[發(fā)明專利]一種填充式立體電極的電流設(shè)計方法

在審

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• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113642190A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海人;王麒鈞;屈鈞娥;葉洋;高凱文
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué);王麒鈞
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;C25D21/00;C25C7/06;C25B15/00
• 代理公司: 重慶青飛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50283
• 代理人: 陰知見

本發(fā)明涉及一種顆粒物填充式立體電極的電流設(shè)計方法，屬于電化學(xué)工程與技術(shù)領(lǐng)域。本設(shè)計方法把單位體積上的電流強(qiáng)度命名為：“電流堆度”(或者稱為“堆電流密度”、“體電流密度”)，用符號表示。計算公式為：該電流設(shè)計方法改變了以前工程技術(shù)領(lǐng)域傳統(tǒng)的單一“電流密度”的設(shè)計思路，解決了目前電化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域新發(fā)明的“顆粒物填充式立體電極”的總電流設(shè)計難題，對于電化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域的電流設(shè)計有重要參考價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)工程與技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種填充式立體電極的電流設(shè)計方法，特涉及一種顆粒物填充式立體電極的電流設(shè)計方法。

背景技術(shù)

在電化學(xué)工程與技術(shù)領(lǐng)域，比如：電解、電鍍、電池、電化學(xué)合成、電化學(xué)氧化、電化學(xué)分離、電化學(xué)絮凝沉淀、電化學(xué)廢水處理…等所有電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域都一定會用到電極材料，常用的電極材料都是以板條狀、塊狀…等固定形狀作為電極的正極(或陽極)、負(fù)極(或陰極)。為了提高電化學(xué)效率，近年來有專利如：CN102910707A及CN101260530A報道以固體顆粒填充物填充的立體籃(或框式)的多孔電極為正極(或陽極)、負(fù)極(或陰極)的方法及裝置,該方法可以大大提高電極的比表面積，因而大大提高電化學(xué)反應(yīng)效率。然而，在工程設(shè)計的總電流需求時，以前傳統(tǒng)的平板電極都可以通過電流密度，比如：A/dm2、mA/dm2…等，這樣按照每平方分米需要多少安培或者毫安的電流，再通過總電極(陽極或者陰極)的總表面積來計算整個電解槽需求的總電流強(qiáng)度；可是，通過創(chuàng)新后的由固體顆粒物填充的立體電極，其表面積是非常難以計算的，比如由附載有催化劑的活性炭填充的立體電極，由于活性炭的比表面積大致為900～1500m2/g，比表面積非常大，而且不同材質(zhì)制造的活性炭，其表面積都是不同的，甚至同種原材料(如煤)制造的活性炭，按照批次不同，其比表面積也是不一樣的，所以我們按照傳統(tǒng)的由電流密度來設(shè)計總的電流強(qiáng)度的方法，就很難在這樣的填充式立體電極的電解反應(yīng)上來計算總電流強(qiáng)度需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有設(shè)計方法的不足，本發(fā)明提供了一種填充式立體電極的電流設(shè)計方法。具體如下：

本發(fā)明針對目前電化學(xué)工程與技術(shù)領(lǐng)域的顆粒填充物填充式立體電極的電流設(shè)計方法的技術(shù)方案是：

一種顆粒物填充式立體電極的電流設(shè)計方法，其特征在于：按照該立體電極里面填充的顆粒物填充料的體積來計算所需要的電流強(qiáng)度，即：用單位體積上的電流強(qiáng)度來衡量該填充式立體電極所需要的電流。

進(jìn)一步的，一種顆粒物填充式立體電極的電流設(shè)計方法，其特征在于：本設(shè)計方法把單位體積上的電流強(qiáng)度命名為：“電流堆度”或者(“堆電流密度”、“體電流密度”)，用符號表示。

進(jìn)一步的，一種顆粒物填充式立體電極的電流設(shè)計方法，其特征在于：該顆粒物填充式立體電極的“電流堆度”的計算公式為：

或者：

說明：上述各因素單位，I為：安培A或者毫安mA，V為：立方分米dm3、立方厘米cm3或立方米m3，相應(yīng)的的單位為：mA/dm3，A/dm3…不同組合。

進(jìn)一步的，一種顆粒物填充式立體電極的電流設(shè)計方法，其特征在于：該顆粒物填充式立體電極的“電流堆度”的大小是按照不同的顆粒物填充材料的不同功能和用途來設(shè)計的；同一種材料，在相同的電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中可以設(shè)計為相同或者不同；同一種材料，在不同的電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中可以設(shè)計為不同或者相同

本發(fā)明設(shè)計方法的有益效果是：

1、一種顆粒物填充式立體電極的電流設(shè)計方法，解決了目前電化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域新發(fā)明的“顆粒物填充式立體電極”的總電流設(shè)計難題。

2、一種顆粒物填充式立體電極的電流設(shè)計方法，提出了使用不同的單位體積上的電流強(qiáng)度即：“電流堆度”的概念，這改變了以前工程技術(shù)領(lǐng)域傳統(tǒng)的單一“電流密度”的思路，這是后者的補(bǔ)充，對于電化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域的電流設(shè)計有重要參考價值。

具體實施方式