1598005406-c7dd8660448dd542c8c2f5c17a2e095d (811207), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Однако, учитывая широкое распространение и дешевизну таких производных нефти, как бензин и дизельное масло, были поставлены опыты по электрохимическому использованию также и этих топлив, Первая трудность, которую при этом нужно преодолеть, состоит в том, чтобы эти жидкости, гпдрофобные и не проводящие тока, сделать ионными проводниками. Для этой цели мы использовали «посредники растворения», как, например, нейтральные мыла, распространенные в продаже в качестве средства для чистки и обладающие свойством вводить воду в масло.
Нейтральные мыла состоят из остатка высокомолекулярной жирной кислоты, связанного с группами окиси этиле- на и спирта, например СпНм — СОΠ— (СНа — СН, — О) — СНа — СН,ОН. В противоположность сложным эфирам минеральных кислот и высокомолекулярных спиртов нейтральные мыла не диссоциируют, но присоединяют молекулы воды к кислородным мостикам между группами окиси этилена н,о — Сне — Π— (СНа — СН,— О)„а— Н>0 но — СН,— СН,ОН Их преимущество по сравнению с высокомолекулярными спиртами состоит в том, что они вводят воду в минеральное масло и, таким образом, делают возможнынг образование ионов, в то время как высокомолекулярные спирты хотя н растворимы в масле, но заметно не диссоциируют.
С рос~он числа групп окиси этилена повышается способность к гидратации, но одновременно понижается растворимость в масле. Таким образом, рассма~ривая определенное нейтральное мыло, видим, что растворимость его в дизельном масле ограничена. С другой с~ороны, оно может присоединять определенное число молекул воды и с нею вводиться в масло. При этом, следовательно, 1) невозможно полное перемешивание масла н электролита, 2) нейтральное мыло полностью не может перейти из масла в водную фазу. Таким образом граница фаз масло — электролит сохраняется. Если в нейтральное мыло ввести гидратированные ионы, то благодаря этому минеральное масло, получая некоторое число свободных ионов, станет электролитическнм проводником.
Удается ввести в масло НС1, Н,ЯО«, КОН и нейтральные соли (например, )час1) в таких количествах, что его проводимость становится почти равной проводимости водных Растворов этих электролитов. Правда, такая высокая проводимость может быть достигнута лишь в том случае, когда доля посредника растворения примерно равна доле масла, Более низкую проводимость (примерно 1 — 10% от проводимости обычно употреблявшегося в этих работах электролита) можно достичь со значительно меньшими количествами посредника растворения. Глава )т!) Эй) Области примгнвже ДСКтматериалов В качестве нейтральных мыл мы использовали продажные, известные под названиями «Эмульфор А» и «Эмульфор ЕЕ», а также «Хастапал Сз7» [фабрики красок «Хохст»).
Опыты с такими широко распрос~раненными для стирки мылами, как «Рай» и «с))ева», показали, что они не могут принимать больших количеств масла, не понижая при этом значительно электропроводность. Несмотря на это, проведенные опыты показывают, что вниду дешевизны моющих средств отдельные их виды технически вполне применимы для интересующей нас цели. Присоединение воды этими веществами увеличивается в следующей последовательности: «Эмульфор А», «Хостапал С"зг» и «Эмульфор ЕЕ»; растворимость масла в той же последовательности уменьшается.
Таким образом, подходящая смесь эмульгаторов позволяет добиться лк>бой желательной величины ввода воды в масло. Полученные таким путем продукты смешения, содержащие в большом количестве масло, выступают в зависимости от составных частей смеси в двух заметно различающихся формах.
В то время как первая форма образует из масла, воды, электролита и эмульгатора стойкую эмульсию, вторая форма является истинным раствором. Это, вероятно, связано с большой способностью к гидратации растворимых в воде эмульгаторов, а именно вначале они принимают воду и при этом сгущаются, пока не становятся почти твердыми. При дальнейшем присоединении воды они снова стзновятся более жидкими. Эти эмульгаторы, перенасышенные водой, принимают масло только при сильном перемешивании, становясь при этом мутными. Однако они удерживают введенное масло, не выделяя его в раствор, и показывают удельную проводимость 0,1 ом-' ° см-'.
Если с маслом перемешивается эмульгатор, не насыщенный водой, то раствор остается совершенно прозрачным и вскоре насьццается маслом, особенно если растворяющий масло эмульгатор нс повышает растворимость, Этот прозрачный гомогенный раствор содержит 20о)н и более эмульгатора и обладает электропроводностью, при одинаковом количестве эмульгатора в 10 раз худшей, чем упомянутый вначале раствор. Таким образом, благодаря введению нейтральных мыл первая трудность, препятствуюцсая холодному сжиганию производных нефти, как будто устранена.
С такими (преврашенными в электропроводяшие) маслами были проведены некоторые предварительные опыгы в топливном элементе, причем работа велась как с кислыми, таь и со щелочными электролитами. При этом было установлено, что введение электролитически проводяшего масла не изме- няет первоначальное напряжение элемента и что его токосъем улучшается на 10 — 20%. Тот факт, что электропроводность масла в продолжение опытов, длившихся несколько дней, также не изменилась, позволил сделать вывод, что в ходе этих экспериментов фактически происходило «холодное горение» не эмульгатора, а нефти. Эти предварительные опзяты дают основание для проведения дальнейших экспериментов с целью уменьшения электрохимической инертности обычных жидких топлив, например путем перехода к более высоким рабочим температурам.
7.3. ЭКОНОМИЧНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ') Как уже было отмечено в равд. 5.322, толшина электрода не оказывает влияния на процесс катодного выделения водорода на ДСК-электродах в пределах минимальной толщины 0,28 мм. Кроме того, установлено, что с ростом процентного содержания никеля Ренея никелевые ДСК-электроды позволяют получить соответственно большие плотности катодного тока выделения водорода при одинаковом перенапряжении.
Чтобы избежать перерасхода материала и получить высокоактивные электроды для электролиза, их нужно изготавливать толщиной максимум 0,3 мм и с возможно более высоким содержанием никеля Ренея. Однако в обоих случаях происходит уменьшение механической прочности электрода, которое отчасти уменьшает возможности сушественного удешевления электродов, открываемые такой технологией. Выходом из этой дилеммы явилось создание экономичного ДСК-электрода. Такой электрод состоит из металлического носителя [никелевой сетки, сита или никелевой пластины), на которой напекается звонкий слой ДСК-материала. В соответствии с такой конструкцией экономичный электрод получает свои электрохимические свойства от ДСК-слоя, который может иметь толщину до 0,2мм, в то время как носитель обеспечивает механическую прочность и низкоомный токоподвод [18[ Для изготовления экономических ДСК.электродов особенно пригоден метод горячего прессования, уже упомянутый в раза.
4.13!. При этом методе смесь порошкообразного сплава Ренея и порошка карбоннльного никеля равномерно наносится на никелевую пластинку, сетку или сито [для облегчения припекания порошка), протравленные соляной кислотой, и затем напрессовывается при давлении 5000 кг)слз' и темпе') Разн.
7.3 н 7,4 написаны К. Фризе (Брнунсинейт). 303 /лика 1г.),! ууРР Ф и г. 102. Схема измерительного устройства для электролиза. С- сосул иа щелоэсстоакои стали нлн пластмассы; П- перегорохка иэ полиэтилена; А — лиафрагма )никелевое сетка); !! — капиалары Луггина электродов сравйенин )насыщенных налйьгельных электролов).
ыа Живко )а!кргр У7 Рлвктрол манал ванна ууРР Р ХР уРР УРР е, ма,'ем г ратуре 400'С. Слой не отстает от основы даже при многомесячной работе в 5 н. КОН при 100'С. Экономичные ДСК-электроды больших размеров могут быть изготовлены следующим образом: на предварительно обработанный скелет носителя наваривают или навинчивают маленькие тонкие электроды. Имеется еше возможность напрессовывать ДСК-слой на длинные металлические полосы при помощи медленно вращающихся подогреваемых вальцов. Условия, в которых производится горячее прессование, при применении подходяших приспособлений для прессования не вызывают никаких технических трудностей, тем более что не требуется восстановительной или инертной атмосферы. Поляризация экономичных ДСК-электродов в режиме катодного выделения водорода измерялась на круглых образцовых электродах с геометрической поверхностью 12 см'.
Измерительная ячейка схематически изображена на фиг. 102. Вспомогательным электродом служил в случае необходимости такой же экономичный никелевый ДСК-электрод, ибо оказалось, что выделение кислорода на никелевых ДСК-электродах также связано с относительно низкой поляризацией. Потенциал исследуемого электрода определялся по указанному в равд. 4,2 методу, В качестве электролита был выбран 5 н. КОН; рабочая температура составляла 99 и 0,5' С.
На фиг. 103 приведены два примера. В обоих случаях использовалась одинаковая ДСК-смести Применявшийся сплав никеля Ренея состоял из: 50 вес. % никеля и 50 вес. % алюминия. Зерна порошка сплава были величиной 75 — 100 мк. Соотношение между сплавом Ренея и порошком карбонильного никеля (из которого изготавливался опорный скелет) Ои,)исти примеиеиил ДСКэиитериилив составчяло 1: 1 (по весу). Электрод типа 525 имел в качестве носителя никелевую фольгу, электрод типа 527 — электролитически изготовленное никелевое сито с размером отверстий 300 л)кн.
На никелевый носитель (предварительно протравленный соляной кислотой, затем промытый дистиллированной водой и высушенный) методом горячего прессования под давлением 5000 кг(смт напрессовывалось 3 г указанной смеси порошков. Наиболее подходящей для прессования Фиг. 103. Полярнэацнонные характеристики электролнтнческого выде. пения водорода на никелевых экономичных ДСК-электродах. аты носитель дСК-материала — пикелевлк фольга; Гатэ носитель — никелевое сито.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
