Способы воздействия на реакцию выделения водорода - Перенапряжение водорода. Рекомбинационная теория

В промышленных электролизерах, в которых на катоде выделяется водород (как основная или вспомогательная реакция), поляризация этой реакции увеличивает рабочее напряжение ("перенапряжение") и тем самым расход электрической энергии, поэтому основная задача -- максимально возможное снижение поляризации. Если же выделение водорода является нежелательной побочной реакцией (например, при осаждении металлов в гидроэлектрометаллургии), то наоборот, возникает задача увеличения поляризации этой реакции.

Для снижения поляризации при выделении водорода необходимо, прежде всего, правильно выбирать электродные материалы. В щелочных растворах наиболее подходящими с этой точки зрения являются металлы и сплавы группы железа: железо, сталь, двойные и тройные сплавы, включающие никель и кобальт. Так как при выделении водорода раствор вблизи поверхности катода подщелачивается, эти материалы можно в отдельных случаях использовать без заметной коррозии и в нейтральных и слабокислых растворах. В кислых растворах чаще всего применяют угольные или графитовые катоды. Если необходимо максимально снизить рабочее напряжение электролизеров, используют также электроды, содержащие металлы платиновой группы.

Для снижения поляризации существенное значение имеет увеличение истинной рабочей поверхности в результате применения не гладких, а сильно шероховатых или даже пористых электродов. Такие электроды все шире используют в промышленности.

Увеличение поляризации реакции выделения водорода достигается, в основном, введением различных поверхностно-активных добавок в электролит, как нейтральных, так и катионных. Применяют и другие способы. Например, в химических источниках тока цинковые электроды для уменьшения коррозии часто амальгамируют (на амальгамах, как и на ртути, скорость выделения водорода мала).

Похожие статьи




Способы воздействия на реакцию выделения водорода - Перенапряжение водорода. Рекомбинационная теория

Предыдущая | Следующая