1tom310

12. ELEKTROCHEMIA 622

R

Granica faz    \    i    Granica faz

paliwo-elektrodc-elektroiii i    l utleniacz-elekłroda-elektrollt

Rys. 12.9. Zasada pracy ogniwa paliwowego Zaczerpnięto z [12.14]

Tablica 12.8. Właściwość ogniw paliwowych

Układ paliwo-utleniacz	Elektrolit	Temperatura pracy ^CC	Wskaźnik energetyczny W/kg	Napięcie V
h2/o2	KOH	60-h 100	100	0,9 -1,0
H2 -r C02/powietrze	h,po4	200	50	0.7 -0,8
H2 -f CO + COj/powietrze	stały (ZrO. + Y203)	800- 1000	30	0,7-0,8

w ogniwie tlenowo-wodorowym ze stałym ceramicznym elektrolitem (ZrO₂ + 10% molowo Y₂Ó₃ lub Yb₂0₃). Ogniwo składa się z wydrążonego cylindra ze stałym elektrolitem, na którego powierzchniach zewnętrznej i wewnętrznej znajdują się elektrody — rys. 12.10 Pojedyncze ogniwa łączy się ze sobą szeregowo (elektrodę zewnętrzną z wewnętrzną) i powstaje szczelna rura. Do jej wnętrza wprowadza się paliw'o (H₂ + CO), a z zewnątrz tlen. Gęstość uzyskanej mocy wynosi 180 mW/cm².

Powyższe ogniwo może także pracować jako clcktrolizer wodorowotlenowy. W tym celu do elektrod ogniwa należy przyłożyć z zewnątrz odpowiednie napięcie stałe, a do ogniwa wprowadzić parę wodną.

Rys. 12.10. Schemat ogniwa paliwowego wodorowo-tlcnowego ze stałym elektrolitem pracującego jako ogniwo i elektrolizer: a) budowa ogniwa; b) schemat działania ogniwa; c) schemat działania elektrolizera 1 — stały elektrolit ZrĆ>₂ (Y₂0₃), 2 elektroda powietrzna, tlenek metalu, 3 — elektroda paliwowa Ni, Co

12.1.5. Przepisy bhp przy obsłudze chemicznych źródeł prądu

Baterie i akumulatory zawierają trucizny i materiały żrące, akumulatory zaś stale wydzielają gazy, szczególnie podczas ładowania. Baterii nie należy zwierać, ładować, regenerować, rozbierać i palić. Zużyte baterie rtęciowe M, srebrowe S i litowe E należy zwracać przy zakupie nowych, a pozostałe rodzaje można wyrzucać do śmieci. Zużyte akumulatory bez elektrolitu należy dostarczyć do składnicy złomu, a usunięty z nich elektrolit zneutralizować.

Elektrolity należy przygotowywać i rozlewać w odzieży ochronnej (w gumowych butach, rękawicach i fartuchu oraz w okularach ochronnych) powoli wlewając kwas lub zasadę do wody oczyszczonej z równoczesnym mieszaniem — nie należy postępować odwrotnie. W przypadku poparzenia miejsca polane elektrolitem należy spłukać wodą, a następnie zneutralizować. W akumulatorniach i ładowniach należy magazynować płyny neutralizujące (3—5% wodne roztwory sody technicznej stosowane przy oparzeniach kwasem lub kwasu borowego — przy zasadach) oraz trociny z drewma jako absorbent cieczy.

Zbliżanie się do akumulatorów z otwartym ogniem i bez okularów ochronnych jest wzbronione (nie wolno palić, iskrzyć, np. przez spowodowanie zwarcia lub przez rozłączanie pod obciążeniem). Pomieszczenia z akumulatorami należy wentylować w sposób naturalny, a podczas ładowania — w sposób wymuszony.

12.2. Galwanotechnika

12.2.1. Pojęcia podstawowe

Podstawą galwanotechniki, stanowiącej dość wąski dział elektrochemii technicznej, są zjawiska, które towarzyszą przepływowi prądu przez powierzchnie elektrod zanurzonych w kąpieli galwanicznej.

Kąpiel galwaniczna jest to roztwór elektrolitu stosowany do obróbki powierzchni przedmiotów w procesie galwanicznym.

Proces galwaniczny składa się z jednej lub kilku reakcji przebiegającej na elektrodzie, z których przynajmniej jedna musi być reakcją przejścia (przeniesienia ładunku), tj. reakcją elektrochemiczną

M

do katody

M^z" + ze ----_T-

do anody

biegnącą na powierzchni katody lub anody.

W równaniu: M — metal osadzany na katodzie lub rozpuszczany (roztwarzany) na anodzie; z — wartościowość przeniesienia ładunku, tj. ilość elektronów e biorących udział w reakcji elektrodowej (pobieranych na katodzie i oddawanych na anodzie).

W kąpieli galwanicznej, w zależności od stosowanej gęstości prądu, proces katodowy lub anodowy może przebiegać ze 100% wydajnością prądową lub poniżej tej wartości.

Wydajność prądowa określa, jaka część prądu płynącego przez elektrolit jest zużyta na prowadzony proces. Oblicza się ją dzieląc ilość substancji C_u wydzielonej lub rozpuszczonej na elektrodach przez ilość G_lh obliczoną z prawa Faradaya lub dzieląc wartość prądu zużywanego na prowadzony proces przez wartość prądu przepływającego przez elektrolit. Wydajność prądową określa się najczęściej w procentach ze wzoru

Zdolność krycia kąpieli galwanicznej jest to minimalna gęstość prądu, przy której rozpoczyna się osadzanie powdoki galwanicznej.

Wglębność jest to właściwość kąpieli galwanicznej, charakteryzująca się tendencją do osadzania na całej powierzchni powłoki o jednakowej grubości.