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以改善多孔电的化均匀性。
(2)有浓差化的情况 有时电解液的电导,欧姆化可以微孔隔膜电 电池由两片用催化剂微粒制成的电与微孔隔膜层结合而成。使隔膜的孔径比催化层的孔径小,于是加入的电解液被隔膜吸收,然后湿润催化层。控制加入的电解液的量,使电处于部分湿润状态,其中既有大面积的薄液膜,又有一定的气孔。一般来说,在半径大的毛细孔中充满气体,而在半径小的细孔和微孔中充满液体,气、液孔的分布,主要取决于气体压力与孔内毛细力之差。这种结构控制较困难,电解液过多、过少忽略,如果电的电化学化又小,则当有电流流过时,沿电孔的纵深方向存在着电解液的浓度梯度。物质传递对电化的均匀性有显著的影响。在孔内物质传递的方式是扩散。由上述看出,制备气体电时满足的条件是电中有大量气体到达而又与整体溶液较好的连通的薄液膜。这种电必然是较薄的三相多孔电,其中既有足够的气孔使反应气体传递到电内部各处,又有大量覆盖在电表面上的薄液膜;这些薄液膜还通过液孔与电外侧的溶液通畅地连通,以利于液相反应粒子和反应产物的迁移。因此,理想的气体电是在电表面具有大量的反应区域——薄液膜层,这时扩散层厚度大大降低。根据限扩散电流由于电中含有憎水成分,即使气室中不加压力,电内部也有一部分不被溶液充满的气孔,憎水组分及其周围气孔称为干区。另一方面,由于催化剂表面是亲水的,在大部分催化剂团粒的外表面上均形成了可用于进体电反应的电解液薄膜,电解液及其润湿的催化剂团粒称为湿区。这两种区域相互犬牙交错,形成连续网络。实际憎水气体扩散电在面向气室的表面上还覆盖一层憎水透气膜,使空气能够源源不断输入电内部,而电解液却不能透过电进入气室。
为了简化,只讨论一种离子的浓度变化对电化均匀性的影响,即对多孔电内电流分布的影响。还是以碱性介质中的锌电为例以气体为活性物质的电与以固体或液体为活性物质的电不同,它在反应时是在气、液、固三相的界面处发生,如果缺任何一相都不能实现电化学过程。气体反应的消耗以及产物的疏散都需要扩散来实现,所以,扩散是气体电的重要问题。
对于燃料电池中的氧电和氢电,金属-空气电池中的空气电,它们的活性物质都是气体,而气体在水溶液中的溶解度在常温常压下是很小的。比如,对于浸没在电解液中
⑤隔离物的损坏;化学电源大多采用粉末多孔电。采用多孔电的结构是化学电源发展过程中的一个重要革新,为研制高比能量和高比功率的电池提供了可行性和现实性。
多孔电是将高比表面积的粉状活性物质与具有导电性的惰性固体微粒混合,然后通过压制、烧结、涂膏、粘接等方法制成。多孔电有较大的孔率,可以大大提高电的真实表面积,减小工作时的真实电流密度,减小电化学化;多孔电可以改善扩散传质情况,减小浓差化;采用粉状活性物
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