固体氧化物直接碳燃料电池阳极反应过程分析

以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质组装成直接碳燃料电池(DCFC),分别以活性炭(AC)、石墨(G)、神府半焦(SC)作为DCFC燃料,研究了碳燃料的特性、电池操作温度以及阳极反应气氛等对DCFC阳极反应过程的影响。结果表明,三种碳燃料在空气、CO2气氛中氧化反应活性顺序为AC>SC>G,当三种碳材料作为DCFC燃料时,活性炭作为燃料的DCFC性能最好,半焦燃料次之,石墨作为燃料的DCFC性能最差,而且燃料反应活性与其表面含氧官能团、孔隙结构有关;DCFC的阳极反应过程存在碳燃料直接氧化为CO2、CO2与C反应转化为CO,以及CO氧化为CO2等。

电解锌的SO_2阳极反应动力学

研究了湿法炼锌电解过程中 ,用SO2 在阳极放电代替传统的水分解放电而降低槽电压 ,以达到节能的目的。使用铂作阳极 ,在电解液中通入SO2 进行电解 ,节能可达 40 %。通过SO2 阳极极化曲线的测定 ,考察了SO2 浓度、H2 SO4 浓度、温度和搅拌速度对阳极反应速率的影响。研究表明 :在铂阳极上SO2 阳极反应符合电化学控制 ,遵从塔菲尔公式 ;SO2 的反应级数为 3.3,表观活化能为 31.8kJ/mol。

直接碳燃料电池阳极反应特性研究

直接碳燃料电池(DCFC)具有能量转化效率高、污染低、燃料来源广等突出优点,被认为是缓解能源危机和环境污染的有效途径,而固体氧化物直接碳燃料电池(SO-DCFC)因其腐蚀性小、寿命长等优点是一种具有发展潜力的燃料电池。以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质组装对称电池,研究操作温度、阳极燃料特性、阳极气氛等对电池性能的影响。结果表明,随着操作温度的降低,电池欧姆电阻变大,电池性能下降。阳极燃料特性是影响电池性能的关键因素,以活性炭、半焦、石墨为燃料的DCFC性能顺序为活性炭>半焦>石墨;燃料中混合碳酸盐能明显改善DCFC性能,当碳酸盐混合半焦作为燃料时,电池功率密度达到25 m W/cm2。阳极载气为CO2能促进阳极CO生成,提高电池性能,而N2载气稀释阳极反应气浓度,降低电池性能。

甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池阳极反应的研究进展

介绍了甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池中不同类型的阳极反应,对直接电化学氧化、蒸汽重整、部分氧化、氧化耦合等阳极过程的反应特点、电性能和材料要求进行了重点评述,并指出了阳极积碳、反应机理、阳极过程热平衡等有待进一步探索的问题。

以干甲烷为燃料的SOFC阳极反应及材料的研究进展

描述了在固体氧化物燃料电池 (SOFC) 阳极上可能发生的化学反应及电化学反应,以及以干甲烷为燃料气时阳极上的反应机制.介绍了目前主要的 SOFC 阳极材料,即Ni基材料、Cu基材料及CeO2基氧化物的特点及研究进展.

甲基磺酸体系电沉积铅过程中阳极反应的电化学研究

研究了甲基磺酸体系电沉积铅过程中阳极反应电化学,利用XRD、SEM考察阳极副产物固体的晶型、形貌,利用循环伏安法、阳极极化法考察不同添加剂用量、游离甲基磺酸用量、甲基磺酸铅用量、温度对阳极反应的影响,分析了阳极反应机制,利用塔菲尔曲线确定出不同电压条件下的反应活化能及变化规律。

银电极电解氢氧化钠水溶液的阳极反应

本文通过计算和实验证实了用银电极电解氢氧化钠水溶液时，在阳极上首先发生的反应是银的氧化而不是析出氧。从而使本属可溶性阳极的银电极成为不可溶性阳极──银－氧化银电极。

银电极电解氢氧化钠水溶液的阳极反应

本文通过计算论证并用实验证实了用银电机电解氢氧化钠水溶液时，在阳极上首先发生的反应是银的氧化而不是析出氧。

磷酸苄酯和亚磷酸苄酯衍生物与二氧化碳的电化学羧化反应

二氧化碳是无毒、储量丰富、廉价易得的可再生能源,以二氧化碳作为碳源,将其催化转化为高附加值的化学品比如羧酸化合物,对实现碳循环可持续利用具有重要的意义。由于二氧化碳的热力学稳定性和动力学惰性,传统的二氧化碳参与的羧化反应通常需要苛刻的反应条件。与经典的有机合成方法相比,有机电化学合成利用电能驱动反应,不需要额外的化学氧化剂或还原剂,是更安全、可持续和环保经济的有机合成方法。其中,碳卤键或碳杂键与二氧化碳的电化学还原羧化反应可高效获得高附加值羧酸化合物。磷酸酯作为一种良好的离去基团广泛应用于众多有机合成反应。本文发展了在牺牲阳极及非牺牲阳极两种体系中磷酸苄酯和亚磷酸苄酯衍生物与二氧化碳的电化学羧化反应高效合成重要的芳基乙酸类化合物。该反应表现出优异的官能团耐受性,高效且容易放大,为布洛芬、非诺洛芬等芳基乙酸类药物分子提供了一种高效经济绿色的合成方法。通过循环伏安实验和多组对照实验证实磷酸苄酯和亚磷酸苄酯底物在阴极还原生成的苄基自由基和碳负离子是反应关键中间体,同时也不能排除二氧化碳在阴极还原生成CO_(2)^(·-)的可能性。

Mn掺杂Co_(3)O_(4)电催化剂的制备及析氧反应性能研究

氢能对于缓解能源危机和环境污染意义重大。电化学水分解过程中,阳极析氧反应(OER)作为能量转换装置的关键半反应,由于电子-质子转移形成了复杂的中间产物,导致动力学缓慢,限制了产氢速率。传统OER催化剂包括二氧化铱、二氧化钌等贵金属,存在储量低、价格昂贵、稳定性差等缺点,因此设计开发高效、廉价的非贵金属OER催化剂是解决OER动力学缓慢问题的关键。尖晶石氧化物(AB_(2)O_(4))具有特殊的电子结构和优异的OER性能,并可通过杂元素原子掺杂进一步提高其OER性能,被认为是一种具有潜力的非贵金属电催化剂。采用一步水热法,合成了Mn掺杂Co_(3)O_(4)电催化剂Mn-Co_(3)O_(4),研究了其电催化性能和稳定性。结果表明,利用Mn原子的掺杂,构建了氧桥连的Mn-O-Co配位结构,通过协同耦合作用,提高了Mn-Co_(3)O_(4)的OER催化性能。制备的Mn-Co_(3)O_(4)催化剂表现出高效的催化活性,在电流密度10和100 mA·cm^(-2)下,其过电位分别为270和335 mV。Mn-Co_(3)O_(4)同时表现出快速的动力学性能,Tafel斜率低至74 mV·dec^(-1)。此外,Mn-Co_(3)O_(4)还具有优异的稳定性,在电流密度10 mA·cm^(-2)下可稳定保持40 h。本研究为开发高效的OER催化剂提供了思路。

电解合成K_2S_2O_8阳极反应的研究

运用微扰技术研究了电解饱和硫酸氢钾和饱和硫酸钾溶液的阳极反应，表明ＨＳＯ－４离子与ＳＯ２－４离子相比，易于在阳极被氧化，电极反应为２ＨＳＯ－４＝Ｓ２Ｏ２－８＋２Ｈ＋＋２ｅ．探讨了可能的反应机理．

铝电解中的电极过程——Ⅰ.阳极过程

研究了铝电解中的阳极反应、阳极过电压、电解质对炭电极的湿润性、双电层电容、交流阻抗、阳极效应等阳极过程 ,得出了可以相互证明的结论·①在阳极区可发生 5个电化学反应 ,阳极产物分别是CO ,CO2 ,COF2 ,CF4 和F2 ;②在电流密度为 0 0 2～ 1 2A/cm2 范围内符合Tafel方程·反应控制步骤为化学反应CxO·O分解反应的迟滞 ,反应级数为 0 5级 ;③测量了冰晶石 氧化铝熔体在石墨电极上的湿润性和双电层电容·发现在 1 0V左右 ,湿润角有一最大值 ,双电层电容有一最小值 ,因此认为此电位为零电荷电位 ;④提出了发生阳极效应的新机理·认为当电解质中Al2 O3 质量分数 <2 %时 ,是F-离子放电引起的阳极效应 ,而当Al2 O3 质量分数 >2 %时 ,阳极效应的发生是因为阳极气体的阻塞·

镍锰合金电铸中阳极现象的研究

为了更好地控制镍锰合金的电铸过程、获得质量较好的电铸层,利用冲液式电铸沉积单元进行了镍和镍锰合金的脉冲电铸对比试验。试验发现,镍锰合金电铸时阳极上会产生疏松的黑色附着层。对提取的黑色粉末用扫描电镜进行能谱分析可知,该黑色附着层中含有较多的Mn和O,较少的Ni和很少的S。经化学分析和电化学理论分析可知,黑色附着层的成分为阳极上Mn2+发生氧化反应所形成的MnO2和阳极钝化所形成的少量Ni2O3。采取正确的过滤和沉淀措施后阳极黑色附着层对镍锰合金电铸过程不会产生明显的影响。

处理含铬(Ⅵ)废水的填充铁屑阳极的行为

近十几年来,许多作者对填充电极和流态化电极进行了广泛的研究。研究证明,这类三维电极具有大的比表面积和高的时空产率,可应用于燃料电池、湿法冶金、有机电化合成和工业废水处理。填充床电极可考虑为一类流动的多孔电极,许多作者提出了这类电极的理论模型,得到了一些结果。但是由于影响该类电极行为的动力学因素和传质因素较多。

电解铝降低阳极碳耗的途径与措施

阐述了冰晶石—氧化铝电解法生产铝的炭阳极消耗机理,推导出炭阳极与CO2作用以及炭阳极与空气反应阳极消耗数量的计算公式和在电解铝生产过程中如何确定过量消耗碳量。电解过程中炭阳极消耗与电解槽设计、电解工艺操作、阳极质量等有关,并提出了新型阳极炭块形状及结构型式,以及降低阳极碳消耗途径与措施。

碳阳极添加稀土化合物降低过电压

在铝电解过程中,碳阳极的过电压很高(0.4～0.6V),占槽电压的8～14％。这造成了很大的电能浪费。本文研究了在碳阳极中添加稀土化合物,使阳极过电压降低的作用。实验结果表明,由于稀土化合物对碳阳极反应具有良好的催化作用,可以使阳极过电压降低0.2～0.3伏,生产每吨铝(或铝基稀土合金)可节省电能600～1000kW.h。

电解法制备NF_(3)的研究现状

电解法制备NF_(3)的工艺可一步完成,有着过程简单且纯度高的优点。从阳极反应机理、阳极反应动力学和阳极极化三个方面综述了电解法制备NF_(3)的基础理论研究现状。针对当前阳极改性、电解液调控以及电解槽改造三个常见的优化方向进行了对比和总结。最后分析并探讨了今后的研究和发展方向。

历久弥新的核心考点——铁及其化合典题赏析

例题1(2024年广东卷题16)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图1所示),可用于湿法冶铁的研究。电解过程中,下列说法不正确的是()。A.阳极反应:2Cl^(-)-2e^(-)Cl_(2)↑。B.阴极区溶液中OH^(-)浓度逐渐升高。C.理论上每消耗1 mol Fe_(2)O_(3),阳极室溶液减少213 g。D.理论上每消耗1 mol Fe_(2)O_(3),阴极室物质最多增加138 g。

电化学电极反应式书写“三步曲”

电化学专题是化学基本理论中的重要内容,是每年各省市高考化学中的必考点,其中电极反应式书写是电化学的核心考点,也是易错点,更是教学的重点和难点.如何能快速准确书写电极反应式.笔者从氧化还原反应离子方程式配平技巧中归纳出电极反应式书写＂三步曲＂,望能帮助同学们解决书写电极反应式的难题.

对一些教材中电解水的电极反应的质疑

对一些教材中电解水的电极反应的质疑李自弘，屈菲菲（云南大学化学系６５００９１）（昆明２４中６５０１０１）在一些大学化学教材中，论及用惰性电极电解水或电解质溶液时，提出如下电极反应：阴极２Ｈ＋＋Ｚｅ＝Ｈ２，阳极４ＯＨ－＝Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ；并不指明水...