Жидкостные электроды
Основное преимущество жидких реагентов (гидразин, аммиак, спирты) по сравнению с газообразными — удобство хранения и транспортировки. В іряде исследований [3.8J подробно рассмотрены конструктивные особенности и механизм действия жидкостных электродов. При работе жидкостных электродов ‘реализуются два способа организации транспорта реагентов и продуктов реакции — это диффузионная подача реагента (а также удаление продукта) и принудительная подача в виде направленного потока. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Эффективность использования пористых электродов при указанных способах подачи реагентов будет зависеть от соотношения скоростей электрохимической реакции и ввода реагента. На практике представляются возможными три схемы работы пористых электродов в диффузионном режиме додачи реагента:
1. Пористый электрод работает на две стороны.
2. Пористый электрод работает на одну сторону, подача же реагента (удаление продукта) осуществляется с противоположной (неполяризуемой) стороны. В ТЭ крайне нежелательным является присутствие веществ, участвующих в качестве реагента в реакции на одном электроде, в объеме электролита, примыкающем к другому электроду. Это объясняется как возможным побочным распадом ^реагента, так и его влиянием на протекание электрохимической реакции на втором электроде. Это и определяет интерес к упомянутой схеме.
3. Пористый электрод работает на одну сторону, но подача реагента и удаление продукта производятся с обеих сторон. Таїкая схема дает определенный выигрыш в поляризации электрода.
Представляются возможными две схемы работы пористого электрода в режиме принудительной подачи реагента и удаления продукта:
1) подача реагента производится с фронтальной (поляризуемой) стороны электрода;
2) подача реагента производится с тыльной (неполяризуемой) стороны.
К числу основных характеристик, описывающих электрод и позволяющих получить представление о механизме его работы, относятся распределение концентраций реагента и продукта реакции, интенсивности процесса и поляризации по толщине электрода. Анализ этих параметров и соответствующие расчеты в случае принудительной подачи реагентов показали преимущества схемы тыльной подачи. Действительно, абсолютный выигрыш в поляризации электрода при переходе к фронтальной схеме для большого числа систем мал (вплоть до больших значений коэффициента использования реагента).
Кроме того, возможно ухудшение поляризационной характеристики второго электрода за счет присутствия в его приэлектродном пространстве реагентов, участвующих в реакции на основном электроде, а также падения напряжения на внутреннем сопротивлении диафрагмы (при введении ее в конструкцию ТЭ для предотвращения взаимовлияния электродных процессов).
Болес медленный способ подачи реагента (диффузионный) не позволяет уже столь определенно высказаться в пользу схемы фронтальной подачи. Более того, очевидно, что при наличия проводящей диафрагмы, непроницаемой (или слабопроницаемой) для реагентов и продуктов электродной реакции и обладающей сопротивлением, меньшим или равным сопротивлению электрода, схема фронтальной подачи реагента в электрод заведомо позволит с меньшими потерями напряжения более надежно решить задачу пространственного разделения электродных процессов в ТЭ, чем схема тыльной подачи. При отсутствии таких диафрагм вопрос о выборе схемы подачи реагента должен решаться с учетом потерь напряжения на обоих электродах.