Электролиз токами высокой частоты.

[Хоббит)]

Хотел обсудить частотные явления, наблюдающиеся при электролизе.

Например, когда-то встречал экспериментальные данные, что при электролизе импульсами тока с частотой до 300 Гц преобладают электрохимические явления. При частоте большей - обычный оммический нагрев раствора. Кто-нибудь может уточнить эти вопросы или порекомендовать литературу?

Другая сторона вопроса : каково влияние длительности импульсов? Т.е. можно ли проводить электролиз импульсами порядка 3-30 мкс ? С одной стороны, за это время могут не успеть разрядиться ионы металла на поверхности электрода из раствора. С другой стороны, спектр таких импульсов содержит постоянную составляющую, напряжения на электродах достаточно для разрядки, а значит постоянный ток просто обязан куда-то уходить,- т.е. не должно быть "колебательного" и бесполезного движения ионов в приэлектродном слое. Кто и что думает?

[Angidrid]

Какой нафиг электролиз переменным током?

Если будет импульсный ток одной полярности, то это равносильно электролизу непрерывным током с равным действующим значением постоянной составляющей. В этом нет никакого смысла. Если тот переменный - будет просто нагрев, т.к. окисление чередуется с восстановлением не отходя от кассы.

[mypucm]

Какой нафиг электролиз переменным током?

Если будет импульсный ток одной полярности, то это равносильно электролизу непрерывным током с равным действующим значением постоянной составляющей. В этом нет никакого смысла. 

Определенный смысл есть. Считается, что наложение некоторой модуляции на постоянный ток во многих случаях повышает качество осадка. Обычно раньше применяли синусоидальную, но кто мешает взять прямоугольную модуляцию?

[antabu]

См.

 

Импульсный электролиз(89)Костин Н.А.и др.
Прогрессивные импульсные и переменнотоковые режимы электролиза(88)Черненко В.И.и др.
Электрохимические процессы на переменном токе(74)Шульгин Л.П.
Электрохимические цепи переменного тока(73)Графов В.М.,Укше Е.А.

[химик-философ]

Хотел обсудить частотные явления, наблюдающиеся при электролизе.

Например, когда-то встречал экспериментальные данные, что при электролизе импульсами тока с частотой до 300 Гц преобладают электрохимические явления. При частоте большей - обычный оммический нагрев раствора. Кто-нибудь может уточнить эти вопросы или порекомендовать литературу?

Другая сторона вопроса : каково влияние длительности импульсов? Т.е. можно ли проводить электролиз импульсами порядка 3-30 мкс ? С одной стороны, за это время могут не успеть разрядиться ионы металла на поверхности электрода из раствора. С другой стороны, спектр таких импульсов содержит постоянную составляющую, напряжения на электродах достаточно для разрядки, а значит постоянный ток просто обязан куда-то уходить,- т.е. не должно быть "колебательного" и бесполезного движения ионов в приэлектродном слое. Кто и что думает?

Наложение переменного тока на постоянный вы описываете. Исследователи рисуют годограф импеданса (пример на картинке) и смотрят как он изменяются в зависимости от фонового постоянного тока и состава электролита трех электродной электрохимической ячейки. Постоянный ток гоняют между ртутным и платиновым, перемененный между ртутным и хлорсеребрянным. В двух словах не объяснить. Мы это два семестра изучали. А до этого еще два семестра электрохимию.

Изменено 1 Августа, 2016 в 07:53 пользователем химик-философ

[Хоббит)]

За литературу - СПАСИБО, буду искать-изучать.

Электролиз расплавов - не в этой жизни, видимо, так как всего не успеть.

Собственно причина темы в том, что захотел сделать источник тока для электролиза с заданными параметрами. Но КПД процесса для напряжения на электродах 0,5 Вольт, к примеру, будет гораздо меньше 50%, а то и меньше 30%... - если не применять серьёзных инверторов. А делать десяток последовательных ячеек - тоже суета ленивая. Поэтому возникла следующая теоретическая идея...

Процесс электролиза имеет пороговый характер, т.е. он начнётся при условии достаточного напряжения на электродах. Отсюда можно предложить схему питания ячейки БЕЗ ВЫПРЯМИТЕЛЯ. Т.е. часть времени на электродах идёт волна напряжения, которого не достаточно для разряда ионов на электродах, а вторую часть - напряжение повышается до необходимого уровня и идёт разрядка ионов на поверхности электродов. Придумал две электронные схемы - одну оставлю себе, а другую решил обсудить здесь. Особенностью второй схемы является наличие высоких частот - от единиц до сотен микросекунд. Поэтому и возникают проблемы - ионы не будут успевать разряжаться даже при наличии очень большого напряжения, так как тупо не хватит времени. Значит, необходим компромисс двух процессов - а информации по необходимому времени для разряда ионов из раствора нету... 

Желательны конкретные оценочные величины для произведения амплитуды импульса на время. Форма импульса пересчитывается через форм-фактор. Понятно, что будет сильное влияние и состава раствора. Например, ион водорода будет разряжаться быстрее иона меди на слишком коротких импульсах...

[aversun]

Желательны конкретные оценочные величины для произведения амплитуды импульса на время. Форма импульса пересчитывается через форм-фактор. Понятно, что будет сильное влияние и состава раствора. Например, ион водорода будет разряжаться быстрее иона меди на слишком коротких импульсах...

Еще сильнее будет влиять импеданс электролитической ячейки, вы просто не сможете применять высокочастотный импульс, он будет растягиваться и уменьшаться по амплитуде.

[Хоббит)]

Почему будет растягиваться импульс во времени, поясните? Ведь у нас генератор имеет внутреннее сопротивление гораздо меньше, чем полное сопротивление ячейки, т.е. влияния не должно быть.

Вот пример напряжения, которое можно обсудить для начала. Положительная волна - не разряжает ионов, отрицательная короче, но имеет достаточную амплитуду для разряда ионов и прохождения реального электрохимического тока, т.е процессов окисления и восстановления. 

С таким же принципом работают лампы дневного света с питанием от батареи.

[godday2]

А ячейка не имеет емкость? В приэлектродном пространстве буквально пару нанометров получается разность потенциалов. Может работать как конденсатор

Изменено 1 Августа, 2016 в 15:23 пользователем godday2

[mypucm]

Ячейка емкость имеет. Приэлектродное пространство работает как конденсатор с весьма хорошей емкостью. Также емкостной вклад могут давать фарадеевские (сиречь, электродные) процессы, например, контролируемые диффузией.