Хімія, фізика та технологія поверхні, 2016, 7 (1), 35-43.

Поверхневі явища на електролітичних газових бульбашках і МГД-ефект при електролізі води в магнітному полі



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp07.01.035

V. N. Zaichenko, I. A. Slobodyanyuk

Анотація


Відомо, що вплив зовнішнього постійного магнітного поля (ПМП) на процес електролізу води при певній орієнтації векторів електричного та магнітного полів знижує перенапруження виділення водню та кисню. Механізм такої дії за рахунок утворення магнітогідродинамічних мікровихорів електроліту навколо бульбашок, що полегшують їх відрив від електродів, тобто видалення продуктів електролізу, може мати місце, але він не узгоджується з одержаними нами результатами. Нами виявлено, що під дією ПМП в момент відриву від електрода і на початковій ділянці траєкторія руху бульбашок близька до параболічної, яка далі змінюється прямолінійним вертикальним рухом. Згідно закону Лоренца визначено, що бульбашки водню несуть негативний заряд, а кисню - позитивний у всьому інтервалі рН, в тому числі і при рН = 2.5, коли заряд бульбашок за рахунок адсорбції іонів з електроліту дорівнює нулю. Відомо, що однорідне ПМП діє лише на рухомі заряди. Висловлено припущення, що такими рухомими зарядами по поверхні бульбашок можуть бути емітовані з катода електрони.

Ключові слова


гідратовані електрони; магнітне поле; перенапруження; сила Лоренца; електроліз

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


1. Kravchenko A.V., Kublanovsky V.S., Pivovarov A.A., Pustovoitenko V.P. Low-Temperature Plasma Electrolysis: Theory and Practice. (Dnepropetrovsk: Aktsent PP Ltd, 2013).

2. Gubkin Y. Elektrolytische Metallabscheidung an der freien Oberfläche einer Salzlösung. Ann. Phys. Chem. 1887. 32: 114.https://doi.org/10.1002/andp.18872680909

3. Makowetsky A. Über die Bildung von Wasserstoffsuperoxyd, Salpetersäure und Ammoniak bei der Glimmbogenentladung, unter Verwendung von Wasser als einer Elektrode. J. Electrochem. Appl. Phys. Chem. 1911. 17(6): 217.

4. Pisarzhevskii L.V., Rozenberg M. Electron in the Chemistry of Solutions and in Electrochemistry. (Kharkiv: State Publishing House of Ukraine, 1923).

5. Parmon V.N. Problem of photocatalytic water decomposition. In: Photocatalytic Solar Energy Conversion. Part 2. Molecular System for Water Decomposition. (Novosibirsk: Nauka, 1985). Antropov L.I. Solvated electrons and their possible role in electrode processes. In: Itogi nauki i tekhniki. T.6. Elektrokhimiya. (Moskva: VINITI, 1971). [in Russian].

6. Skolunov A.V., Tomilov A.P. On the possible participation of hydrated electrons in the electrolysis of aqueous solutions. Elektrokhimiya. 1992. 28(6): 887. [in Russian].

7. Shorygin A.P., Kazaryan E.V., Alimova R.Z. Action of magnetic field on jet flows in electrochemical cell with microelectrode in channel. Elektrokhimiya. 1979. 15(5): 678. [in Russian].

8. Zaichenko V.N. Motion of electrolyte and gas bubbles during electrolysis in a magnetic field. Journal of Applied Chemistry (Zhurnal prikladnoj khimii). 2012. 85(11): 1888. [in Russian].

9. Brandon N.P., Kelsall G.H., Levine S., Smith A.L. Interfacial electrical properties of electrogenerated bubbles. J. Appl. Electrochem. 1985. 15(4): 485.https://doi.org/10.1007/BF01059289

10. Iida T., Matsushima H., Fukunaka Y. Water electrolysis under a magnetic field. J. Electrochem. Soc. 2007. 154(8): 112.https://doi.org/10.1149/1.2742807

11. Koza J.A., Mühlenhoff S., Żabiński P., Nikrityuk P.A., Eckert K., Uhlemann M., Gebert A., Weier T., Schultz L., Odenbach S. Hydrogen evolution under the influence of a magnetic field. Electrochim. Acta. 2011. 56(6): 2665. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.12.031

12. Fuchs E.C., Wexler A.D., Paulitsch-Fuchs A.H., Agostinho L.L.F., Yntema D., Woisetschläger J. The Armstrong experiment revisited. Eur. Phys. J. Special Topics. 2014. 223(5): 959.https://doi.org/10.1140/epjst/e2013-01924-x

13. Woisetschläger J., Gatterer K., Fuchs E.C. Experiments in a floating water bridge. Exp. Fluids. 2010. 48(1): 121.https://doi.org/10.1007/s00348-009-0718-2

14. Hart E., Anbar M. The hydrated electron. (Moscow: Mir , 1973).




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp07.01.035

Copyright (©) 2016 V. N. Zaichenko, I. A. Slobodyanyuk

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.