ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТОЛЩИНЫ И СВОЙСТВ УГЛЕГРАФИТОВОГО ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА НА ПРОТОЧНОМ ТРЕХМЕРНОМ ЭЛЕКТРОДЕ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Дата публикации
26.09.2022
Издательство
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный технологический университет»
Наименование издания
XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс, № 3(59) 26.09.2022
DOI
10.46548/21vek-2022-1159-0003
Автор(ы)
Кошев Александр Николаевич - Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
Варенцов Валерий Константинович - Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
Кузина Валентина Владимировна - Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
Аннотация(ии)
Приводится исследование влияния различных параметров процесса электровосстановления ионов железа на проточном трехмерном электроде методом математического моделирования. Цель исследования - подбор параметров, позволяющих обеспечить высокую производительность электрохимического процесса на проточных трехмерных электродах (ПТЭ), в том числе из углеродных волокнистых материалов (УВМ). Рассмотрено влияние увеличения толщины углеродных волокнистых электродов (УВЭ) на производительность процессов, анализируется влияние степени сжатия УВЭ на исследуемый процесс. В результате выполненного исследования показано, что, несмотря на резкое снижение значений поляризации и плотности тока в глубине электрода, часть его внутренней поверхности, на которой протекает реакция, с увеличением толщины L электрода, возрастает, однако при этом суммарная внутренняя поверхность электрода, работающая достаточно эффективно, остается неизменной, что приводит к постоянству скорости процесса в этих условиях. Производительность электрохимических процессов определяется величиной поверхности электрода, работающей в условиях предельного диффузионного тока по ионам основного электроактивного компонента. Установлено также, что максимум производительности процесса приходится на сжатие УВЭ в 2,0 - 2,2 раза. Показано влияние на скорость электрохимических процессов свойств материала катода. Для сопоставления работы электродов из разных видов УВМ приводятся результаты моделирования распределения поляризации, тока и концентрации в их объеме. Результаты моделирования дают основание предположить, что скорость реакции будет наиболее высокой на УВМ марки ТВШ. Для других исследованных материалов представляется возможным некоторое снижение толщины электрода без существенного влияния на скорость процесса, поскольку в них наблюдаются внутренние зоны с незначительной поляризацией.
Полный текст статьи
| 19-25.pdf |
|---|