Анализ электрохимических процессов методом тензоимпульсной регуляции

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Применение ультраслабых импульсов давления для управления неравновесными процессами в конденсированных реакционно-диффузионных средах показало высокую эффективность. Такое воздействие – метод тензоимпульсной регуляции (ТИР) – приводит к резонансной синхронизации автоколебательных диссипативных структур (ДС), наличие которых характерно для исследуемых систем. При этом наблюдается синергетическое возрастание и пространственное выравнивание скоростей целевых химических реакций, массо- и теплообмена, а также пространственная однородность получаемых продуктов. Причем механизм контролируемого процесса, его термодинамика и кинетическая топология, не затрагивается [1].

Наиболее показательные результаты получены при проведении электрохимических исследований. Многочисленные эксперименты показали, что высокоинтенсивные стационарные электрохимические процессы всегда откликаются на резонансной частоте следования импульсов. Это позволяет получать специфическую информацию, которая недоступна в приложении апробированных инструментальных методов [1].

Одним из первых ТИР-анализу подвергся технологический процесс хромирования катодов в кислых хромато-сульфатных ваннах, который характеризуется низкими энергоэффективностью и выходом целевого продукта. С практической стороны метод позволяет получать прочные беспористые покрытия, снижает энергоемкость процесса в несколько раз и значительно повышает выход целевого продукта. Существующие вопросы о механизме хромирования были решены благодаря использованию современных теорий строения жидких электролитов, отказа от электродных («поверхностных») окислительно-восстановительных реакций взамен объемных с привлечением эмиттированных электронов как самостоятельных реагентов и участников транспортных процессов. Пользуясь теоретической базой [2, 3] метода ТИР, согласованы и объяснены все описанные в литературе эффекты, происходящие в гальванической ванне хромирования.

Приложение ТИР также позволило объяснить самоорганизацию конвективных ДС в медно-сульфатной гальванической ячейке. По аналогии с процессами в хромато-сульфатной ванне [3], был предсказан и впервые экспериментально обнаружен эффект кинетической экзальтации – синергетического сочетания параллельных конкурирующих маршрутов электрохимических превращений [4]. Все указанные особенности электрохимических систем необходимо учитывать как в теоретическом аспекте, так и в практическом анализе.

• 1. Колесников А.А., Зарембо В.И., Демин В.А., Зарембо Д.В. // Альтернативная энергетика и экология. 2011. №6 (98). С.90-98.
• 2. Колесников А.А., Зарембо В.И., Зарембо Д.В. //Ibid. 2015. №4 (168). С.186-101.
• 3. Колесников А.А., Зарембо В.И., Зарембо Д.В //Материалы Х Международного совещания по физико-химическому анализу: Том 1. – Самара: Самар.гос.тех.ун-т. 2013. С 86-101.
• 4. Колесников А.А., Юдина Н.С., Зарембо Д.В. // Известия СПбГТИ(ТУ). 2016. № 34 (60). С. 12-17.