Separation of Charging and Charge Transition Currents with Inductive Voltage Pulses

• Published in: Latvian journal of physics and technical sciences 2011-01, Vol.48 (3), p.34-40
• Main Authors: Vanags, M., Kleperis, J., Bajars, G.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: high voltage pulse electrolysis; hydrogen evolution reaction; inductive reverse voltage pulse; water electrolysis cell
• ISSN: 0868-8257; 2199-6156
• DOI: 10.2478/v10047-011-0020-y

Inductive voltage pulses are generated in the electric circuit consisting of a DC power source, a pulse generator, a BUZ350 field transistor, a blocking diode, and a bifilarly wound transformer. Very short inductive voltage pulses arising at disruption of current in the primary circuit (>1 μs) are applied to a water electrolysis cell, which causes its quick charging followed by a relatively slower discharge tail. To take voltage and current pulses from the cell consisting of steel electrodes and water-KOH solution, an oscilloscope is employed. By changing the concentration of electrolyte and the distance between electrodes it is found that applying inductive voltage pulses to such a cell it is possible to separate the double-layer charging currents from the charge transition (Faradic) current. Induktīvi sprieguma impulsi ar garumu >1 μs, kas tiek generēti ķēdē, ko veido līdzstrāvas barošanas avots, impulsu generators, lauka tranzistors BUZ350, bloķējošā diode un bifilāri tīts transformators, tiek izmantoti ūdens elektrolīzei šūnā, ko veido nerūsējošā tērauda elektrodi un ūdens - sārma šķīdums. Oscilogrāfs tiek izmantots, lai registrētu sprieguma un strāvas impulsus elektrolīzes šūnā. Novērots, ka šūnas uzlāde notiek ļoti strauji, kam seko lēni krītoša izlādes aste. Mainot elektrolīta koncentrāciju un attālumus starp elektrodiem, pierādīts, ka ātrā induktīvā sprieguma impulsa laikā elektrolīzes šūna uzvedas kā kondensators, kas tiek uzlādēts. Uzlādē uzkrātā energija pēc tam tiek izmantota elektrolīzes reakcijai, kas atspoguļojas lēni krītošā strāvas un sprieguma astē. Tādējādi tiek atdalīti dubultslāņa uzlādes un Faradeja elektrolīzes procesi, kas ļauj realizēt ūdens elektrolīzi ar nelielu energijas patēriņu.