Електрохімічна поведінка системи Fe/Fe3O/C/NaCl

Abstract

Було вивчено електрохімічну поведінку системи Fe/Fe3O4/C/NaCl при екзотермічній окислювально-відновній реакції з киснем з використанням спектроскопії електрохімічного імпедансу. При моделюванні спектрів електрохімічного імпедансу зразків під час окислювально-відновної реакції було виявлено утворення нової фази з низькою провідністю. Ця фаза характеризується фактом появи елемента постійної фази (CPE) в еквівалентній схемі спектру. Таким чином, контакт системи Fe/Fe3O4/C/NaCl з киснем призводить до підвищення температури на 5 0С, а також створює умови для формування нової фази з високими значеннями імпедансу (збільшення на три порядки) і зниження ємності шунтованого конденсатора - на 2 порядки. Провідні властивості нових оксидних фаз визначали з використанням рівняння Мотт-Шотки, що пов’язує зміну ємності шару просторового заряду з прикладеним потенціалом. Встановлено наявність взаємозв’язку між підвищенням температури, зміною сумарного потенціалу і формуванням оксидів заліза з різними складами на поверхні часток заліза. Було встановлено, що формування нової електрохімічної системи можливе при просторовому розподілі температурного градієнта. Запропоновано евристичну модель розподілу температурного градієнту.

Electrochemical behavior of the Fe/Fe3O4/C/NaCl system in the exothermic redox reaction with oxygen was studied using electrochemical impedance spectroscopy. In modeling electrochemical impedance spectra of samples during the redox reaction the formation of a new phase with a low conductivity was revealed. This phase is characterized by the appearance of a constant phase element (CPE) in the equivalent circuit of the spectrum. The contacting of the Fe / Fe3O4 / C / NaCl system with oxygen leads to a 5 0 C increase in temperature and creates conditions for the formation of a new phase with high impedance values (increased by three orders of magnitude) and capacity reduction of the shunted capacitance by 2 orders of magnitude. The conductive properties of the new oxide phases were determined by the Mott-Schottky equation, which relates the change of the space charge layer capacitance with applied potential. A relationship between increasing temperature, changing the total potential and formation of iron oxides with different compositions on the surface of iron particles was established. It was found that the formation of the new electrochemical system is possible under spatial distribution of the temperature gradient The heuristic model of the temperature gradient distribution was proposed