Механизм процессов на окисно-никелевом электроде

Существует несколько точек зрения на механизм процессов, происходящих на окисно-никелевом электроде. В последние годы все большее признание получает полупроводниковая теория процессов, развиваемая в нашей стране П. Д. Луковцевым. Гидрат закиси никеля Ni(OH)² рассматривается как полупроводник р-типа, электропроводность которого обусловлена избытком кислорода против стехиометрического количества. Это эквивалентно тому, что некоторое количество ионов ОН" в решетке гидрата закиси никеля замещено ионами О^-2, а такое же количество Ni⁺² замещено ионами Ni ⁺³.

При анодной поляризации протоны из решетки Ni(OH)₂ переходят в раствор, где взаимодействуют с ионами ОН^-. При этом в поверхностном слое возникают протонные дефекты Н⁺, что неизбежно влечет за собой образование эквивалентного количества ионов Ni⁺, т. е. электронных дефектов е. Уравнение зарядного процесса имеет следующее выражение:

H⁺_mв+OH^-_P-_P H₂O+H⁺+e

Уход протонов из поверхностного слоя в раствор вызывает их диффузию из глубины зерна на поверхность, что равносильно обратному движению, протонных дефектов (ионов О^-2).

По мере протекания процесса скорость диффузии протонов становится меньше скорости анодного процесса и в поверхностном слое уменьшается концентрация протонов. В этом случае постоянная скорость процесса может поддерживаться только при непрерывном увеличении потенциала. Повышение потенциала приведет к тому, что настанет момент, когда ионы ОН^- начнут переходить из раствора и взаимодействовать с электронными дефектами. Этот процесс, по-видимому, происходит тогда, когда весь поверхностный слой зерна превратится в NiO₂. При катодном процессе, наоборот, протоны из раствора переходят в окисел и захватываются протонными дефектами. Уравнение разрядного процесса выражается следующим образом:

Н₂О+Н⁺ + е Н _mв + ОН^-

Увеличение концентрации протонов в поверхностном слое вызовет их диффузию в глубь зерна, что эквивалентно диффузии ионов О^-2 на поверхность. По мере протекания процесса концентрация О^- в поверхностном слое убывает, что влечет за собой снижение потенциала электрода. При полном превращении поверхностного слоя в гидрат закиси никеля Ni(OH)₂ происходит резкое падение потенциала.

Это наступает тогда, когда еще значительная часть зерна не восстановилась до Ni(OH)₂. Следует отметить, что первым указал на переход ионов Н+ в раствор при заряде окисно-никелевого

электрода Б. В. Эршлер. В последнее время этот факт доказан прямыми опытами. Механизму процессов продолжают уделять большое внимание.

---

Дата добавления: 2015-08-02