторид-ионная батарея содержит: электродный слой, который включает в себя первый элемент-металл или элемент углерод и обладает способностью к фторированию и дефторированию; слой твердого электролита, содержащий материал твердого электролита, причем материал твердого электролита включает в себя второй элемент-металл с более низкими потенциалом фторирования и потенциалом дефторирования, чем эти потенциалы у первого элемента-металла или элемента углерода; и анодный токоотвод, в указанном порядке; и слой анодного активного материала не присутствует между слоем твердого электролита и анодным токоотводом.

Изобретение относится к способу получения электрода для литий-титанатного элемента питания. Способ включает стадии: получения связующей композиции, содержащей фторакриловый гибридный латекс, в котором фтор и акрилатные полимеры гибридизуют в частицу и такие частицы диспергируются в водном растворе, и комбинирование литий-никель-кобальт-оксида алюминия (НКА) или титаната с карбоксиметилцеллюлозой (КМЦ) и поливинилиденфторидом (ПВДФ) в указанном водном растворе для получения, по меньшей мере, одного электрода электрохимического элемента питания.

Изобретение относится к области электротехники и биомедицины и может быть использовано при изготовлении биосовместимых элементов питания, которые могут эффективно удерживать химический состав батареи, при этом конструктивное выполнение элемента питания позволяет осуществлять внутренний контроль количества элементов питания.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых аккумуляторов с анодами на основе титаната лития. Проводят смешение диоксида титана с гидрооксидом лития в сухом виде, механоактивацию и термообработку, при этом механоактивацию проводят в процессе пластического течения при кручении под давлением 1.65 ГПа и величинах относительной деформации 19-21, а термообработку при температуре 700°C в течение 6 часов в воздушной среде.

Изобретение относится к производству источников тока, осуществляемому в сочетании с утилизацией первичных источников тока, выработавших свой ресурс, и может быть использовано для изготовления литиевых аккумуляторов.

Изобретение относится к способу печати или нанесения напылением для изготовления гибкого электрода на подложке. Способ получения гибкого электрода на подложке включает следующие этапы: i) приготовления электродной краски путем диспергирования смеси твердых частиц в водной фазе, смесь твердых частиц содержит: одно активное электродное вещество в количестве от 70 до 99,5 мас.% от полной массы смеси твердых частиц, одно связующее, содержащее лигноцеллюлозный материал, в количестве от 0,5 до 30 мас.% от полной массы смеси твердых частиц, смесь твердых частиц составляет по меньшей мере 25 мас.% от полной массы электродной краски; ii) этап переноса электродной краски на по меньшей мере часть одной из сторон гибкой подложки методом печати или нанесения напылением, причем гибкая подложка выбрана из целлюлозной подложки, полимерной пленки и полимерной мембраны, необязательно армированной целлюлозой; и iii) этап сушки для получения гибкого электрода на подложке.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления литиевого аккумулятора с неводным электролитом, в котором предотвращается вымывание переходного металла из активного материала положительного электрода.

Изобретение относится к электротехническим материалам, используемым при производстве литийионных источников тока малой мощности, в частности к катодной массе, содержащей активный компонент на основе LiFePO4.

Изобретение относится к созданию эластичной алюмооксидной наномембраны на основе анодированного алюминия. Способ включает подготовку поверхности образцов путем термообработки в течение 30 мин при температуре 450°С и анодирование в многокомпонентном электролите 50 г/л щавелевой кислоты + 100 г/л лимонной кислоты + 50 г/л борной кислоты + 100 мл/л изопропилового спирта в гальваностатическом режиме при температуре 20°С и плотности тока 25 мА/см2.

Изобретение относится к контактирующему с электролитом узлу крепления расходуемого электрода, содержащему первую трубу, в которой протекает электролит; вторую трубу, которая выполнена из изоляционного материала и обеспечивает возможность протекания электролита; блок цилиндрического расходуемого электрода, размещенный между первой трубой и второй трубой так, чтобы обеспечить возможность протекания электролита, и включающий в себя расходуемый электрод, который контактирует с электролитом; первое трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения первой трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом; и второе трубное соединение, выполненное с возможностью непроницаемого для жидкости присоединения второй трубы к блоку расходуемого электрода разъемным образом.

Изобретение относится к способу разложения воды на кислород и водород и устройству для его осуществления. Способ осуществляют путем воздействия на воду, протекающую по межэлектродным полостям, электрическим и магнитным полями.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении композитов, электрохимических и электрофизических устройств. В электролите, содержащем источник углерода, размещают электроды.

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано в производстве поликристаллического кремния. Способ включает получение хлористого водорода из хлора и водорода; получение трихлорсилана в реакторе кипящего слоя металлургического кремния с катализатором с использованием синтезированного хлористого водорода и оборотного хлористого водорода из системы конденсации после водородного восстановления трихлорсилана с образованием парогазовой смеси 1, содержащей хлорсиланы и водород; конденсацию хлорсиланов из парогазовой смеси 1 с получением конденсата 1 и с отделением водорода; ректификационное разделение хлорсиланов из конденсата 1 и их очистку; переработку тетрахлорида кремния в трихлорсилан; водородное восстановление очищенного трихлорсилана в реакторах осаждения с получением поликристаллического кремния и парогазовой смеси 2, содержащей хлорсиланы, водород и хлористый водород; конденсацию хлорсиланов из парогазовой смеси 2 с получением конденсата 2 и с отделением водорода и хлористого водорода; ректификационное разделение хлорсиланов из конденсата 2 и их очистку; переработку кремнийсодержащих отходов с получением диоксида кремния и раствора хлорида натрия, при этом для получения хлора используют электролиз раствора хлорида натрия, полученного при переработке кремнийсодержащих отходов, с одновременным получением водорода, который направляют на получение хлористого водорода, и раствора гидроксида натрия, который направляют в систему переработки отходов; для получения хлористого водорода используют неосушенные хлор и водород из системы электролиза хлора и дополнительный водород из водородной станции, причем процесс синтеза хлористого водорода ведут с одновременной абсорбцией его водой и дальнейшим выделением газообразного хлористого водорода на колонне отгонки - стриппинга, с одновременным получением соляной кислоты, которую направляют в систему переработки отходов; прямой синтез трихлорсилана и переработку тетрахлорида кремния в трихлорсилан ведут совместно в реакторе, в который, кроме металлургического кремния с катализатором и хлористого водорода, подают водород, выделенный из парогазовой смеси 1, часть водорода, выделенного из парогазовой смеси 2, водород из водородной станции, очищенный после ректификационного разделения конденсата 1 тетрахлорид кремния и основную часть тетрахлорида кремния после ректификационного разделения конденсата 2; в процессе водородного восстановления кремния в реактор подают трихлорсилан, очищенный после ректификационного разделения хлорсиланов из конденсата 1, трихлорсилан, очищенный после ректификационного разделения хлорсиланов из конденсата 2, и оборотный водород из системы конденсации 2, при этом температурный градиент в пространстве от зоны охлаждения стенки реактора до нагревателей снижают до 250-300°С за счет введения композиционных тепловых экранов; дихлорсилан после ректификационного разделения конденсата 1 и ректификационного разделения конденсата 2 выводят в систему конверсии дихлорсилана в трихлорсилан, из которой трихлорсилан затем возвращают на ректификационное разделение хлорсиланов из конденсата 1 и их очистку.

Изобретение относится к электродному элементу, состоящему из цельного электрода, содержащего два отдельных каталитических компонента, размещенных в единственной отдельно стоящей детали, содержащему: подложку из вентильного металла; первый каталитический компонент, нанесенный на упомянутую подложку, причем упомянутый первый каталитический компонент пригоден для выделения кислорода из водного раствора при анодной поляризации; второй каталитический компонент, пригодный для образования диоксида хлора из раствора хлората в кислой среде; причем упомянутые первый и второй каталитические компоненты электрически изолированы друг от друга.

Изобретение относится к способу электроокисления ионов церия (III), включающему обработку исходного раствора, содержащего ионы церия (III), в электролизере с установленными в нем анодом и катодом, разделенными пористой наноструктурированной керамической диафрагмой на анодную и катодную камеры, каждая из которых имеет ввод и вывод, при этом ввод и вывод каждой камеры снабжены циркуляционными контурами, подачу исходного раствора в анодную камеру электролизера, подачу вспомогательного электролита в катодную и проведение электролиза при поддержании необходимых температуры и давления.
Настоящее изобретение относится к способу электрохимического окисления спиртов, включающему приготовление реакционной смеси, состоящей из окисляемого спирта, воды, органического растворителя, в качестве которого используется хлористый метилен, йодида калия, нитроксильного радикала ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидин с добавкой пиридина, после чего проводят электролиз при температуре 25-30о С и заканчивают его после пропускания 2 F электричества.

Изобретение относится к устройству получения обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды. Устройство содержит диэлектрический корпус с отверстием для входа воды и вентилями для выхода обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения микрокристаллического порошка кремния, включающему электролиз расплава, содержащего хлорид, фторид и фторсиликат калия, диоксид кремния.

Изобретение относится к термохимически стойкому аноду для электролиза алюминия из криолитно-глиноземных расплавов. Анод содержит верхний элемент (1) и подвешенный на нём нижний элемент. Нижний элемент включает тепло- и электроизоляционный грузонесущий колпак, состоящий из боковых (4) и верхней (5) стенок, выполненный из химически стойкого материала, и монометаллический электропроводник (2), размещенный внутри колпака, покрытый защитным однородным оксидным слоем (3). Колпак содержит манжет проёма (8) в одной из стенок. Электропроводник (2) имеет в своём составе контактную колодку (9), расположенную внутри манжета проёма (8) и распределительный токопровод (10), установленный над стенками колпака и соединяющий контактную колодку (9) с верхним металлическим элементом (1) анода. Технический результат: уменьшение электрического сопротивления нижнего элемента анода для снижения расхода технологической электроэнергии и повышения срока службы анода. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.,1 табл.

Изобретение относится к способу получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов, включающий электрохимическое диспергирование в растворе гидроксида одного из щелочных металлов, электрохимическое окисление с одновременным осаждением образующихся наночастиц платины или оксида никеля на углеродный носитель под воздействием переменного тока, промывку и сушку готового материала. Способ характеризуется тем, что процесс электрохимического синтеза осуществляется в течение 2,5 часов с применением платиновых или никелевых электродов площадью до 20 см2, размещенных на расстоянии до 3 см при воздействии переменного тока с импульсами различной формы и средней плотностью 1÷2 Асм2. Предложенный способ позволяет получить в условиях увеличения масштаба производства высокую скорость электрохимического получения PtC и NiOC электродных материалов с размерами частиц платины 5÷18 нм и размерами частиц оксида никеля 100÷400 нм. 2 ил.

Наверх