ΜΕΛΕΤΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΠΟΛΛΑΠΛΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΠΟΡΩΔΗ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ

Abstract

ΤΑ ΠΟΡΩΔΗ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ ΕΧΟΥΝ ΕΥΡΥΤΕΡΗ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΠΟ ΤΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ ΕΠΕΙΔΗ ΠΑΡΕΧΟΥΝ ΣΤΕΝΗ ΕΠΑΦΗ ΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΩΝΤΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟΥ. Η ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΩΝ ΠΟΡΩΔΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΩΝ ΑΠΑΙΤΕΙ ΤΗΝ ΠΛΗΡΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥΣ ΚΑΙ ΤΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΠΟΛΛΑΠΛΟΤΗΤΑΣ, Η ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΤΩΝ ΟΠΟΙΩΝ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΟΔΗΓΗΣΕΙ ΣΕ ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ. ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΠΟΥ ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΑΝ ΠΕΡΙΓΡΑΦΟΥΝ ΤΗΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΠΟΡΩΔΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΩΝ ΚΑΘΕΤΗΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΡΟΗΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΑΝΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗΣΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ. ΛΑΜΒΑΝΟΝΤΑΙ ΥΠΟΨΗ ΟΛΟΙ ΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟΥ (ΔΙΑΧΥΣΗ, ΣΥΝΑΓΩΓΗ, ΟΔΕΥΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΦΑΣΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΜΑΖΑΣ). ΟΙ ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΕΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΕΠΙΛΥΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΗΣ ΟΡΘΟΓΩΝΙΑΣ ΣΥΝΤΟΠΟΛΟΓΙΑΣ. Η ΕΠΙΛΥΣΗ ΚΑΙ Η ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ, ΕΚΤΟΣ ΑΠΟ ΤΟΝ ΠΛΗΡΗ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ, ΑΠΕΔΕΙΞΕ ΤΗΝ ΥΠΑΡΞΗ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΓΙΑ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ. Η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΔΕΙΞΕ ΤΗΝ ΥΠΑΡΞΗ ΔΙΑΤΑΡΑΧΩΝ ΤΟΥ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΑΠΟΘΕΣΗΣ ΧΑΛΚΟΥ ΚΑΙ ΕΚΛΥΣΗΣ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΣΕ ΠΟΡΩΔΗ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ ΚΑΘΕΤΗΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΡΟΗΣ ΑΠΟ ΠΛΕΓΜΑΤΑ ΑΝΟΞΕΙΔΩΤΟΥ ΧΑΛΥΒΑ. Η ΥΠΑΡΞΗ, ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΑΙ Η ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΔΙΑΤΑΡΑΧΩΝ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ. Η ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΕΔΕΙΞΕ ΟΤΙ ΟΙ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΠΟΥ ΠΑΡΑΤΗΡΗΘΗΚΑΝ ΣΥΝΔΕΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΠΟΥ ΠΡΟΒΛΕΠΟΝΤΑΙ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ.

THE POROUS ELECTRODES APPEAR TO BE MORE ATTRACTIVE FOR INDUSTRIAL APPLICATION THAN THE PLANE ELECTRODES BECAUSE THEY PROVIDE INTIMATE CONTACT BETWEEN A PROCESS STREAM AND THE ELECTRODE SURFACE. THE NEED FOR EFFICIENT PERFORMANCE OFPOROUS ELECTRODES REQUIRES DETAILED ANALYSIS OF THEIR OPERATIONAL BEHAVIOUR. A CRITICAL PART OF THIS ANALYSIS IS THE THEORETICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF MULTIPLICITY PHENOMENA, THE PRESENCE OF WHICH MAY LEAD TO UNDESIREDDISTURBANCES OF ELECTRODE OPERATION. THE DEVELOPED MATHEMATICAL MODELS DESCRIBE THE OPERATION OF FLOW-BY, AND FLOW-THROUGH POROUS ELECTRODES DURING GENERAL TYPE NON-REVERSIBLE ELECTROCHEMICAL REACTIONS UNDER MASS AND CURRENT TRANSPORT LIMITATIONS THAT OCCUR IN THE POROUS STRUCTURE (DIFFUSSION, CONVECTION, MIGRATION, AND INTERPHASE MASS TRANSPORT). THE NON-LINEAR DIFFERENTIAL EQUATIONS ARE SOLVED BY ORTHOGONAL COLLOCATION. THE SOLUTION AND PARAMETRIC ANALYSIS OF MODELS EQUATIONS APART FROM THE COMPLETE SYSTEMS DESIGN PROVES THE EXISTENCE OF MULTIPLE STEADY STATES IN A CERTAIN RANGE OF DESIGN PARAMETERS AND VARIABLES. THE EXPERIMENTAL ANALYSIS SHOWED THE EXISTENCE OF CURRENT OSCILLATIONSDURING COPPER DEPOSITION AND HYDROGEN EVOLUTION IN FLOW-BY AND FLOW-THROUGH POROUS CATHODES, CONSTRUCTED WITH STAINLESS STEEL SCREENS. (ABSTRACT TRUNCATED)