三相分界线长度和气体扩散电极电流的关系.pdfVIP

电池行业专业媒体 三相分界线长度和 气体扩散电极电流的关系 中国科技大学近代力学系 杨永青 徐献芝 液滴电极可以作为气体扩散电极电极过程的基本单元体。本文建立了液滴电极简化数学模型，通过对模摘要： 型的分析和推导，得出的结论是电流密度和气液固三相分界线长度成正比。 关键词：三相分界线长度，气体扩散电极，电流密度，液滴电极 引言 锌空气电池以其环保、能量高、成本低的优点，正受到 越来越多的关注和研究。特别是为了控制城市汽车尾气污染 问题，有人提出把锌空气电池作为公共交通工具的驱动动力 [1]。但是目前的技术问题[2]限制了锌空气电池在这方面的应 用，主要原因是目前锌空气电池的输出功率太低，在汽车起 步或者爬坡的时候动力不足。因此，为了实现作为汽车动力 的最终目标，需要进一步提高锌空气电池的输出电流。为了 实现这一目标，可以入手的方向很多[3]，本文是从锌空气电 池的气体扩散电极方面入手。 两种极端情况下的电流密度 　　气体电极中液体和气体的运动有两种极端情况，即浸润 图一：完全非浸润液体运动示意图 和非浸润。不浸润就是液体和固体表面的接触角大于90度， 反之就是浸润。当多孔的气体扩散电极和电解液接触时，如 　　颗粒微孔和颗粒之间的缝隙相比，半径尺寸要小很多。 果固体颗粒和液体是非浸润的，液体首先沿缝隙自液面向空 半径小的孔径的毛管力要大。所以对于浸润的情况，液体会 气面运动，当毛管力平衡时，形成三相界面，如图一所示。 首先进入颗粒内微孔，并引领缝隙内液体自液面向空气面运 气体从颗粒内进入电极深处，吸附，反应，缝隙中的液体为 动，因毛管力的差异形成“指进”，形成三相界面，进行反 离子通道。 应。此过程如图二所示： 电池技术 ＜ 2011年8月刊 63 流 交 术 技 T e c h n i c a l E x c 液滴电极的提出和公式推导 h 液滴电极电流密度可由如下公式计算： a n 其