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Concept
Électrode de diffusion de gaz
Résumé
Les électrodes de diffusion de gaz ( EDG ) sont des électrodes avec une conjonction d'une interface solide, liquide et gazeuse, et un catalyseur conducteur électrique supportant une réaction électrochimique entre le liquide et la phase gazeuse.
Les EDG sont utilisés dans les piles à combustible, où l'oxygène et l'hydrogène réagissent aux électrodes de diffusion de gaz, pour former de l'eau, tout en convertissant l'énergie de liaison chimique en énergie électrique. Habituellement, le catalyseur est fixé dans une feuille poreuse, de sorte que le liquide et le gaz peuvent interagir. Outre ces caractéristiques de mouillage, l'électrode de diffusion gazeuse doit bien entendu offrir une conductivité électrique optimale, afin de permettre un transport d'électrons à faible résistance ohmique .
Une condition préalable importante au fonctionnement des électrodes de diffusion de gaz est que la phase liquide et la phase gazeuse coexistent dans le système de pore des électrodes, ce qui peut être démontré avec l'équation de Young-Laplace :
La pression de gaz P est en relation avec le liquide dans le système de pores sur le rayon des pores r, la tension superficielle γ du liquide et l'angle de contact Θ. Cette équation doit être considérée comme un guide pour la détermination car il y a trop de paramètres inconnus ou difficiles à atteindre. Lorsque la tension superficielle est prise en compte, la différence de tension superficielle du solide et du liquide doit être prise en compte. Mais la tension superficielle de catalyseurs tels que le platine sur le carbone ou l'argent est difficilement mesurable. L'angle de contact sur une surface plane peut être déterminé au microscope. Un seul pore, cependant, ne peut pas être examiné, il est donc nécessaire de déterminer le système de pores d'une électrode entière. Ainsi, afin de créer une zone d'électrode pour le liquide et le gaz, le chemin peut être choisi pour créer différents rayons de pores r, ou pour créer différents angles de mouillage Θ.
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