Электролизная ячейка

 

Мвьъ.с мвамма

Фю"гайто- тамтама тесните

ОП И А ®

ИЗОБРЕТЕНИЯ,,7940 9!

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.12.77 (21) 2550075/23-26 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

С 25В 1/04 (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (53) УДК 621.317.729 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Шнайдерман и Б. Г. Гришаенков (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИЗНАЯ ЯЧЕЙКА

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к устройствам для электролиза воды, а именно к электролизным устройствам для снабжения кислородом гермообъектов, в частности кабин космических кораблей.

Известно устройство для разложения воды на кислород и водород, включающее емкость с электролитом и электроды (1).

Известна электролизная ячейка для невесомости, где отсутствует естественное разделение газа и жидкости за счет сил гравитации. Известная электролизная ячейка содержит электроды, пористый межэлектродный элемент, разделители газоэлектролитной смеси, емкость с электролитом (2).

Недостатком ячейки является высокая концентрационная поляризация, возникающая в межэлектродном пространстве из-за несоответствия скорости подачи электролита в межэлектродное пространство и разной скорости анодного и катодного процессов.

Целью изобретения является повышение производительности ячейки за счет снижения концентрационной поляризации.

Поставленная цель достигается тем, что в электродной ячейке межэлектродный элемент выполнен в виде двух подвижных замкнутых лент из упругого материала, ячейка снабжена отжимными роликами и каждая из лент пропущена через свои отжимные ролики. Отжимные ролики расположены в разделителях газоэлектролитной

5 смеси, электроды имеют пористую газоструктуру.

На чертеже изображена принципиальная схема электролизной ячейки где: 1 и 2— подвижные замкнутые ленты, предпочти10 тельно, из поролона; 3 — катод; 4 — анод;

5 — отжимные ролики; б — разделители газоэлектролитной смеси; 7 — емкость с электролитом.

Электролизная ячейка работает следую15 щим образом.

При вращении отжимных роликов 5 замкнутые ленты 1 и 2, смоченные электролитом 7, протягиваются между катодом 3 и анодом 4, при этом происходит электро20 лиз воды и в ленте 1 образуется водородная газоэлектродная смесь, а в ленте 2— кислородная газоэлектродная смесь. Эти смеси под давлением роликов 5 отжимаются из лент 1 и 2 в разделители б, в кото25 рых любым известным способом производится сепарация газа и жидкости. При своем дальнейшем движении ленты 1 и 2 соприкасаются с электролитом 7 и, пропитавшись им вновь, поступают в пространство

30 между катодом 3 и анодом 4.

794091

3newrrrponum

Зазак 2709/3 Изд. № 103 Тираж 723 Подписное

НПО «Поиск»

Типография, пр. Сапунова, 2

При этом происходит принудительное обновление приэлектродного слоя, что предотвращает возникновение межэлектродных концентрационных явлений. Наличие по крайней мере двух межэлектродных пористых лент 1 и 2 позволяет протягивать каждую из них между анодом 4 и катодом

3 с различной скоростью в соответствии со скоростью электрохимических процессов на аноде 4 и катоде 3. Наличие раздельных отжимных роликов 5 у каждой межэлектродной пористой ленты позволяет раздельно устанавливать давление роликов 5 на них, тем самым устанавливая разную степень выжимания из лент газоэлектролитной смеси и, как следствие, различную степень концентрации электролита 7 в каждой ленте после их соприкосновения с электролитом 7.

Совокупность описанных выше особенностей позволяет создать в каждом конкретном случае оптимальный процесс электролиза в ячейке за счет выбора оптимального соотношения скоростей движения лент и силы прижатия роликов 5.

Сепарация газоэлектродной смеси может происходить в разделителя 6, а также благодаря тому, что анод 4 и катод 3 выполнены из пористых материалов.

Возможно и целесообразно объединение обоих видов сепарации.

Пример. Проводилось разложение воды при электролизе раствора щелочей (50% -ный раствор КОН), температура электролита 85+ 5 С, плотность тока изменялась в пределах 0,015 вЂ,02 А/сма и контролировалась прибором.

Расстояние между электродами составляло 60 мм (две электродных ленты из поролона толщиной 30 мм каждая), скорость движения лент составляла у катода

1,6 м/мин, у анода 2,4 м/мин.

Контроль протекания процесса (чистота и объем газа) проводился только по водороду, который собирали в сосуд, установленный донышком вверх над отжимными роликами прикатодной ленты.

В процессе электролиза не наблюдалось снижение силы тока между электродами, 10 что подтверждало отсутствие концентрационной поляризации и образования слоя из газовых пузырьков на электродах. Производительность предложенной установки в

0,5 — 1,0 раз выше ранее известной.

Формула изобретения

1, Электролизная ячейка, содержащая электроды, пористый межэлектродный эле20 мент, разделители газоэлектролитной смеси, емкость с электролитом, отл и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения производительности, межэлектродный элемент выполнен в виде двух подвижных замкну25 тых лент из упругого материала, ячейка снабжена отжимными роликами и каждая из лент пропущена через свои отжимные ролики.

2. Ячейка по п. 1, отличающаяся

30 тем, что отжимные ролики расположены в разделителях газоэлектролитной смеси.

3. Ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что электроды выполнены пористыми.

Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1. Глизманенко Д. Л. Получение кислорода. М., «Химия», 1965.

2. Основы космической биологии и медицины. Т. 3. «Космическая медицина и био40 технология», с. 102 †1 (прототип).