Кафедри
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/35393
Переглянути
11 результатів
Результати пошуку
Документ Кінетика суміщених катодних процесів у водному розчині NaCl(Київський національного університету технологій та дизайну, 2020) Рутковська, Катерина Сергіївна; Тульський, Геннадій Георгійович; Гомозов, Валерій Павлович; Ворона, Т. В.Мета. Дослідження кінетики суміщених катодних процесів в електрохімічному синтезі гіпохлориту натрію. Інтенсифікація процесу відновлення молекулярного кисню у водному розчині NaCl для удосконалення електрохімічного синтезу гіпохлориту натрію із застосуванням газодифузійного катоду. Дослідження впливу газодифузійного режиму на кінетику катодних процесів, визначення діапазонів потенціалів та густин струму перебігу суміщених катодних реакцій. Методика. Циклічна вольтамперометрія для дослідження кінетичних параметрів катодного процесу із застосуванням імпульсного потенціостата MTech PGP-550M. Йодометричне титрування для визначення концентрації гіпохлориту натрію. Результати. Встановлені діапазони потенціалів перебігу суміщених катодних процесів в умовах без подачі повітря і з подачею повітря через газодифузійний електрод. Показана можливість деполяризації киснем повітря катодного процесу із застосуванням газодифузійного режиму роботи поруватого графітового електроду. Для більшого розуміння впливу подачі повітря на перебіг суміщених катодних процесів побудовано сумарну та парціальні (відновлення кисню і виділення водню) поляризаційні залежності без подачі повітря та при подачі повітря у водному розчині 3 моль/дм³ NaCl. Одержані поляризаційні залежності доводять, що подача повітря в газодифузійний електрод призводить до зростання граничної густини струму відновлення кисню з 2 до 8 мА/см², що вказує на перспективу застосування газодифузіного катоду. Наукова новизна. Зміна природи катодного процесу дозволяє значно знизити різницю електродних потенціалів. Керуючі швидкістю подачі кисню, можна перешкоджати підводу ClО⁻ до поверхні катоду. Практична значимість. Для галузі електрохімічних виробництв полягає в удосконаленні електрохімічного синтезу гіпохлориту натрію за рахунок підвищення виходу за струмом та зниження питомих витрат електроенергії. При зміні природи катодного процесу з виділення водню на відновлення підведеного до границі катод–електроліт кисню, за допомогою газодифузійного катоду буде вирішена проблема катодного відновлення ClО⁻, без забруднення кінцевих розчинів гіпохлориту натрію.Документ Ефективність воднолужного електролізу в залежності від технологічних парметрів корозійного та анодного розчинення алюмінію(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Руденко, Наталія Олександрівна; Байрачний, Борис ІвановичВ роботі представлені особливості синтезу водню, що виділяється в результаті розчинення сплаву алюмінію АМг. Для більш повного визначення технологічних характеристик синтезу водню були проведені дослідження об’ємів водню, що виділяється в реакторі в результаті розчинення алюмінієвого сплаву АМг. Встановлений механізм розчинення сплаву з урахуванням впливу домішок в сплаві на процес анодного розчинення. Визначені умови прискорення анодного розчинення сплаву АМг в присутності іонів хлору за умов дії «негативного диференц ефекту». Розчинення сплаву АМг в лужно-хлоридному розчині має електрохімічну природу в основі якої реалізується електрохімічний механізм відновлення водню з послідуючим процесом його дифузії в газову фазу. Хлоридні іони прискорюють активне розчинення алюмінію при густинах струму до 5 А/дм2 замість 3 А/дм2 при кімнатних температурах та шорсткості поверхні 3-5 класу (≈5 мкм). Найбільший вплив на швидкість розчинення сплаву має концентрація NaOH, температура розчинення та клас чистоти поверхні. Головним технологічним показником удосконалення електросинтезу водню є використання анодної деполяризації алюмінію, його негативних значень і як наслідок виділення водню на обох електродах. Ефект деполяризації досягається шляхом розчинення сплаву алюмінію замість реакції виділення кисню на аноді. Напруга на електролізері при цьому в 2 рази нижче в порівнянні з промисловим воднолужним електролізом. Це дає можливість економити до 50 % електроенергії. Відсутність виділення кисню робить даний процес більш безпечним.Документ Electrochemical synthesis of hydrogen with depolarization of the anodic process(2016) Tulskiy, Gennadiy; Tulskaya, A. G.; Skatkov, L. I.; Gomozov, V. P.; Deribo, S. G.A new active composite coating for graphite gas diffusion electrode for hybrid sulfur cycle was proposed. The kinetics of oxidation of SO₂ were studied on porous graphite anodes with different catalytic coatings. It was shown that the most efficient composite coating is based on activated carbon and platinum supported on graphite gas diffusion substrate. The voltage drop in the laboratory electrochemical cell was 1.3 V at a current density of 1000 A·m⁻². This corresponds to a specific consumption of 3.1 kWh electric energy per 1 m³ of hydrogen.Документ Застосування газодифузійного катоду в електрохімічному синтезі гіпохлориту натрію(НТУ "ХПІ", 2018) Рутковська, Катерина Сергіївна; Тульський, Геннадій Георгійович; Сінкевич, Ірина Валеріївна; Артеменко, Валентина МефодіївнаДля гальмування катодного відновлення гіпохлорит іонів при електрохімічному синтезі гіпохлориту натрію запропоновано змінити природу катодного процесу. За рахунок підводу до границі катод-електроліт кисню створюється можливість зміни природи катодного процесу з виділення водню на відновлення кисню. Зміна природи катодного процесу дозволить значно знизити різницю електродних потенціалів. Шляхом керування швидкістю подачі кисню гальмується підвід ClО⁻ до поверхні катоду. Процес електрохімічного відновлення кисню досліджено із застосуванням газодифузійного катода при електролізі водних розчинів хлориду натрію. В якості поруватого катоду використовували графіт марки ПГ-50. Графітовий електрод активували обробкою в окислювачах для створення на його поверхні шару активних сполук вуглецю, та наносили оксиди нікелю методом термічного розкладу нітрату нікелю. Газодифузійний режим створювали шляхом подачі повітря до тильної поверхні поруватого катоду. Досліджено вплив матеріалу електроду на катодні поляризаційні залежності у водному розчині NaCl на поруватому графіті та на графіті, активованому нікелем, без подачі повітря, з помірною подачею повітря та подачі повітря з надлишком. Графіт, активований оксидами нікелю, показав більшу каталітичну активність у реакції відновлення кисню. Рівноважні потенціали графітового електроду без покриття та з активуючим покриттям досліджувались у водному розчині 3 моль дм⁻³ NaCl. Одержані поляризаційні залежності на обох досліджуваних матеріалах доводять, що подача повітря в газодифузійний електрод змінює хід вольтамперної залежності. Значний зсув рівноважного потенціалу у негативний бік вказує на вплив адсорбційних процесів при формуванні подвійного електричного шару на границі електрод-електроліт. Заміна природи катодного процесу з виділення водню на відновлення кисню дозволяє збільшити вихід за струмом до 52 % і концентрацію NaClО до 27 г дм⁻³. Проаналізовано характер протікання катодного процесу відновлення кисню при зміні режиму подачі повітря. Проведений балансовий електрохімічний синтез гіпохлориту натрію протягом 10 годин довів ефективність запропонованого технічного рішення.Документ Використання відновлюваних джерел енергії в електросинтезі водню без виділення кисню(НТУ "ХПІ", 2017) Байрачний, Борис Іванович; Желавська, Юлія Анатоліївна; Бондаренко, Людмила Миколаївна; Руденко, Наталія Олександрівна; Желавський, Сергій ГригоровичПоказана можливість використання відновлюваних джерел енергії при електросинтезі водню. Наведено характеристики електричних параметрів сонячної батареї типу YH 21 при зміні зовнішнього опору в інтервалі 20 – 200 Ом. При штучному освітленні ці параметри складають 30 – 50 % від потужності сонячного випромінювання. Деполяризація анодного процесу сплавами цинку дозволяє знизити напругу на елект-ролізері на 1,2 – 1,5 В порівняно з воднолужним електролізом, що призводить до економії електроенергії до 50 %. Відсутність виділення кисню робить даний процес більш безпечним.Документ Новые электродные материалы в решении проблем водородной энергетики(НТУ "ХПИ", 2015) Тульский, Геннадий Георгиевич; Подустов, Михаил Алексеевич; Сенкевич, И. В.; Тульская, Алена ГеннадьевнаОбоснован выбор материала газодиффузионного электрода для реализации деполяризации анодного процесса при реализации сульфатнокислотного цикла производства водорода. В качестве деполяризатора использован SO₂. Газодиффузионный электрод состоит из пористой основы (графит марки ПГ-50) и покрытия из материалов, показавших каталитическую активность в окислении SO₂ активного углерода (АУ), Pt, RuO₂, MoO₃, WO₃. По каталитической активности исследованные анодные материалы можно расположить в следующий ряд Pt > RuO₂ > MoO₃ > WO₃ > АУ. Установлен синергетический эффект от использования композиции Pt + АУ, нанесенных на графитовую основу, в сравнении с индивидуальными Pt и АУ.Документ Деполяризация анодного процесса SO₂ в электрохимическом синтезе водорода(НТУ "ХПИ", 2015) Тульская, Алена ГеннадьевнаДиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.03 – техническая электрохимия. Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2015. Диссертация посвящена решению важной прикладной задачи – снижению удельного расхода электроэнергии при производстве водорода электролизом водных растворов H₂SO₄ с деполяризацией анодного процесса SO₂. Водно-щелочной метод электролиза уже исчерпал свой потенциал по снижению удельного расхода электроэнергии. Значительно снизить удельный расход можно лишь за счет изменения природы анодного процесса, что и происходит при реализации сульфатнокислотного цикла. Практическое внедрение сульфатнокислотного цикла сдерживалось из-за отсутствия доступных каталитически активных электродных материалов и стойких протонпроводящих мембран для разделения катодного и анодного пространств. Реализация сульфатнокислотного метода предусматривает организацию ресурсосберегающего замкнутого цикла, в котором не происходит образования вторичных продуктов. Кроме того, метод помогает решить экологическую проблему – утилизацию выбросов SO₂ производств химической и энергетической отраслей. Для решения поставленной задачи, на основании термодинамического анализа, установлены условия реализации деполяризации анодного процесса с участием газообразного SO₂, а не продуктов его взаимодействия с анолитом. Доказано участие кислородсодержащих частиц радикального характера в окислении SO₂ на поверхности платинового анода. Исследовано влияние материала анода, концентрации и температуры электролита на кинетические показатели окисления SO₂. В качестве активного покрытия пористой графитовой основы предложено использовать композицию активированного углерода (АУ) с платиной и оксидами переходных металлов (RuO₂, WO₃, MoO₃), которая позволяет снизить анодный потенциал на 0,3 – 0,4 В по сравнению с неактивированным графитом. Нанесение активных покриттий композициями АУ з Pt, RuO₂, MoO₃, WO₃ оказало синергетический эффект снижения анодного потенциала по сравнению с покрытием индивидуальными Pt, RuO₂, MoO₃, WO₃ на 0,12 – 0,13 В. По каталитической активности добавки расположены в следующий ряд Pt > PtO > RuO₂ > MoO₃ > WO₃ > АУ. Показана возможность повышения каталитической активности композиций на основе АУ + MoO₃ и АУ + WO₃ путем введения в электролит соединений, содержащих I¯. Обоснован количественный состав активного покрытия газодиффузионного анода, а также способ нанесения активного покрытия. Показано, что максимальная каталитическая активность и синергетический эффект соответствует содержанию добавок (мг⋅см¯²): Pt – 1,8...2,0; RuO₂ – 1,8...2,1; WO₃ – 3,8...4,0; MoO₃ – 13...15. По результатам испытаний износостойкости гравиметрическим и электрохимическим способами все материалы, используемые в качестве активного покрытия, отнесены к стойким. Результаты работы лабораторного электролизера подтвердили выводы, сделанные на основании кинетических исследований. Определены технологические параметры проведения электролиза с целью получения водорода, а также с целью утилизации SO₂. Определено, что удельный расход электроэнергии составил 2,6 ... 3,1 кВт∙ч на 1 нм³ Н₂ при плотности тока 500 ... 1000 А∙м¯². Проведены опытно-промышленные испытания, которые показали перспективность реализации деполяризации анодного процесса SO₂ в сульфатнокислотном методе получения водорода.Документ Деполяризація анодного процеса SO₂ в електрохімічному синтезі водню(НТУ "ХПІ", 2015) Тульська, Альона ГеннадіївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертацію присвячено вирішенню важливої прикладної задачі – зниженню питомих витрат електроенергії при виробництві водню електролізом за рахунок деполяризації анодного процесу SO₂. На підставі термодинамічного аналізу встановлено умови реалізації деполяризації анодного процесу за участю газоподібного SO₂, а не продуктів його взаємодії з анолітом. Доведена участь кисеньвмісних часток радикального характеру в окисненні SO₂ на поверхні платинового аноду. Досліджений вплив матеріалу аноду, концентрації та температури електроліту на кінетичні показники окиснення SO₂. Запропонований склад активного покриття газодифузійного аноду, що виявляє високі кінетичні показники в широкому діапазоні густин струму, а також спосіб його нанесення. Проведені випробування зносостійкості анодних матеріалів. Результати кінетичних досліджень підтверджені в роботі лабораторного електролізеру. Показана можливість використання сульфатнокислотного методу одержання водню для утилізації SO₂. Встановлено, що питомі витрати електроенергії склали 2,6...3,1 кВт⋅год⋅нм³ Н₂ при густині струму 500...1000 А⋅м¯². Проведено дослідно-промислові випробування, які довели перспективність реалізації деполяризації анодного процесу SO₂ в сульфатнокислотному методі одержання водню.Документ Выбор материала анода при электролизе растворов сульфатов с деполяризацией SO₂(НТУ "ХПИ", 2014) Байрачный, Борис Иванович; Тульская, Алена Геннадьевна; Сенкевич, А. В.; Желавский, С. Г.Исследован процесс электролиза сульфатных растворов с деполяризацией SO₂ с использованием платиновых анодов и анодов из стеклографита. Показана перспективность использования пористых графитовых анодов с каталитически активными покрытиями платиной, оксидами вольфрама и молибдена.Документ Механизм деполяризации анодного процесса в сульфатнокислотном цикле производства водорода(НТУ "ХПИ", 2013) Тульская, Алена ГеннадьевнаТеоретически обоснован механизм деполяризации анодного процесса в сульфатнокислотном цикле получения водорода. Рассчитана и построена диаграмма зависимости состояния серосодержащих частиц от рН раствора электролита. Практические исследования согласовываются с расчетными данными и подтверждают природу анодного процесса, связанного с окислением SO₂ на платиновом аноде.