[发明专利]一种填充式立体电极的电流设计方法

说明书

本发明涉及一种颗粒物填充式立体电极的电流设计方法，属于电化学工程与技术领域。本设计方法把单位体积上的电流强度命名为：“电流堆度”(或者称为“堆电流密度”、“体电流密度”)，用符号表示。计算公式为：该电流设计方法改变了以前工程技术领域传统的单一“电流密度”的设计思路，解决了目前电化学工程技术领域新发明的“颗粒物填充式立体电极”的总电流设计难题，对于电化学工程技术领域的电流设计有重要参考价值。

技术领域

本发明属于电化学工程与技术领域，涉及一种填充式立体电极的电流设计方法，特涉及一种颗粒物填充式立体电极的电流设计方法。

背景技术

在电化学工程与技术领域，比如：电解、电镀、电池、电化学合成、电化学氧化、电化学分离、电化学絮凝沉淀、电化学废水处理…等所有电化学技术领域都一定会用到电极材料，常用的电极材料都是以板条状、块状…等固定形状作为电极的正极(或阳极)、负极(或阴极)。为了提高电化学效率，近年来有专利如：CN102910707A及CN101260530A报道以固体颗粒填充物填充的立体篮(或框式)的多孔电极为正极(或阳极)、负极(或阴极)的方法及装置,该方法可以大大提高电极的比表面积，因而大大提高电化学反应效率。然而，在工程设计的总电流需求时，以前传统的平板电极都可以通过电流密度，比如：A/dm2、mA/dm2…等，这样按照每平方分米需要多少安培或者毫安的电流，再通过总电极(阳极或者阴极)的总表面积来计算整个电解槽需求的总电流强度；可是，通过创新后的由固体颗粒物填充的立体电极，其表面积是非常难以计算的，比如由附载有催化剂的活性炭填充的立体电极，由于活性炭的比表面积大致为900～1500m2/g，比表面积非常大，而且不同材质制造的活性炭，其表面积都是不同的，甚至同种原材料(如煤)制造的活性炭，按照批次不同，其比表面积也是不一样的，所以我们按照传统的由电流密度来设计总的电流强度的方法，就很难在这样的填充式立体电极的电解反应上来计算总电流强度需求。

发明内容

针对现有设计方法的不足，本发明提供了一种填充式立体电极的电流设计方法。具体如下：

本发明针对目前电化学工程与技术领域的颗粒填充物填充式立体电极的电流设计方法的技术方案是：

一种颗粒物填充式立体电极的电流设计方法，其特征在于：按照该立体电极里面填充的颗粒物填充料的体积来计算所需要的电流强度，即：用单位体积上的电流强度来衡量该填充式立体电极所需要的电流。

进一步的，一种颗粒物填充式立体电极的电流设计方法，其特征在于：本设计方法把单位体积上的电流强度命名为：“电流堆度”或者(“堆电流密度”、“体电流密度”)，用符号表示。

进一步的，一种颗粒物填充式立体电极的电流设计方法，其特征在于：该颗粒物填充式立体电极的“电流堆度”的计算公式为：

或者：

说明：上述各因素单位，I为：安培A或者毫安mA，V为：立方分米dm3、立方厘米cm3或立方米m3，相应的的单位为：mA/dm3，A/dm3…不同组合。

进一步的，一种颗粒物填充式立体电极的电流设计方法，其特征在于：该颗粒物填充式立体电极的“电流堆度”的大小是按照不同的颗粒物填充材料的不同功能和用途来设计的；同一种材料，在相同的电化学反应系统中可以设计为相同或者不同；同一种材料，在不同的电化学反应系统中可以设计为不同或者相同

本发明设计方法的有益效果是：

1、一种颗粒物填充式立体电极的电流设计方法，解决了目前电化学工程技术领域新发明的“颗粒物填充式立体电极”的总电流设计难题。

2、一种颗粒物填充式立体电极的电流设计方法，提出了使用不同的单位体积上的电流强度即：“电流堆度”的概念，这改变了以前工程技术领域传统的单一“电流密度”的思路，这是后者的补充，对于电化学工程技术领域的电流设计有重要参考价值。

具体实施方式