Untersuchung von Massentransportverlusten bei Elektrolysezellen in schwerem Wasser unter Verwendung von Referenzelektroden

Abstract

In dieser Arbeit wird der Aufbau einer Elektrolysezelle mit Referenzelektrode entwickelt. Die Verwendbarkeit des Aufbaus wird mit elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) und Polarisationskurven zur Untersuchung von Massentransportverlusten überprüft. Der Versuchsaufbau für die Verbindung der Referenzelektrode mit der Elektrolysezelle wird erläutert, ebenso eine Lösung für Probleme mit der Referenzelektrode. Die Charakterisierung der Elektrolysezelle durch Polarisationskurven und EIS-Messungen wird erklärt. Es wurde festgestellt, dass aufgrund der Reaktionskinetik der Verlauf der Polarisationskurve in schwerem Wasser steiler ist als in deionisiertem Wasser. Verbesserungen der EIS-Messung konnten durch die Verwendung einer 0,1 molaren Schwefelsäure (H2SO4) gezeigt werden. Die EIS-Messungen von schwerem Wasser mit H2SO4-Lösung zeigen klarere Verläufe und keine Massentransportverluste bis zu einer bestimmten Stromdichte. Zusammenfassend trägt diese Arbeit zum besseren Verständnis der Massentransportverluste in schwerem Wasser bei und zeigt ihre Bedeutung für die Leistungsfähigkeit der Elektrolysezelle für zukünftige Anwendungen