Файл: Гуревич, И. Г. Жидкостные пористые электроды.pdf

Независимость транспортных энергопотерь от схемы конвективной подачи очевидна, поскольку перенос в этом случае осуществляется за счет внешних сил.

Строго говоря, и при диффузионном способе подачи перенос массы осуществляется в конечном итоге за счет внешних сил, поскольку постоянство концентраций с"

ис п ° в объеме свободного электролита обеспечивается именно этими силами.

Тот же факт, что потери энергии на транспорт веще­ ства оказываются включенными в число внутриэлектрод­ ных потерь энергии и вносят свой вклад в поляризацию, по-видимому, объясняется тем, что электрод с термоди­ намической точки зрения является открытой системой, обменивающейся энергией и веществом с окружающей средой.

Очевидно, что, зная внутритранспортные потери энер­

Используя полученные и приведенные выше решения ряда краевых задач, описывающих стационарный режим работы жидкостного пористого электрода, можно с из­ вестным приближением получить расчетные выражения для составляющих внутриэлектродных потерь энергии в различных схемах диффузионной и конвективной подачи реагента и тем самым — возможность оценки вклада каж­ дого из трех видов поляризации.

Сложность большинства полученных выражений для локальных значений интенсивности процесса, поляриза­ ции, концентрации не всегда позволяет взять соответ­ ствующий интеграл, определяющий ту или иную состав­ ляющую энергопотерь. Поэтому ниже приводятся выра­ жения для составляющих энергопотерь, справедливые в случае обратимой электрохимической реакции лишь для области большой поляризации; причем некоторые из них носят довольно приближенный характер.

158

Внутритранспортные потери энергии на перенос элек­ тронейтральных реагента и продукта определены в пред­ положении равенства их коэффициентов диффузии.

Односторонне поляризуемый электрод при фронталь­ ной диффузионной подаче реагента

159

путем приближенного интегрирования: интервал интегри­ рования разбивается на две и три области соответствен­ но; значением интеграла соответственно во второй и в средней из них пренебрегают по сравнению с берущими­ ся интегралами в первой и крайних областях.

Анализ приведенных выражений для внутриэлектрод­ ных потерь энергии затруднен их сложностью, а в случае 3- й схемы подачи — еще и неявностью (связанной с кон­ стантой интегрирования С\).

160

Сравнительно легко может быть получен ответ лишьдля зависимостей составляющих внутриэлектродных по­ терь энергии от нагрузки на электрод: они возрастаю­ щие. Исключение составляет зависимость внутриомических потерь энергии для электрода в схеме фронтальной подачи реагента: зависимость имеет максимум, располо­ женный вблизи нагрузки, соответствующей половине пре­ дельного тока ( в = 0,5).

Отмеченная сложность расчетных выражений остав­ ляет лишь возможность численной оценки соотношения

Рассмотрение первого из них показывает, что различные виды внутриэлектродных потерь энергии и связанные с ними составляющие поляризации по-разному зависят от схемы диффузионной подачи реагента в электрод. Преж­ де всего это относится к внутриомическим потерям энер­

мере внутриактивационными потерями энергии. Что же касается зависимости омической составляющей поляри­ зации от нагрузки, то она имеет экстремальный (с макси­

Далеко не очевидными оказываются как совпадение по величине внутридиффузионных потерь энергии в