1598005406-c7dd8660448dd542c8c2f5c17a2e095d (811207), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Существует не зависимый от нагрузки минимум поляризации. д э уд $ Ф йгу Ф иг. 44. Номограмма для расчета расхода водорода. Соединяя установленное рабочее давление с величиной подводз газа (измеряемого посредством масляного дифмзиометрз) и продолясзи прямую до пересечения со шкалой расхода, получают количество расходуемого водорода. Несколько иную зависимость обнаруживает электрод № 166 па фиг. 43. У него при увеличении давления за минимумом поляризации следует второе уменьшение поляризации. Кроме того, на фиг. 43 приведена часть характеристики другого электрода (№ 729), у которого снижение поляризации происходит только при высоком рабочем давлении.
Такую различную зависимость нагруженного электрода от давления можно объяснить различной функпией распределения пор (число пор в зависимости от их радиуса). Гомопо- Технология изготовления водородного Г4Сга-электрода 187 ристые электроды обнаруживают особенно хорошо выраженный минимум поляризации. Из этих наблюдений следует, что установление произвольного рабочего давления нецелесообразно. Для реального ДСК-электрода его следует подобрать так, чтобы электрод раоотал в области наименыпей поляризации. 42!3!.
ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОГО РАСХОДА ГАЗА Для определения объемного расхода газа и степени его использования служит расходомер, установленный на линии подвода водорода. Расходомер показывает количество водо- рода, подведенного к электроду. По отдаваемому электродам току можно вычислить количество электрохимически исполь- зованного водорода (1 а = 0,1!6 норм.
см' Нз/сек). Для того чтобы найти объемный расход неиспользован- ного газа через электрод, нужно от количества подведенного водорода отнять количество электрохимически использован- ного водорода. Степень использования газа (еи„) указывает, сколько процентов подведенного водорода преобразуется в электроде в электроэнергию; Электрохимически испотьзовзниый Н2 1000/ ит Подведенный Н, В качестве расходомера применяется масляный манометр, которым измеряется падение давления водорода, протекающего через дроссельный капилляр. Из снятых показаний манометра по приложенной номограмме (фиг.
44) можно быстро определить потребление водорода при данном давлснии. 4.21311. Явления гистерезисз На фиг, 45 приведены результаты измерения объемного расхода газа через два горячепрессованных ДСК-электрода в зависимости от давления газа (нагрузка 1= О). Оба электрода различаются, особенно по величине зерен сплава гсггт бу га гл ,а а тта Ф к г. 46. Гистерезвс пропускной способности двух различно изготовленных ДСК-электродов (1 = О) в зависимости от дзвленкя газа. Стрелки указывают последовательность изменения давленяя.
° электрол ы тзэ; ГЗ электрол ы 7го. гг«т т гт гп гуадпИ гага, мм масл. сах 22 смг смг йб г,гг г,у угу ,а, анги ел" го гт « « М гас еот « уа ф Ф и г. 46. Схема строепяя электрода, объясняющая явлекне гкстерезисз его пропускной способности. Обрззовакие ыеняска электролита пря определенном давлении газа: прк увеличении давлепкя (верхяяя схема) я пря уменьшении давления (нижняя схема), ц уха , гзп «~ Топ «гггт ь" гагр ь хгр чл и осг гсг Ф к г.
47. Явление гястерезкса поляркзуемого йСК-электродз (Ы 729, 1 = 200 ма/гмл). Подвод гзза = потребленне (электрохкмкческое превращение) + пропуск газа (без электрохпмкческого превращения). Тглнологнл изготовления водородного ДСК-электрода 189 Ренея. В табл. 4.5 приведены их технологические параметры. Из фиг. 45 видно, что при повышении давления выше 1,0ати количество газа, пропускаемого электродом № 739, быстро увеличивается. В то же время у электрода № 740, имеющего более мелкие зерна сплава Ренея, это явление наступает лишь при давлении около 1,5 ати.
У обоих электродов харак. теристики объемно~о расхода газа имеют гистерезис, который можно объяснить колебаниями радиуса каждой отдельной поры по ее длине (фиг. 46). На фиг. 47 приведено количество газа, пропускаемого электродом № 729, в зависимости от давления газа, но теперь при постоянной нагрузке 200 ма/смг. Далее на фиг. 48 ф К Г. 48. ПОЛярпээцкя Ч ЭЛЕКтрада лкй 729 В ЗаВИСИМОСтИ От ПОдВОда газа прв плотности тока 200 моУсм'. показана зависимость поляризации этого электрода при тех же самых условиях от количества подведенного газа. Из фиг. 47 и 48 видно, что в противоположность количеству пропускаемого газа поляризация с изменением давления мало изменяется. Лишь в области давлений ниже 1,8 ати поляризация при понижении давления сильно увеличивается. Вэтом случае электрод практически «затопляется» (очень много пор целиком заполнено электролитом), в результате чего не может больше образоваться достаточно длинная для выработки тока граница трех фаз.
4.21312. Определение степеня использования газа в однослойных к двухслойных электродах На фиг. 47 нанесена точка замера с координатами 2,4 ати и 40 мм масл. ст. Она получается при отключении нагрузки от электрода. Уровень масла понижается при этом на 7 мм. Полученное изменение количества подводимого газа с 47 до 40 мм масл. сг. соответствует потреблению газа при прохождении тока. С помощью номограммы фиг. 45 можно опре- Глава 1 и убд Таблица 4.б Нагруз- ка, мп,'«.н' Поларн- за па а, мэ Потребление газа, м.в мосх.
ст. Темпера- тчсоа, давленне, атд Степень нспальзованна газа енг И Измерение До контролируемой ак- тивации 0 100 160 0 !26 Эл 0,9 4,5 ектродиый и 40 40 2,7 2,7 80 отеициал резко иадае После контролируемой ак- тивации 0 100 160 0,7 4,6 7,0 0 36 67 40 85 40 90 40 2,7 2,7 2,7 делить, что в этом случае на получение электроэнергии расходуется водорода 14 смз)мин. Такое количество газа соответствует току 1,96 а. Замерено 2,0 а.
Степень использования газа составляет еп, = !4,6% . Таким образом, в однослойном электроде № 729 при нагрузке 200 лга(сл(2 электрохимически сгорает лишь 14,6% подводимого газа. Такая малая степень использования газа в однослойных электродах явилась причиной создания так называемых двухслойных электродов (см. равд. 4.12). В табл. 4.6 приведены электрические характеристики и степень использования газа двухслойного ДСК-электрода № 753 (технологические параметры этого электрода — в табл.
4.7, полярнзацнонные характеристики — на фиг. 29 и 49), В связи с получившимся прн изготовлении изъяном электрод незначительно пропускает газ. Коэффициент использования газа для двухслойных ДСК-электродов составляет около 90%, При улучшении процесса изготовления электродов этот коэффициент можно еще более повысить, 48.
СРАВНЕНИЕ ЭЛЕКТРОДОВ РАЗЛИЧНОГО ТИПА ДСК-электроды различного типа можно сравнить по их поляризационным характеристикам, представленным на фиг. 49 (поляризация 71 дана в зависимости от нагрузки 1 при рабочей температуре 40'С). Об электрохимических свойствах можно судить по предельной плотности тоха и по наклону прямолинейной части характеристики (дифференциальное удельное поляризационное сопротивление — ом сма). Табл. 4.7, содержащая данные об изготовлении, о пределыюй плотности тока, дифференциальном удельном цоля- Технология изготовления водородного ИСК-электрода 191 ризационном сопротивлении и степени использования газов для ряда электродов, дает обзор развития водородных ДСК-электродов. Электрод № 39 является одним из лучших полых цилиндрических ДСК-электродов.
Вго предельная плотность тока составляет 140 ма1сл(2, дифференциальное удельное поляризацнонное сопротивление 1,4 ом сл(2. удд 2дд ддд 9дд г, мв/емг фиг, 49 Полиризациоиные характеристики различно изготовленных ДСК-электродов. м 39 †ол кз лучших полых пвлннлрвческнх элскгролов,' м 76 — алан нз первых дисковых элекгралав; м 27( — нэгоговлсн по оптимальным парамехрам; 76 ь9с ло(о( н после( ° 7 контролируемой акгнвапнн; 76 669 — изготовлен по ангнмальны» параметра» н поавергауг конгрплнруемой вкгнваннн; ы 766 в двухслойный электрол после конгролнруеьгай акгнаэпнн; 76 769 — олнослойоый эленгрок со (99Л-ным солержавнем железа в опорном скелеге (неакгнвнрававныг( злекгрол составе нз (6,6 вес, и алюмнанк, 76,6 вес.
и никеля н 66,6 вес. М желева(. Электрод № 73 является одним нз первых работоспособных плоских ДСК-электродов. Так как еще нс было хорошо известно влияние технологических параметров на работу электрода, он обладает плохими электрохнмическимн свойствамн. Значительный прогресс принесло знание оптимальных технологических параметров. Это видно на примере электродов № 271 и 659.
После контролируемой активации электрод № 659 имеет предельную плотность тока 440 ма!сма и дифференпиальное удельное поляризацнонное сопротивление 0,1 ом см', Изготовленный для сравнения электрод № 694 с отклонением технологических параметров от оптимальных Таблица й7 даалепяе прессоааиия, ( лг/г.кг Либ!ферзи. цналыное удельное полярпзациоипое сопро. тнплепие, ом. слз Температура горячего прессо. нанна, 'С Силан Ренее Время спеканик илп горячего црессоааиия, мпн Номер ДСК- элект- родаа Прелельнаа плотность тока, иа/см' Состаа смеси силан Репса — М! -!'е п еесо- амх частях Температура спекаиия, 'С Степень нспользопзния газа !а скобках дан номер раздела) А! — Х! — Ре, нес. и диаметр зерен, мн 60/40 5500 1:3:0 «75 О1 Водородный (4.1!6) 15,0 16,0 27,2 1,4 1,7 1,0 0,3 0,4 1100 120 =' 75 75 =75 730 800 900 700 700 700 (4.1416) (4.142) (4342) (4.211) (4.131) (4.3) (4.131) «75 зцг ж 10% 140 75 120 250 260 «60 == 35 6 — 10 «75 «:75 «75 "= 75 :.
75 == 75 анг = 15% 'цг 15% (4.!31) 25 9,0 :75 «75 == 75 6 — 10 еиг - 20% (4 3) (4.131) (4.131) епг пи 20% (4.131) лиг= 146% (4 1172) «75 «75 -= 50 == 50 6 — 15 6 — !5 лиг = 90% т) (412) не устанавливается 0,4 Водородный (4.1172) 0,8 756 потенциал 1;0;2 789 50/50 1Π— 50 ! аиг = 6% (4.131) 120 415 1! в '! П скобии заключеим зна!ени ри тбО ага!си я максимального тока ло контролпруемод актиеацни 13 э. Юсти, А Вииаель 31 32 ЗЗ 39 73 117 202 27! 343 348 352 562 583 594 605 609 614 620 659 678 679 694 729 752 753 60/40 60/40 60/40 50/50 50/50 50!'50 50/50 50/50 50/50 50/50 50/50 50/50 50/25/25 50;50 50/50 50/25!25 50/25/25 50/25/25 50!50 60/40 60/40 50/50 50/50 50/50 50/50 50/50 двухслойный 100 1:3:0 1:3:0 1:3:0 1:2:0 1!3 1:2;0 1: 1,5: 0 1;2:0 1 ! 1,5: 0 1: О: 1,5 1: 0,75: 0,75 1.1,5:0 1: 1,5: 0 1: 0,38: 1,12 1; 0: 2,5 1:0:3 1: 0,38: 1,12 1! 0,75:0,75 1;о 1:2:0 1;0:2 1'.
1,5:0 1: 1,5: 0 1:2:0 1;2;0 1:2:0 1: 0,1 (!чн!)з Соз 5500 5500 5500 5500 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3100 680 650 700 650 650 650 700 750 700 700 650 680 700 700 650 700 700 700 700 650 30 ЗО 30 30 30 ЗО 3 5 30 ЗО ЗО 30 30 ЗО 30 ЗО ЗО ЗО 5 30 30 30 30 30 30 30 30 потенциал не устанавливается (0,7) ') 0,1 (170) ') 440 (1,0) ') 0,4 (160) ') 260 0,3 200 Глава УУ значений (величина зерен сплава Ренея около 50 мк) работает хуже.
Одним из лучших двухслойных ДСК-электродов является электрод № 753. После контролируемой активации он обладает почти такими же хорошими свойствами, как и электрод № 27!. При этом степень использования газа в электроде при плотности тока !60 ма/см' составляет 90с/с. Материал рабочего слоя электрода удовлетворяет условиям, предъявляемым к оптимально работающим ДСК-электродам типа №27! и 659.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
