Discharge of Hydroxonium Ions on Various Cathodes in a Wide Range of Electrolyte Acidity and Potentials
Year: 2022
Type: article
Abstract: Для изучения влияния кислотности электролита, типа используемых катодов, потенциалов на показатели процесса электролиза, провели электрохимическое восстановление водорода (иона гидроксония) на катодах из цинка, алюминия и меди из кислых водных растворов, содержащих серную кислоту (0,09; 0,18; 0,36 М).Исследования осуществляли на потенциостате «Potentiostat P-30Jcom фирмы «Elins» с использованием трехэлектродной ячейки в условиях интенсивного перемешивания электролита магнитной мешалкой.Рабочие электроды (катоды) были выполнены из меди марки М1 площадью (S) -0,09 см 2 ; алюминия (АД1) S-0,125 см 2 , цинка (Ц0А) S-0,35 см 2 , вспомогательный (анод) -из платиновой пластинки площадью 0,20 см 2 , электрод сравнения -хлоридсеребряный (AgCl/Ag).На начальной стадии электролиз выполнен в следующих режимах: потенциодинамические измерения при скорости развертки 1 мВ/с в области потенциалов -(700-850) мВ на медном и алюминиевом электроде и -(1000-1150) мВ на цинковом электроде.В указанном интервале потенциалов проведены расчеты параметров разряда гидроксония на каждом катоде: тафелевского наклона, кажущихся коэффициентов переноса и токов обмена, средней плотности тока.Рассмотрены зависимости указанных параметров от кислотности электролита, получены средние величины стационарных потенциалов, которые, как и кажущийся ток обмена, заметно зависели от материала катода: -923,1 мВ (цинковый катод); 36,1 мВ (медный катод); -603,7 мВ (алюминиевый катод) (AgCl/Ag)).Показано влияние ПАВ на все рассмотренные кинетические параметры.Определен порядок реакции с добавками и без добавок ПАВ.На следующем этапе проведено сравнение электрохимических параметров разряда гидроксония на медном электроде в следующих режимах исследования: потенциодинамические измерения при скорости развертки 1 мВ/с в области потенциалов -(700-850) мВ; потенциостатические измерения в области потенциалов -(950-1100) мВ; гальваностатические измерения в области потенциалов -(770-910) мВ.Отмечено, что при максимальном содержании серной кислоты в электролите 0,36 М наблюдается заметная разница в величинах кажущегося тока обмена и тафелевского наклона, а также порядка реакции, что связано с возможным изменением механизма процесса при повышении кислотности электролита.
Authors: Aleksandr V. Kolesnikov, Egor I. Ageenko
Institution: Chelyabinsk State University
Language: English
Field: Energy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W4285293245