重水電解におけるパラジウムカソード上での電極反応機構の解明

重水电解中钯阴极电极反应机理的阐明

• 批准号: 04650724
• 负责人: 太田 健一郎
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650724/
• 关键词: パラジウム; 水素吸蔵; 重水電解; 水素過電圧; 水素化パラジウム電極

パラジウムカソードの重水電解における異常現象の原因の解明には、電気化学的研究が不可欠である。本年度は、水電解での水素発生反応機構と吸蔵水素量の相関を調べ、さらに重水電解用参照電極の開発を行った。パラジウムをカソード分極させたときの全過電圧及び水素原子の再結合過程の部分過電圧をいろいろな電解条件で測定した。水酸化リチウム水溶液ではリチウムの濃度の増加と共に全過電圧は上昇した。この溶液では他のアルカリ溶液より高い過電圧を示したが、これは部分過電圧の違いによる。この結果と電解法によって吸蔵された水素量を対照したところ、パラジウムカソードへの水素吸蔵量は全過電圧より、むしろ部分過電圧によって決定されることが明確となった。なお電解法によって得られた吸蔵量は、原子比H/Pdで0.8〜0.9の間であることが分かった。吸蔵水素量の増加を目的とする場合、部分過電圧の上昇が望まれるが、パラジウムカソードの被毒物質となりうるチオ尿素や水銀イオンを電解液に添加したところ、この部分の過電圧は上昇することが分かった。一方重水電解用参照電極の開発については、予め重水素化したペラジウムの浸漬電位をRDE(可逆重水素電極)に対し測定し、α+β相混合領域での電位、及びその安定性など明らかにした。安定した電位は水素吸蔵のための分極時間、また電極の形状などによって異なってくるが、例えば直径1mmのパラジウムロッドを用い、5分程のカソード分極で300時間以上の安定した電位が得られ、その電位は43.0±0.3mV(25℃)となった。重水素化パラジウム電極は、その簡易さ安定性から考えても、重水電解用の参照電極として非常に有用であることが分かった。

The reason of abnormal phenomenon in heavy water electrolysis is not clear, and the study of electrochemistry is indispensable. This year, the correlation between the water generation reaction mechanism and the water absorption amount of water electrolysis was adjusted, and the development of the reference electrode for heavy water electrolysis was carried out. The total overvoltage and partial overvoltage of the recombination process of water atoms were determined under the conditions of electrolysis. As the concentration of acidified calcium hydroxide aqueous solution increases, the overall overvoltage increases. This solution is not suitable for high overvoltage, but for partial overvoltage. The results of this electrolysis method are as follows: water absorption, total overvoltage, partial overvoltage, determination of water absorption Electrolysis method is used to obtain the absorption amount, atomic ratio H/Pd is 0.8 ~ 0.9. When the amount of water is increased, part of the overvoltage increases. The development of a reference electrode for heavy water electrolysis is characterized by its immersion potential, RDE(reversible heavy water electrode), measurement potential, and stability in the α+β phase mixed region. The settling potential of the electrode is 43.0±0.3mV(25℃) for more than 300 hours. The electrode for heavy water electrolysis is simple and stable, and the reference electrode for heavy water electrolysis is very useful.