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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Botter Junior, Wilson
Título: Distribuição Espacial da Componente Ri em Células Eletrolíticas
Ano: 1989
Orientador: Prof. Dr. Fernando Galembeck
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: ---
Resumo: Neste trabalho desenvolvemos uma técnica para determinar a distribuição espacial da componente resistiva do potencial das céIulas eletrolíticas. A técnica consiste em deslocar um eletrodo de referência no interior da célula, injetar pulsos de corrente com tempo de de caimento rápido <<0,5 ms) e medir o decaimento rápido inicial do potencial. A medida da componente Ri em função da distância entre o WE e o RE, extrapolada a distância nula, fornece o valor da resistência superficial do eletrodo. O equipamento eletrônico e o eletrodo de referência foram especialmente desenvolvidos com este objetivo. A resolução temporal do sistema é de 1,5 ms.Mostramos, medindo a componente resistiva do potencial, (com urna precisão de 10 mV), que em eletrodos novos a resistência superficial devida à evolução de bolhas, denominada "efeito cortina" na literatura, não existe para correntes de pulso até 600 mA/cm e para correntes DC de fundo até 500 mA/cm, que são as usualmente empregadas em eletrolisadores. Observamos uma camada resistiva em eletrodos envelhecidos ou em eletrodos que receberam uma eletrodeposição de niquel sem a prévia remoção eletroquimica da camada de óxido. Mostramos que as conexões elétricas da célula podem ser as responsáveis pelo chamado "efeito cortina". Para correntes de até 600 mA/cm e corrente DC de fundo com intensidade atá 500 mA/cm o efeito de bolhas no interior da solução, na nossa configuração de célula, não apresenta uma contribuição mensurável à componente resistiva na solução. O método do deslocamento do eletrodo de referência, desenvolvido neste trabalho, pode ser usado para determinar se o eletrodo de trabalho se encontra "envelhecido".
Abstract: In this work the spatial distribution of the iR component of the electrolitic cells potential is determined. The experimental technique consists of the injection of current pulses with a fast rise-time (or fall time) << 0.5 ms) and the measurement of the rapid initial decay of the potential (WE vs. RE) as a function of the distance of the reference electrode to the working electrode surface. The extrapolation of the -iR component value as a function of the distance between WE and RE for the contact point detemines the value of the electrode surface resistance. An electronic equipment and a new desing of the reference electrode were developed in order to make these measurements possible. The time resolution of the designed electronic system is 1.5 ms. The resistive component of the potential, (DV ~ 10mV), for fresh electrodeposited nickel layers, due to gas bubbles evolution, known in the literature by "Curtain Effect.", was not detected for current pulses up to 600 mA/cm and for a background cur-rent up to 500 mA/cm. These values correspond to the operation current of advanced alkaline water electrolysers. We observe a resistive layer for "old electrodes" only or for electrodes which had an eletrodeposited layer on their surface without. the previous remotion of the oxide layer. The so called "Curtain Effect" may be caused by the electrical connections of the cells. For currents up to 600 mA/cm and background current up to 500 mA/cm the bubble effect in the solution does not show any measurable contrbution for our cell configuration. The method here developed may be used to determine the "activation state" of the electrode by measuring the electrode surface resistance.
Arquivo (Texto Completo): vtls000046939.pdf ( tamanho: 4,75MB )

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