I. Основные преимущества материала трубок из оксида алюминия для электрохимических исследований.
1. Максимальная электрическая изоляция:Превосходные изоляционные свойства в диапазоне температур от комнатной до 1600 °C. Обеспечивает изоляцию выводов платиновых, молибденовых и вольфрамовых электродов, предотвращая короткие замыкания в высокотемпературных электролитических ячейках и устраняя помехи в сигналах ЭИС и резюме.
2. Химическая инертность:Устойчив к коррозии под воздействием сильных кислот, сильных щелочей, расплавленных солей и плазмы. Отсутствует миграция ионов примесей в электролитах или материалах электродов, что гарантирует отсутствие фонового загрязнения в электрохимических данных.
3. Высокотемпературная стабильность:Керамические трубки из 99% оксида алюминия сохраняют стабильность размеров без деформации при длительной эксплуатации при температуре 1600°C и кратковременной пиковой температуре 1800°C, что делает их пригодными для электролиза в расплавленных солях, твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) и высокотемпературного оборудования для измерения импеданса.
4. Доступны две конфигурации (пористая / плотная):Плотные трубки служат в качестве изоляционных оболочек для электродов и защитных трубок для термопар; пористые керамические трубки из оксида алюминия используются в качестве ионных сепараторов, каналов для диффузии газа и жидкостных соединений для эталонных электродов.
5. Механическая жесткость:Интегрированная многоканальная структура с сквозными отверстиями фиксирует относительное положение трех электродов, исключает дрейф электродов и повышает воспроизводимость циклических вольтамперометрических и хроноамперометрических измерений.
II. Полные примеры применения электрохимии в университетах.
Случай 1:Пекинский университет науки и технологий – Диафрагма для электрохимических эталонных электродов в условиях высокотемпературной коррозии в расплавленных солях (электрохимия в расплавленных солях)
Тема исследования
Электрохимическая характеристика высокотемпературной высокотемпературной коррозии металлов в расплавленных сульфатных системах; создание трехэлектродной системы, работающей при температурах расплавленных солей в диапазоне от 800 до 900 °C.
Схема применения керамической трубки из оксида алюминия
Выбор тонкостенной пористой керамической трубки из оксида алюминия (99%) в качестве мембраны высокотемпературного электрода сравнения Аг/Аг₂ТАК₄:
1.Внутри трубки герметично запаян серебряный провод, в качестве внутреннего эталонного электролита используется расплавленный сульфат натрия (На₂ТАК₄), а пористая стенка трубки служит ионопроводящим барьером.
2.Плотная одноканальная оболочка из оксида алюминия окружает проводник эталонного электрода, изолируя платиновый проводник от коррозии в расплавленной соли.
3.Трубка из оксида алюминия вставляется в высокотемпературный корундовый электролитический тигель; через боковую трубку из оксида алюминия в расплавленную соль подается аргон для регулирования парциального давления кислорода.
Результаты эксперимента и их значение
Пористая диафрагма из оксида алюминия пропускает только ионы На⁺ и блокирует примеси тяжелых металлов в расплавленных солях, при этом дрейф опорного потенциала составляет менее 3 мВ за 24 часа.
В отличие от кварцевых и стеклянных трубок, трубки из оксида алюминия не размягчаются при 900 °C и остаются инертными к сульфатным реакциям. Они позволяют проводить непрерывные высокотемпературные электрохимические импедансные спектроскопические (ЭИС) и стационарные поляризационные испытания в течение 72 часов.
Этот материал облегчил калибровку электрохимического зонда для определения щелочности расплавленной соли при высоких температурах, как описано в исследовательской статье, решив проблему выхода из строя обычных стеклянных эталонных электродов при высоких температурах.
