Процессы на электродах, Конструкции электролизеров - Электролиз воды

Катодный процесс может быть описан суммарными уравнениями:

    2Н+ + 2е = Н2 (в кислой среде) (18) 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН - (в щелочной среде) (19)

Рассмотрим механизм катодного выделения водорода из щелочных растворов. Происходит прямой разряд молекул воды с образованием адсорбированных на электроде атомов водорода и гидроксид-ионов. Далее происходи реакция так называемой электрохимической десорбции. В сумме эти два процесса дают катодную реакцию выделения водорода.

Анодный процесс также зависит от кислотности среды:

Н2О = 2Н++ 0,5О2 + 2е (в кислой среде) (20)

2ОН - = Н2О + 0,5О2 + 2е (в щелочной среде) (21)

В щелочной среде поступление гидроксид-ионов к поверхности анода не затруднено и происходит прямое окисление ОН - с образованием кислорода и воды (рисунок).

Схема электролиза

Электролиз водород химический

Конструкции электролизеров

Промышленные электролизеры для производства водорода бывают двух типов:

- монополярные - электроды питаются параллельно в одной и той же емкости;

- биполярные - электроды питаются последовательно (электрод с одной стороны поверхности является анодом, а с другой - катодом) и образуют укладку ячейки. Схемы таких электролизеров представлены на рисунке 1.3.

При монополярном включении электродов все электроды одного знака присоединены к шине, идущей от соответствующего полюса источника постоянного тока. При биполярном включении электродов ток подводится только к крайним электродам 1 и 2, которые являются монополярными электродами. Все остальные электроды подвода тока не имеют и работают биполярно.

Похожие статьи




Процессы на электродах, Конструкции электролизеров - Электролиз воды

Предыдущая | Следующая