Кислородный насос
Повышение давления кислорода можно осуществить в устройстве, аналогичном водородному насосу (рис. 6.7). В этом случае на катоде происходит поглощение кислорода в соответствии с реакцией |02 + 4Н+ + 4е—^-Н20, а на аноде 2Н20->02|-1-4е_+4Н+ т_ е ВОда является только переносчиком молекулы кислорода. Хотя фор-
|
т!__ |
з |
|
|
(м)Г |
||
|
Рис. 6.8. Схема работы электролизера воды. ‘ 1— анод: 2 — катионообменная мембрана; 3 — катод: 4 — источник элс. |
 |
мально повышение давления в кислородном насосе описывается тем же уравнением, как и для водородного насоса (при ц=4), однако вследствие, больших поляризационных потерь напряжение составляет примерно 1 В. Кислородный насос может быть использован в качестве устройства для извлечения кислорода из воздуха. При использовании кислородного насоса необходимо принимать меры, предотвращающие обезвоживание ионообменных мембран.
6.1.3. Электролиз воды
На рис. 6.8 представлена схема электролизера. В этом случае на аноде происходит реакция 27120-^-414^ + 4е~ + + 02, а на катоде 4H+-r4e~~»-H:i. • •• , ‘.д.,,/
Хотя разложение воды происходит на аноде, воду на разложение можно подавать не только к аноду, но и к катоду или на оба электрода одновременно. При подаче воды к катоду вода поступает на разложение сквозь мембрану как за счет градиента концентрации, так и вследствие переноса ее гидратированным протоном. При заполнении обеих полостей водой следует иметь в виду, что наряду с разложением воды будет иметь место ее перекачка из анодной полости в катодную, так как в этом случае отсутствует градиент влажности ИОМ и гидратирующая протон вода не будет возвращаться к аноду.
Электролизеры, использующие ИОМ в качестве электролита, обладают следующими преимуществами по сравнению с традиционными:
сохранение постоянной концентрации электролита; возможность работы при больших абсолютных давлениях;
возможность работы при больших перепадах давления между водородом и кислородом;
отсутствие коррозионной активности электролита; отсутствие в генерируемых газах примесей электролита.
Представляется целесообразным использование таких электролизеров при необходимости получения небольших количеств газов, хотя имеется сообщение о возможности применения таких систем для получения больших количеств водорода.