深度剖析电解参数的影响因素

1.电流效率的计算

SOM法发展的主要目的就是为了改善电解过程的电流效率，提高电解速率，所以电解过程中关于电解速率方面的参数表征尤为重要。电流效率反映了电化学还原反应能量的有效利用率。在电化学还原过程中，电极上常伴有副反应发生，以及有部分电子导电引起电耗，因此要制得一定量的某物质，实际消耗的电能比理论上的多。理论上耗电量与实际耗电量两者之比称为电流效率，其公式［2］可表示为：

式中：η为电流效率（％）；

QF为按法拉第定律计算的理论电量；

QS为实际消耗的电量，由电流-时间曲线的积分而得。

此外背景电流（剩余电流）的大小将直接影响电流效率，背景电流的测量采用相同面积的泡沫镍（不包括氧化物（或氧化物/碳粉混合物）阴极片）作为空白阴极测试电流。电解时间的确定原则为根据计算得出需要电解的氧化物理论耗电量QF，然后参考电解过程中耗电量的多少以及电流曲线的具体走势，来判断电解实验的实际完成情况。

2.吉布斯自由能函数的计算

由式（2-2）及（2-3）可推算得式（2-4）：

由式（2-4）可变换得到式（2-5）：

式中 S_总——气流通道总面积（m²）；(www.xing528.com)

q_V——额定风量（m³/h）；

v——选定气流通道速度（m/s）。

②单个气流通道面积：

式中 S——气流通道总面积（m²）；

N——气流通道个数。

③单个气流通道高度h：

（Δ与Δ分别是在T与TO温度时的标准反应焓变；为反应在T温度时的标准反应熵差。）

由式（2-2）、（2-3）、（2-4）及（2-5）可得式（2-6）与（2-7）：

由式（2-7）便可计算出理论分解电压。计算所采用的数据主要来自第二版《实用无机物热力学数据手册》［3］并结合HSC Chemistry 6.0热力学软件［4］进行相关热力学计算。