PL B1. Uniwersytet Warszawski,Warszawa,PL Instytut Chemii Przemysłowej im. Prof. Ignacego Mościckiego,Warszawa,PL

Podobne dokumenty
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Prof. dr hab. Maria Bełtowska-Brzezinska Poznań, Wydział Chemii UAM ul Umultowska 89b, Poznań

PL B1. Uniwersytet Śląski w Katowicach,Katowice,PL BUP 20/05. Andrzej Posmyk,Katowice,PL WUP 11/09 RZECZPOSPOLITA POLSKA

Badanie utleniania kwasu mrówkowego na stopach trójskładnikowych Pt-Rh-Pd

UNIWERSYTET W BIAŁYMSTOKU WYDZIAŁ BIOLOGICZNO-CHEMICZNY

Metody badań składu chemicznego

Ćwiczenie 1: Wyznaczanie warunków odporności, korozji i pasywności metali

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 19/09. MACIEJ KOKOT, Gdynia, PL WUP 03/14. rzecz. pat.

PL B1 AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, KRAKÓW, PL BUP 08/07

PL B1. Elektrolityczna, nanostrukturalna powłoka kompozytowa o małym współczynniku tarcia, zużyciu ściernym i korozji

PL B1. Sposób otrzymywania nieorganicznego spoiwa odlewniczego na bazie szkła wodnego modyfikowanego nanocząstkami

PL B1. Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica,Kraków,PL BUP 14/02. Irena Harańczyk,Kraków,PL Stanisława Gacek,Kraków,PL

Pytania przykładowe na kolokwium zaliczeniowe z Podstaw Elektrochemii i Korozji

PL B1. Sposób otrzymywania proszków i nanoproszków miedzi z elektrolitów przemysłowych, także odpadowych

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 26/16

Karta pracy III/1a Elektrochemia: ogniwa galwaniczne

Problemy elektrochemii w inżynierii materiałowej

Przetwarzanie energii: kondensatory

PL B1. POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA, Kielce, PL BUP 17/16. MAGDALENA PIASECKA, Kielce, PL WUP 04/17

Szkło kuloodporne: składa się z wielu warstw różnych materiałów, połączonych ze sobą w wysokiej temperaturze. Wzmacnianie szkła

Nowe kierunki rozwoju technologii superkondensatorów

Przetwarzanie energii: kondensatory

Superkondensatory. Charakterystyka elektrochemiczna. Zajęcia odbywają się w poniedziałki w sali nr 343

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, Kraków, PL BUP 03/06

PL B1. Przekształtnik rezonansowy DC-DC o przełączanych kondensatorach o podwyższonej sprawności

RECENZJA PRACY DOKTORSKIEJ PANI MGR URSZULI KOSS

PODSTAWY KOROZJI ELEKTROCHEMICZNEJ

PL B1. UNIWERSYTET EKONOMICZNY W POZNANIU, Poznań, PL BUP 21/09. DARIA WIECZOREK, Poznań, PL RYSZARD ZIELIŃSKI, Poznań, PL

PL B1. Sposób badania przyczepności materiałów do podłoża i układ do badania przyczepności materiałów do podłoża

Elektrochemiczne osadzanie antykorozyjnych powłok stopowych na bazie cynku i cyny z kąpieli cytrynianowych

Andrzej Sobkowiak Rzeszów, dnia 16 lutego 2016 r. Wydział Chemiczny Politechniki Rzeszowskiej

Elektrochemia - szereg elektrochemiczny metali. Zadania

Ć W I C Z E N I E 6. Nadnapięcie wydzielania wodoru na metalach

WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1 G01N 27/07 ( ) G01R 27/22 ( ) Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice, PL

Katedra Inżynierii Materiałowej

K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Pt, Au

PL B1. UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI W OLSZTYNIE, Olsztyn, PL BUP 26/15. ANDRZEJ LANGE, Szczytno, PL

PL B1. POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL BUP 06/14

RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Badania elektrochemiczne. Analiza krzywych potencjodynamicznych.

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, Kraków, PL BUP 21/10. MARCIN ŚRODA, Kraków, PL

PL B1. W.C. Heraeus GmbH,Hanau,DE ,DE, Martin Weigert,Hanau,DE Josef Heindel,Hainburg,DE Uwe Konietzka,Gieselbach,DE

Materiały katodowe dla ogniw Li-ion wybrane zagadnienia

(54) (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1 C23F 13/04 C23F 13/22 H02M 7/155

To jest. Ocena bardzo dobra [ ] energetycznych. s p d f. Ocena dobra [ ] izotopowym. atomowych Z. ,, d oraz f.

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

PL B1. POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL BUP 14/15

Ćwiczenie 2: Elektrochemiczny pomiar szybkości korozji metali. Wpływ inhibitorów korozji

PL B1. Sposób i układ do odzyskiwania energii elektrycznej z ogniwa elektrochemicznego, zwłaszcza pierwotnego

Spektroelektrochemia technecjanów (VII) w środowisku kwasu siarkowego (VI)

PL B1. INSTYTUT METALURGII I INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ IM. ALEKSANDRA KRUPKOWSKIEGO POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL

PL B1. Sposób oznaczania stężenia koncentratu syntetycznego w świeżych emulsjach chłodząco-smarujących

PL B1. POLITECHNIKA OPOLSKA, Opole, PL BUP 11/18. RYSZARD KOPKA, Opole, PL WIESŁAW TARCZYŃSKI, Opole, PL

PL B1. Sposób lutowania beztopnikowego miedzi ze stalami lutami twardymi zawierającymi fosfor. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL

Schemat ogniwa:... Równanie reakcji:...

PL B1. INSTYTUT MASZYN PRZEPŁYWOWYCH PAN, Gdańsk, PL JASIŃSKI MARIUSZ, Wągrowiec, PL GOCH MARCIN, Braniewo, PL MIZERACZYK JERZY, Rotmanka, PL

PL B1. 3-elektrodowy układ do pomiaru pojemności elektrycznej membrany osadzonej na elektrodzie

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1

Sposób osadzania nanocząstek metalu na powierzchni oraz powierzchnia otrzymana tym sposobem.

PL B1. ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE, Szczecin, PL BUP 06/14

(12) OPIS PATENTOWY (13) PL (11)

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL MROCZEK BARTŁOMIEJ, Lublin, PL BUP 08/18

PL B1. Instytut Automatyki Systemów Energetycznych,Wrocław,PL BUP 26/ WUP 08/09. Barbara Plackowska,Wrocław,PL

PL B1. Układ do przetwarzania interwału czasu na słowo cyfrowe metodą kompensacji wagowej

PL B1. Instytut Chemii Przemysłowej im.prof.ignacego Mościckiego,Warszawa,PL BUP 07/06

Polarografia jest metodą elektroanalityczną, w której bada się zależność natężenia prądu płynącego przez badany roztwór w funkcji przyłożonego do

węgiel węgiel obecnego w cząsteczce C 2 H 5 OH, jednak mechanizm tego procesu pozostaje nadal niejasny. Analiza poszczególnych materiałów

Wrocław dn. 22 listopada 2005 roku. Temat lekcji: Elektroliza roztworów wodnych.

PL B1. Politechnika Świętokrzyska,Kielce,PL BUP 10/08. Wojciech Depczyński,Jasło,PL Norbert Radek,Górno,PL

Materiały stopowe kobalt-pallad

Elektrochemia elektroliza. Wykład z Chemii Fizycznej str. 4.3 / 1

PL B1. Proteza ścięgna zginacza palca ręki oraz zastosowanie protezy ścięgna zginacza palca ręki. GDAŃSKI UNIWERSYTET MEDYCZNY, Gdańsk, PL

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Materiały do zajęć dokształcających z chemii nieorganicznej i fizycznej. Część V

PL B1. POLITECHNIKA OPOLSKA, Opole, PL BUP 05/19. RYSZARD KOPKA, Opole, PL WIESŁAW TARCZYŃSKI, Opole, PL

Podstawowe pojęcia 1

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, Kraków, PL BUP 17/09

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki prądowo- napięciowej elektrolizera typu PEM,

Ćwiczenie 2. Charakteryzacja niskotemperaturowego czujnika tlenu. (na prawach rękopisu)

(74)Pełnomocnik: PL B1. (22) Data zgłoszenia' Fig. 1 C25C 7/02 G03C 5/395

Zagadnienia. Budowa atomu a. rozmieszczenie elektronów na orbitalach Z = 1-40; I

Obwody prądu stałego. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12)Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

LABORATORIUM KOROZJI MATERIAŁÓW PROTETYCZNYCH

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 20/13. JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL ZBIGNIEW PATER, Turka, PL

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 06/14

PL B1. C & T ELMECH SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Pruszcz Gdański, PL BUP 07/10

PL B1. Sposób i układ kontroli napięć na szeregowo połączonych kondensatorach lub akumulatorach

1. za pomocą pomiaru SEM (siła elektromotoryczna róŝnica potencjałów dwóch elektrod) i na podstawie wzoru wyznaczenie stęŝenia,

PL B1. Kontener zawierający co najmniej jeden wzmacniający profil oraz sposób wytwarzania takiego profilu

Natężenie prądu elektrycznego

Materiały elektrodowe

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

OGNIWA GALWANICZNE I SZREG NAPIĘCIOWY METALI ELEKTROCHEMIA

WZORU UŻYTKOWEGO (19,PL <11) 62049

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

(13)B1 (19) PL (11) (12) OPIS PATENTOWY PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA. (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia:

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 02/14. PIOTR OSIŃSKI, Wrocław, PL WUP 10/16. rzecz. pat.

Różne dziwne przewodniki

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Transkrypt:

RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 204948 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 375062 (51) Int.Cl. H01G 9/22 (2006.01) G01N 27/403 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 13.05.2005 (54) Elektroda dla kondensatora elektrochemicznego (43) Zgłoszenie ogłoszono: 27.11.2006 BUP 24/06 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 26.02.2010 WUP 02/10 (73) Uprawniony z patentu: Uniwersytet Warszawski,Warszawa,PL Instytut Chemii Przemysłowej im. Prof. Ignacego Mościckiego,Warszawa,PL (72) Twórca(y) wynalazku: Andrzej Czerwiński,Warszawa,PL Mariusz Łukaszewski,Warszawa,PL Artur Żurowski,Warszawa,PL (74) Pełnomocnik: Anna Królikowska, Rzecznik Patentowy, INSTYTUT CHEMII PRZEMYSŁOWEJ PL 204948 B1

2 PL 204 948 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest elektroda dla kondensatora elektrochemicznego nazywanego superkondensatorem. Rozwój przemysłu, zwłaszcza elektronicznego o wysokim poziomie technologii, wymaga coraz lepszych urządzeń do przechowywania energii. Należą do nich kondensatory elektrochemiczne (nazywane także superkondensatorami) o znacznie ulepszonych parametrach, takich jak moc. Kondensatory elektrochemiczne różnią się, między innymi, sposobem przechowywania energii oraz materiałem elektroaktywnym elektrod. Jedną grupę stanowią superkondensatory z elektryczną warstwą podwójną, w których materiałem elektroaktywnym elektrody jest zazwyczaj aktywny węgiel o dużej powierzchni właściwej, a w procesie magazynowania energii wykorzystuje się głównie pojemność warstwy podwójnej utworzonej na granicy faz elektroda/elektrolit. Na powierzchni elektrody nie zachodzą zmiany chemiczne w procesie ładowania/rozładowywania. Inną grupą są superkondensatory (typu faradajowskiego) wykorzystujące pseudopojemność materiału elektroaktywnego, w których procesom ładowania/rozładowywania towarzyszą reakcje redoks na powierzchni elektrody. W odróżnieniu od konwencjonalnych akumulatorów procesy te zachodzą w cienkiej warstwie substancji elektroaktywnej. Jako materiały posiadające pseudopojemność opisano głównie tlenki metali, takie jak tlenek rutenu (RuO 2 ), irydu, kobaltu, molibdenu i wolframu [B.E. Conway, J. Electrochem. Soc, 138, 1539 (1991)]. Szczególnie korzystny jest RuO 2. Tlenki wymagają zazwyczaj zastosowania dodatków przewodzących. Przykładami elektrod superkondensatora grupy redoks jest też platyna z podpotencjałowo osadzonym wodorem. Z opisu patentowego USA nr 5 585 999 znana jest również dodatnia odwracalna elektroda redoks superkondensatora, zawierająca jako elektroaktywną warstwę: Pd/PdCl 2 osadzoną na obojętnym podłożu węglowym o dużej powierzchni. W procesie ładowania metaliczny Pd utlenia się odwracalnie do PdCl 2 w stopionej soli chloroglinianowej. W procesie rozładowywania następuje redukcja PdCl 2 do Pd. Trzecią grupę stanowią superkondensatory, w których jako materiał elektroaktywny wykorzystuje się przewodzące polimery. Pallad i jego stopy są - jako układy absorbujące wodór - przedmiotem wielu badań. W przypadku stopów badania te są interesujące raczej z naukowego punktu widzenia, ponieważ nawet niewielkie zmiany w składzie stopu mogą spowodować znaczne zmiany w pojemności układu względem wodoru i stabilności wodorku. Przedmiotem wynalazku jest elektroda dla superkondensatora, której pseudopojemność właściwa jest porównywalna z danymi notowanymi dla superkondensatorów wykorzystujących różne odwracalne reakcje insercji do struktury krystalicznej elektrod, np. z RuO 2 lub z polimerów i większa niż pojemność typowych superkondensatorów z warstwą podwójną. Elektroda według wynalazku posiadająca warstwę elektroaktywną zawierającą pallad, osadzoną na podłożu węglowym, charakteryzuje się tym, że elektroaktywną warstwę stanowi cienka warstwa palladu lub stopu palladu z rodem (Pd+Rh), w którym ilość Pd wynosi co najmniej 80% atomowych, osadzona na usieciowanym węglu szklistym ewentualnie pokrytym warstwą złota, przy czym warstwa palladu lub stopu palladu z rodem stanowi fazę ładowania/rozładowywania w procesie sorpcji/desorpcji wodoru. W elektrodzie według wynalazku warstwa Pd lub Pd+Rh osadzona na usieciowanym węglu szklistym stanowi fazę ładowania/rozładowywania, co oznacza: H/(Pd+Rh) w elektrodzie naładowanej i (Pd+Rh) w elektrodzie rozładowanej. Pseudopojemność właściwa elektrody według wynalazku wynosi od 130 do 540 F/g Jest korzystnie, jeśli stop Pd+Rh zawiera 80-99% atomowych Pd, zwłaszcza 92-97% Pd. Grubość elektroaktywnej warstwy Pd lub Pd+Rh może wynosić od 0,1 do 10 mikrometrów, korzystnie 0,5-1 mikrometra. Stwierdzono, że w celu kontrolowania ilości absorbowanego wodoru wystarczająca jest warstwa o grubości 0,6-1,0 mikrometra. Podłożem elektrody według wynalazku jest usieciowany węgiel szklisty sam lub pokryty warstwą Au, korzystnie o grubości od 1 do 2 mikrometrów. Usieciowany węgiel szklisty (reticulated vitreous carbon) jest znany od prawie 30 lat (Chemometrics International, Ann Arbor, Mich. Bulletin 176, 1976). Jest to niedrogi, obojętny chemicznie materiał węglowy o otwartych porach, bardzo rozwiniętej powierzchni rzeczywistej i dużej objętości luk.

PL 204 948 B1 3 Jego zaletą jest też duży stosunek powierzchni rzeczywistej do objętości. Objętość luk i pole powierzchni zależą od stopnia porowatości. Ze względu na swoje właściwości przewodzenia prądu usieciowany węgiel szklisty jest stosowany jako materiał elektrodowy [J. Wang, Electrochim. Acta, 26 (1981) 1726]. Porowatość podłoża z usieciowanego węgla szklistego może być w szerokim zakresie, na przykład od 3 do 600 p/cm (porów na centymetr). Objętość luk może wynosić od 80 do 97%, np. 90-97%. Wielkość porów zależy od procesu wytwarzania. Gęstość porowatego usieciowanego węgla szklistego zazwyczaj wynosi ok. 0,045 do 0,055 g/cm 3, np. 0,048 g/cm 3. Można stosować usieciowany węgiel szklisty niemodyfikowany lub modyfikowany [patrz np. cytowany wyżej J. Wang Electrochim. Acta, 26 (1981) 1721-1726], Z. Rogulski i inni Polish J.Chem, 78, (2004) 1357-1370. Elektrodę według wynalazku można otrzymać następująco. Podłoże, które stanowi kształtka z usieciowanego węgla szklistego (nazywanego w skrócie UWS), po odtłuszczeniu i zagotowaniu w wodzie lub roztworze elektrolitu pokrywa się elektrolitycznie warstwą Pd lub stopu Pd+Rh z odpowiedniej kąpieli, np. chlorkowej. Elektroosadzanie zazwyczaj prowadzi się w temperaturze pokojowej. Czas elektrolizy zależy od żądanej grubości warstwy, co można obliczyć na podstawie przepływającego ładunku oraz powierzchni podłoża. W innym wariancie wykonania jako podłoże stosuje się usieciowany węgiel szklisty pokryty elektrolitycznie warstwą Au. Stwierdzono, że przez osadzenie cienkiej warstwy Pd lub stopu Pd+Rh na usieciowanym węglu szklistym, ewentualnie pokrytym warstwą Au, można otrzymać elektrodę superkondensatora o pseudopojemności od 130-540 F/g. Warstwa Pd lub stopu Pd+Rh osadzona na usieciowanym węglu szklistym stanowi fazę układu ładowania/rozładowywania w procesie elektrochemicznego wprowadzania/ekstrakcji wodoru. Aby scharakteryzować zdolność przechowywania energii przez elektrodę według wynalazku, ładunek zużyty w reakcjach sorpcji/desorpcji wodoru przekształca się w pseudopojemność. Wartości pseudopojemności właściwej (C) oblicza się dla procesu elektroutleniania wodoru absorbowanego jako faza β (potencjał absorpcji od -0,2 do 0 V względem standardowej elektrody wodorowej) zgodnie z równaniem: C=Q OX H /(ΔE * m), gdzie Q ox H oznacza ładunek utleniania wodoru, ΔE oznacza zakres potencjału, w którym elektrochemicznie usuwa się cały zaabsorbowany wodór, a m oznacza masę materiału. Obliczenia wykonano dla masy elektroaktywnego materiału, tj. warstwy Pd lub Pd+Rh, a także dla całkowitej masy, tj. sumy masy osadzonej warstwy i podłoża. Pomiar ładunku utleniania (desorpcji) wodoru odbywał się w trakcie woltamperometrii cyklicznej (CV). Eksperymenty prowadzono w temperaturze pokojowej w odtlenionym argonem 0,5 M roztworze H 2 SO 4, z którego odbywało się nasycenie, w układzie trójelektrodowym: Hg/Hg 2 SO 4 /0,5M H 2 SO 4 jako elektroda odniesienia i siatka Pt jako elektroda pomocnicza. Potencjały przeliczano względem SHE. Charakterystykę pseudopojemności podano w tabeli 1. Dla porównania analogiczne próby i obliczenia przeprowadzono dla: Pd/Au i Pd+Rh/Au (jako podłoże stosowano przewodnik ze złota 99,9%, średnica 0,5 mm) T a b e l a 1. Charakterystyka pseudopojemności absorbujących wodór warstw Pd i Pd+Rh osadzonych na różnych podłożach Materiał elektroaktywny dla masy elektroaktywnej Pseudopojemność właściwa (F/g) dla całkowitej masy Pd+Rh/UWS 1100-2200 250-540 Pd+Rh/Au/UWS 1500-2200 220-320 Pd+Rh/Au 3100-4900 13-23 Pd/Au 3300-4000 7-11 Pd/UWS 1000-2000 240-430 Pd/Au/UWS 1000-2000 130-200

4 PL 204 948 B1 Pseudopojemność dla całkowitej masy jest mniejsza niż dla masy elektroaktywnej. Jednak dane zamieszczone w tabeli pokazują, że dla elektrody według wynalazku zawierającej warstwę Pd lub Pd+Rh osadzoną na UWS lub Au/UWS pseudopojemność właściwa obliczona dla całkowitej masy jest porównywalna z odpowiednimi wartościami dla superkondensatorów, w których wykorzystuje się różne reakcje insercji, np. zawierających elektrody z polimerów lub RuO 2 i większą niż typowych kondensatorów z warstwą podwójną. Chociaż w przypadku warstwy osadzonej na UWS pokrytym elektrolitycznie Au pseudopojemność właściwa odniesiona do całkowitej masy jest niższa niż dla warstwy osadzonej na niepokrytym UWS, wydaje się, że w praktycznych zastosowaniach podłoże Au/UWS jest korzystniejsze ze względu na lepszą adhezję osadzanej warstwy do podłoża. Należy także zaznaczyć, że w warunkach woltamperometrii cyklicznej wartości pseudopojemności obliczone zgodnie z wyżej podanym równaniem były dla poszczególnej próbki wyższe przy niższych prędkościach polaryzacji. Wynika to z faktu, że prędkość polaryzacji wpływa na kształt i szerokość piku utleniania wodoru, a w rezultacie na ΔE. Przy niższej prędkości polaryzacji cały zaabsorbowany wodór może być utleniony w stosunkowo niższym zakresie potencjału, co odzwierciedla się wzrostem pseudopojemności. Właściwości elektrody według wynalazku, takie jak wysoka pseudopojemność, a także znaczny prąd rozładowania pozwalają na zastosowanie jej jako elektrody superkondensatora, zwłaszcza dla urządzeń elektronicznych, pojazdów i narzędzi elektrycznych, szczególnie w momencie uruchamiania urządzenia. Na załączonych rysunkach fig. 1a-1f przedstawiają krzywe woltamperometrii cyklicznej rejestrowane w obszarze wodoru dla elektrod: Pd/Au, szybkość polaryzacji 0,005 V.s -1 (1a); Pd/UWS, szybkość polaryzacji 0,005 V.s -1 (1b); Pd/UWS, szybkość polaryzacji 0,001 V.s -1 (1c); 97% Pd+Rh/UWS, szybkość polaryzacji 0,005 V.s -1 (1d); 97% Pd+Rh/UWS, szybkość polaryzacji 0,001 V.s -1 (1e); 96%Pd+Rh/Au, szybkość polaryzacji 0,005 V. s -1 (1f); Fig. 2 przedstawia zależność zdolności absorpcji wodoru (H/Pd) od potencjału absorpcji (E) dla Pd na różnych podłożach: Pd/Au (krzywa -x-); Pd/UWS (krzywa- -); Pd/Au/UWS (krzywa -Δ-). Fig. 3 przedstawia zależność zdolności absorpcji wodoru (H/M) od potencjału absorpcji (E) dla M=Pd+Rh na różnych podłożach: 96% Pd+Rh/Au (krzywa -x-); 97% Pd+Rh/UWS (krzywa- -); 96% Pd t-rh/au/uws (krzywa -Δ-). Fig. 4 pokazuje wykonane za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) zdjęcia elektrod Pd+Rh: (a) świeżo osadzonej warstwy 93% Pd+Rh/Au; (b) 93% Pd+Rh/Au po absorpcji wodoru; (c) świeżo osadzonej warstwy 97% Pd+Rh/UWS; (d) 97% Pd+Rh/UWS po absorpcji wodoru; (e) świeżo osadzonej warstwy 96% Pd+Rh/Au/UWS; (f) 96% Pd+Rh/Au/UWS po absorpcji wodoru. Podane w opisie i zastrzeżeniach składy stopów wyrażono w procentach atomowych. Niżej podane przykłady bliżej ilustrują wynalazek. P r z y k ł a d. Kształtki z usieciowanego węgla szklistego w formie bloków o objętości od 0,2 do 0,5 cm 3 i porowatości około 7,8 porów/cm (20 ppi) odtłuszczono acetonem i utrzymywano we wrzącej wodzie przez około 20 minut. Część kształtek pokryto elektrolitycznie złotem. Otrzymane kształtki stanowiły podłoże, na którym osadzono elektroaktywne warstwy zawierające od 92 do 97% Pd (3-8% Rh). Warunki osadzania warstw podano w tabeli 2. Dla porównania jako podłoże stosowano przewodnik ze złota (99,9%, średnica: 0,5 mm). T a b e l a 2. Skład kąpieli i potencjały osadzania warstw na usieciowanym węglu szklistym (UWS) (25 C). Osadzana warstwa Skład kąpieli UWS Potencjał vs. SHE (V) Przewodnik Au lub Au/UWS Pd+Rh (92-97% Pd) 0,09 M PdCl 2 0,08 M RhCl 3 0,83 M HCl 0,36 0,36 Pd 0,11 M PdCl 2 1 M HCl Au 0,07 M HAuCl 4 0,36 0,31 0,36

PL 204 948 B1 5 Grubość warstwy Pd+Rh wynosiła 0,6-1,0 mikrona w celu kontrolowania ilości absorbowanego wodoru. Właściwości elektrochemiczne elektrod otrzymanych w warunkach podanych w tabeli 2 badano za pomocą woltamperometrii cyklicznej (CV) w temperaturze pokojowej w 0,5 M roztworze H 2 SO 4 odtlenionym strumieniem argonu. Wszystkie eksperymenty prowadzono w układzie trójelektrodowym z użyciem: Hg/Hg 2 SO 4 /0,5M H 2 SO 4 jako elektrody odniesienia i siatki Pt jako elektrody pomocniczej. Potencjały przeliczano względem SHE. Krzywe woltamperometrii cyklicznej rejestrowano w obszarze wodoru dla elektrod: Pd/Au, szybkość polaryzacji 0,005 V.s -1 (1a); Pd/UWS, szybkość polaryzacji 0,005 V.s -1 (1b); Pd/UWS, szybkość polaryzacji 0,001 V.s -1 (1c); 97% Pd-t -Rh/UWS, szybkość polaryzacji 0,005 V. s -1 (1d); 97% Pd+Rh/UWS, szybkość polaryzacji 0,001 V.s -1 (1e); 96% Pd+Rh/Au, szybkość polaryzacji 0,005 V.s -1 (1f) ; Prądy katodowe są spowodowane redukcją jonów H + w etapie absorpcji wodoru, a prądy anodowe pochodzą z utleniania atomów H podczas usuwania zaabsorbowanego wodoru. W badaniach absorpcji wodór wprowadzano przy stałym potencjale. Czas polaryzacji zapewniający pełne nasycenie wodorem określono w oddzielnym eksperymencie na podstawie przebiegu krzywych chronoamperometrycznych. Po zakończeniu absorpcji rejestrowano CV i obliczano ilość zaabsorbowanego wodoru z ładunku utleniania otrzymanego przez całkowanie prądów piku anodowego na krzywej CV. W przypadku warstw osadzonych na przewodniku z Au wodór był usuwany przy 0,01 V.s -1. W przypadku elektrod z podłożem z UWS utlenienie całego zaabsorbowanego wodoru wymagało niższej prędkości, tzn. 0,005 lub 0,002 V.s -1. Badano także zależność zdolności absorpcji wodoru (H/M) od potencjału absorpcji (E) dla warstw Pd na różnych podłożach: Pd/Au (fig. 2 krzywa -x-); Pd/UWS (fig. 2 krzywa- -); Pd/Au/UWS (fig. 2 krzywa -Δ-), a także stopu Pd+Rh na różnych podłożach: 96% Pd+Rh/Au (fig. 3 krzywa -x-); 97% Pd+Rh/UWS (fig. 3 krzywa - -) oraz 96% Pd+Rh/- Au/UWS (fig. 3 krzywa -Δ-). Przy stosunkowo wysokich potencjałach (obszar 1) występuje tylko adsorbowany wodór oraz wodór zaabsorbowany jako faza α. Gwałtowny wzrost ilości sorbowanego wodoru w obszarze 2 odpowiada przejściu fazy α - β. Przy niższych potencjałach zaabsorbowany wodór występuje jako faza β, jego ilość osiąga wartość stałą (obszar 3). Nie zaobserwowano wpływu podłoża z UWS na absorpcję wodoru przez osadzoną warstwę Pd i stopu Pd+Rh. Maksymalne wartości stosunku H/Pd wynoszą ok. 0,75 dla warstw Pd osadzonych na Au i 0,69-0,73 dla warstw Pd osadzonych na UWS. Maksymalne wartości stosunku wodoru do metalu (Pd+Rh) są w zakresie: ok. 0,73-0,75 dla warstw osadzonych na Au (skład stopu 92-96% Pd) oraz 0,66-0,78 dla warstw osadzonych na UWS (96-97% Pd w stopie). Zdjęcia elektrod Pd+Rh wykonane za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) fig. 4a-4f pokazują, że po absorpcji/desorpcji wodoru zmienia się struktura powierzchni elektrody, przy czym lepszą adhezję otrzymuje się na podłożu z UWS pokrytego warstwą Au (jest mniej pęknięć po wielokrotnym wprowadzaniu i usuwaniu wodoru). Zastrzeżenia patentowe 1. Elektroda dla kondensatora elektrochemicznego posiadająca warstwę elektroaktywną zawierającą pallad, osadzoną na podłożu węglowym, znamienna tym, że elektroaktywną warstwę stanowi cienka warstwa palladu lub stopu palladu z rodem (Pd+Rh), w którym ilość Pd wynosi co najmniej 80% atomowych, osadzona na usieciowanym węglu szklistym ewentualnie pokrytym warstwą złota, przy czym warstwa palladu lub stopu palladu z rodem stanowi fazę ładowania/rozładowywania w procesie sorpcji/desorpcji wodoru. 2. Elektroda według zastrz. 1, znamienna tym, że elektroaktywną warstwę stanowi stop Pd+Rh zawierający 80-99% atomowych Pd.

6 PL 204 948 B1 3. Elektroda według zastrz. 2, znamienna tym, że elektroaktywną warstwę stanowi stop Pd+Rh zawierający 92-97% Pd. 4. Elektroda według zastrz. 1, znamienna tym, że elektroaktywna warstwa ma grubość od 0,1 do 10 mikrometrów. 5. Elektroda według zastrz. 4, znamienna tym, że elektroaktywną warstwa ma grubość od 0,5-1 mikrometra. Rysunki

PL 204 948 B1 7

8 PL 204 948 B1

PL 204 948 B1 9

10 PL 204 948 B1

PL 204 948 B1 11

12 PL 204 948 B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 4,00 zł.