בגזים, אלקטרודת דיפוזיה היא סוג של אלקטרודה המשמשת בתגובות אלקטרוכימיות. הוא משמש בעיקר במכשירים כגון תאי דיפוזיה של גז, תאי דלק וחיישנים מסוימים.
מטרת התכנון של אלקטרודת דיפוזיה היא לספק ממשק בין הגז לאלקטרוליט, המאפשר למולקולות גז להגיב עם יונים באלקטרוליט. הוא עשוי בדרך כלל מחומרים קטליטיים, עם זרזים נפוצים הכוללים פלטינה, פלדיום וסגסוגות פלטינה-פלדיום. זרזים אלה מקלים על התגובות האלקטרוכימיות של מולקולות גז, ומגבירים את קצבי התגובה.
המבנה של אלקטרודת דיפוזיה הוא בדרך כלל נקבובי, מה שמאפשר לגז להיכנס לאלקטרודה ולבוא במגע עם החומר הקטליטי. המבנה הנקבובי גם עוזר להגדיל את שטח הפנים של האלקטרודה, ומשפר את יעילות התגובה. בנוסף, האלקטרודה צריכה להפגין מוליכות טובה כדי להבטיח זרימת זרם חלקה דרך האלקטרוליט.
לוח טיטניום נקבובי בציפוי פלטינה
באלקטרוליזה, מקובל לצפות את פני השטח של צלחת אבקת טיטניום בשכבת ציפוי פלטינה כדי לשפר את התכונות הקטליטיות של טיטניום עבור יישומי אלקטרודות דיפוזיה גז. ציפוי זה מספק את הפעילות והיציבות הקטליטית של פלטינה תוך מינוף עמידות בפני קורוזיה ומוליכות של טיטניום.
תהליך הציפוי בשכבת פלטינה מושג בדרך כלל באמצעות טכניקות כמו הפחתה כימית, שקיעת אדים פיזית או שקיעה אלקטרוכימית. במהלך תהליך זה, חומר הפלטינה מופקד על פני צלחת אבקת הטיטניום בשכבה דקה ואחידה.
ציפוי פלטינה זה יכול לספק פעילות קטליטית משופרת, לקדם תגובות בין מולקולות גז ויונים באלקטרוליט. זה יכול להגביר את קצב התגובה והיעילות של אלקטרודת דיפוזיית הגז, ולשפר את הביצועים האלקטרוכימיים.
בתאי דיפוזיה של גז, אלקטרודת הדיפוזיה מזווגת בדרך כלל עם אלקטרודה אחרת (בדרך כלל אלקטרודת תחמוצת) כדי ליצור אנרגיה חשמלית באמצעות דיפוזיה ותגובות של גז. בתאי דלק, אלקטרודות דיפוזיה מזרזות את החמצון של גז מימן או דלקים אחרים, ומייצרות זרם חשמלי. בחיישנים, אלקטרודות דיפוזיה משמשות למדידת ריכוז גזים או זיהוי רכיבים ספציפיים של גזים.
לסיכום, אלקטרודת דיפוזיה בגזים היא אלקטרודה המשמשת לתגובות אלקטרוכימיות המערבות גזים. זה מקל על תגובות בין מולקולות גז ליונים באלקטרוליט, וממלא תפקיד מכריע במכשירים כגון תאי דיפוזיה של גז, תאי דלק וחיישנים.
