Спосіб виготовлення двокамерної триелектродної електрохімічної комірки

Реферат: Спосіб виготовлення двокамерної триелектродної електрохімічної комірки, згідно з яким в корпусі, виготовленому з твердого полімерного матеріалу, розміщають термостат, високопористі робочий електрод та протиелектрод на основі ацетиленової сажі, сепаратор, мішалку, відсік статичної рідини. Корпус комірки складається з двох частин, камери робочого електрода та протиелектрода, з'єднаних між собою через непроникну мембрану, а електричний контакт здійснюється через систему електролітичних ключів. UA 104788 U (54) СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ ДВОКАМЕРНОЇ ТРИЕЛЕКТРОДНОЇ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОЇ КОМІРКИ UA 104788 U UA 104788 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки, а саме до електрохімічних комірок з розділеним катодним і анодним простором для проведення поляризаційних вимірів, і може використовуватись на підприємствах хімічної, гірничодобувної та вугільної промисловостей. Досягнутий рівень техніки в даній галузі пояснюється наступними прикладами. Відомий спосіб виготовлення електрохімічної комірки по патенту США (№ 4731168, опубл. 15.03.88), яка містить пористі електроди зі структурою, аналогічній структурі газодифузійних електродів, анодне та катодне відділення, розділені аніонообмінною мембраною. Недоліком цієї електрохімічної комірки є неможливість розділення твердої та рідкої фази в зоні робочого електрода. Найбільш близьким щодо технічної суті до пропонованого способу, вибраний прототипом, є спосіб виготовлення комірки по патенту UA (№ 89460, опубл. 25.04.2014), який включає виготовлення корпусу з твердого полімерного матеріалу, розміщення термостату, високопористих робочого та допоміжного електродів на основі ацетиленової сажі, сепаратора, мішалки і відсіку статичної рідини, що утворений відокремленням робочого електрода від загального об′єму кільцем дистанціонатора і сепаратора. Недоліком прототипу є неможливість визначення електрохімічних характеристик окремо для процесу окиснення або відновлення при випробуваннях в потенціостатичному режимі. Задачею, на вирішення якої спрямована корисна модель, є забезпечення можливості визначення електрохімічних характеристик в процесі потенціостатичних випробувань шляхом такого способу виготовлення електрохімічної комірки, при якому протікає тільки один з окислювально-відновних процесів. Поставлена задача вирішується застосуванням способу виготовлення двокамерної триелектродної електрохімічної комірки, згідно з яким в корпусі, виготовленому з твердого полімерного матеріалу, розміщають термостат, високопористі робочий електрод та протиелектрод на основі ацетиленової сажі, сепаратор, мішалку, відсік статичної рідини, і який відрізняється тим, що корпус комірки складається з двох частин, камери робочого електрода та протиелектрода, з'єднаних між собою через непроникну мембрану, а електричний контакт здійснюється через систему електролітичних ключів, що забезпечує можливість визначення електрохімічних характеристик в процесі потенціостатичних випробувань. Загальний вигляд двокамерної триелектродної електрохімічної комірки, виготовленої по пропонованому способу, наведено на Фіг. 1 фронтальний переріз, на Фіг. 2 – поперечний переріз а на Фіг. 3 – переріз по відсіку статичної рідини. Конструкційна комірка складається: 1 корпус камери робочого електрода комірки, виконаний з тефлону; 2 - корпус камери протиелектрода комірки, виконаний з тефлону; 3 - непроникна мембрана на основі поліетилену; 4 - капіляри електролітичних ключів; 5 - термостат; 6 - робочий електрод; 7 - протиелектрод; 8 сепаратор з поліпропілену; 9 - струмові колектори; 10 - струмові відводи; 11 - капіляр електрода порівняння; 12 - дистанціонатор; 13 - притискні кільця; 14 - циркуляційні канали; 15 - канал електрода порівняння; 16 - кришки камер; 17 - мішалка; 18 - притискні фланці; 19 - електроліт; 20 - відвал; 21 - електрод порівняння; 22 - термопара; 23 - відсік робочого електрода; 24 - відсік протиелектрода; 25 - відсік статичної рідини; 26 - капіляр вирівнювання тиску; 27 - канали електролітичних ключів; 28 - система електролітичних ключів. Завдяки тому, що корпус комірки складається з двох частин (1, 2 Фіг. 1), з'єднаних між собою через непроникну мембрану 3, досягається можливість визначення електрохімічних характеристик окремо для процесу окиснення або відновлення, які протікають в об'ємі електроліту камери робочого електрода при потенціостатичних випробуваннях. Електричний контакт між камерами 1, 2 здійснюється через систему електролітичних ключів, яка містить буферну ємність. Випробування на двокамерній триелектродній комірці, виготовленій по пропонованому способу, проводяться таким чином. Після попереднього визначення оптимального режиму випробувань (інтервал і швидкість сканування потенціалу) проводиться вимірювання окислювально-відновного потенціалу системи у відсутності навантаження перед зняттям В АХ, зняття 1-Е кривих перед і після розряду при розгорненні потенціалу від стаціонарного в катодну або анодну область в залежності від визначуваного іону, розряд в потенціостатичному режимі при потенціалах 0,65 або 0,25 В. При проведенні розряду на кривих в залежності від характеру окислювально-відновного процесу спостерігається різна кількість площадок, які відповідають окисненню або відновленню іонів системи. Відділення камери робочого електрода від камери протиелектрода за допомогою непроникної мембрани дає можливість проведення потенціостатичних випробувань та визначення електрохімічних характеристик системи окремо для процесу окиснення і процесу відновлення. На підставі проведених випробувань на двокамерній триелектродній електрохімічній комірці, виготовленій по пропонованому способу, в проблемній науково-дослідній лабораторії паливних 1 UA 104788 U 5 10 15 елементів ОНУ імені І.І. Мечникова одержано розрядні характеристики для різних окислювально-відновних процесів, які проходять при вилуджуванні техногенної сировини мінеральними розчинами в потенціостатичному режимі. Типові розрядні криві, які одержано для потенціалів розряду 0,65 В (1) і 0,25 В (2), наведено на Фіг. 4. По отриманих даних видно, що за допомогою пропонованої корисної моделі, яка характеризується сукупністю її істотних ознак, досягнута можливість визначення електрохімічних характеристик в процесі потенціостатичних випробувань за рахунок протікання тільки одного з окислювально-відновних процесів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб виготовлення двокамерної триелектродної електрохімічної комірки, згідно з яким в корпусі, виготовленому з твердого полімерного матеріалу, розміщають термостат, високопористі робочий електрод та протиелектрод на основі ацетиленової сажі, сепаратор, мішалку, відсік статичної рідини, який відрізняється тим, що корпус комірки складається з двох частин, камери робочого електрода та протиелектрода, з'єднаних між собою через непроникну мембрану, а електричний контакт здійснюється через систему електролітичних ключів. 2 UA 104788 U 3 UA 104788 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4