4.5. Измерение растворенного кислорода вблизи катода

Концентрация растворенного кислорода в растворе вблизи катода во время импульса электролиза в зависимости от времени представлена ​​в рис. 15 . В течение первых 60 секунд импульсы тока имеет явную отрицательного пика в клетке. Через 60 секунд, генератор установлен управлять отрицательный пик тока исчезли. Из рис. 15 видно, что когда отрицательный пик тока происходит, кислород не развивается у катода, а когда отрицательный ток во время импульсов напряжения предотвращается, кислород у катода больше не освобожден и концентрация уменьшается.

РИСУНОК 15.

Концентрация растворенного кислорода вблизи катода в двух режимах генератора импульсов - при пиковый ток отрицательный (слева, концентрация растворенного кислорода возрастает) и положительный (справа, концентрация растворенного кислорода снижается).

5. Выводы

Реактивная генератор короткое импульсного напряжения предназначен для электролизеров мощность воды различных конструкций, как с пространственно разделены и с переменными электродов расстояния. Требуемое значение электролиза напряжения в первичной цепи источника питания может быть уменьшено путем вставки электролизера в вторичной цепи источника питания вместе с индуктивным элементом и обратного диода. Например, в этой работе электролиза снабжена прямой амплитуды импульса 1 В, что вызывает короткий импульс высокого напряжения (десятки, сотни вольт, в зависимости от проводимости электролита) во вторичном контуре. Для изучения процесса электролиза датчики микроэлектрода используются для измерения концентрации растворенного водорода и кислорода в непосредственной близости от катода в первый раз.

Изменяя расстояние между электродами и концентрации электролита, экспериментально доказано, что электролизер является конденсатор с высокой добротностью, когда импульс короткого напряжения (ширина менее 1 мкс) применяется. В течение этого короткого промежутка времени конденсатор (электролизер) загружают, который может быть интерпретирован как зарядка двойного слоя на интерфейс катода / электролита. После прерывания импульса короткого напряжения энергия, накопленная в двухслойном конденсаторе постепенно разряжается (импульсного разряда хвост), активируя процесс электролиза. Следовательно, показано, что с коротким импульсом напряжения электролиза зарядка клетки могут быть отделены от электрохимических реакций в процессе электролиза. Кинетика зарядки электролизера с реактивными высокого напряжения коротких импульсов не зависит от концентрации электролита, тогда как кинетика последующего процесса долго разряда зависит от концентрации электролита (быстрее в разбавленных растворах, медленнее в более концентрированных растворов). Если концентрация электролита в электролизере выше 3 мм, энергия реактивный импульс напряжения не зависит от концентрации раствора. Нынешний переключатель полярности от катодной анодному и обратно наблюдается в осциллограмм, когда деионизированная электролиз воды проводится с коротких импульсов реактивных напряжения. Полярность меняется только в течение короткого времени, когда импульс реактивной подается напряжение; В начале выпускного хвоста ток катодной снова. Измерения концентрации растворенного кислорода микросенсора в непосредственной близости от катода, показывают, что концентрация кислорода возрастает (обратный процесс для выделения водорода) в присутствии анодного тока. Предложена гипотеза, что импульс высокого напряжения вызывает эмиссию электронов из металла катода в электролит, где сначала электроны сольватированы, то диссоциации молекул воды образует атомы водорода и ОН - ионов; Следующий генерируется ОН - ионы могут выполнять на катоде в момент, когда применяется импульс напряжения снижает, давая выделение кислорода, обнаруженного микросенсора. Выход по току 50% зарегистрирован в высоковольтной реактивной короткий импульс электролиза, в то время как энергетическая эффективность находится в диапазоне 70-100%.

Платиновые и вольфрамовые электроды изучаются найти влияние материала электрода на процесс короткого напряжения импульса электролиза реактивной. Экспериментальные результаты показывают, что напряжения и тока характеристики индуктивный напряжения короткого импульса электролиза являются одинаковыми для обоих металлов, но концентрация растворенного водорода растет быстрее в вольфрамовым электродом. Задержка в выпуске водорода на платиновом электроде объясняется тенденцией платины адсорбировать водород на поверхности.

Благодарности

Авторы признают, лабораторные коллег Лига Гринберга и Андрейс Лусис за стимулирующие обсуждения и Владимиров Nemcevs для оказания технической помощи. Авторы выражают благодарность профессору Роберту Salem за полезные руководства и советов, и глубокое сострадание к его семье в случае смерти профессора в 2009 году. Финансовую поддержку от проекта Европейского социального фонда «Поддержка докторантуры в Университете Латвии» признан M.Vanags . Все авторы поблагодарить Национальную программу исследований в энергетике поддержки развития водородной инфраструктуры в Латвии.