في الغازات، قطب الانتشار هو نوع من الأقطاب الكهربائية المستخدمة في التفاعلات الكهروكيميائية. يتم استخدامه بشكل أساسي في أجهزة مثل خلايا نشر الغاز، وخلايا الوقود، وبعض أجهزة الاستشعار.
الهدف من تصميم قطب كهربائي الانتشار هو توفير واجهة بين الغاز والإلكتروليت، مما يمكّن جزيئات الغاز من التفاعل مع الأيونات الموجودة في الإلكتروليت. وعادةً ما يتم تصنيعه من مواد حفازة، مع محفزات شائعة تشمل البلاتين والبلاديوم وسبائك البلاتين والبلاديوم. تعمل هذه المحفزات على تسهيل التفاعلات الكهروكيميائية لجزيئات الغاز، مما يعزز معدلات التفاعل.
عادة ما يكون هيكل قطب الانتشار مساميًا، مما يسمح للغاز بالدخول إلى القطب والتلامس مع المادة الحفزية. يساعد الهيكل المسامي أيضًا على زيادة مساحة سطح القطب، مما يحسن كفاءة التفاعل. بالإضافة إلى ذلك، يحتاج القطب إلى إظهار موصلية جيدة لضمان التدفق السلس للتيار عبر المنحل بالكهرباء.
لوحة تيتانيوم مسامية مطلية بالبلاتين
في التحليل الكهربائي، من الشائع طلاء سطح لوح مسحوق التيتانيوم بطبقة من طلاء البلاتين لتعزيز الخواص التحفيزية للتيتانيوم لتطبيقات قطب كهربائي لنشر الغاز. يوفر هذا الطلاء النشاط التحفيزي واستقرار البلاتين مع الاستفادة من مقاومة التآكل وتوصيل التيتانيوم.
عادةً ما تتم عملية الطلاء بطبقة من البلاتين من خلال تقنيات مثل الاختزال الكيميائي أو ترسيب البخار الفيزيائي أو الترسيب الكهروكيميائي. خلال هذه العملية، يتم ترسيب مادة البلاتين على سطح لوحة مسحوق التيتانيوم في طبقة رقيقة وموحدة.
يمكن أن يوفر هذا الطلاء البلاتيني نشاطًا حفازًا مُحسّنًا، مما يعزز التفاعلات بين جزيئات الغاز والأيونات الموجودة في المنحل بالكهرباء. يمكنه زيادة معدل التفاعل وكفاءة قطب نشر الغاز، مما يعزز الأداء الكهروكيميائي.
في خلايا انتشار الغاز، عادةً ما يتم إقران قطب الانتشار مع قطب كهربائي آخر (عادةً قطب أكسيد) لتوليد الطاقة الكهربائية من خلال انتشار الغاز وتفاعلاته. في خلايا الوقود، تعمل أقطاب الانتشار على تحفيز أكسدة غاز الهيدروجين أو أنواع الوقود الأخرى، مما ينتج تيارًا كهربائيًا. في أجهزة الاستشعار، يتم استخدام أقطاب الانتشار لقياس تركيز الغاز أو الكشف عن مكونات معينة من الغازات.
في الختام، قطب الانتشار في الغازات هو قطب كهربائي يستخدم للتفاعلات الكهروكيميائية التي تنطوي على الغازات. إنه يسهل التفاعلات بين جزيئات الغاز والأيونات الموجودة في المنحل بالكهرباء، ويلعب دورًا حاسمًا في أجهزة مثل خلايا انتشار الغاز، وخلايا الوقود، وأجهزة الاستشعار.
