Email this article Electroreduction of the bromate anion on a microlectrode in excess acid: solution of the inverse kinetic problem
- Authors: Goncharova O.A.1,2, Glazkov A.T.1, Lizgina K.V.2, Piryazev A.A.2, Koryakin S.L.2, Konev D.V.3, Vorotyntsev M.A.1,2,3,4, Mintsev V.B.2,3
-
Affiliations:
- Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
- Институт проблем химической физики Российской Академии наук
- Институт молекулярной химии университета Бургундии
- Issue: Vol 484, No 3 (2019)
- Pages: 294-298
- Section: Chemistry
- URL: https://journals.eco-vector.com/0869-5652/article/view/11762
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0869-56524843294-298
- ID: 11762
Cite item
Full Text
Abstract
Acidic aqueous solutions of bromic acid salts (bromates) are promising electrolytes for redox flow batteries due to their record high power capacity and the rate of electrode reactions proceeding in the autocatalytic regime. The paper gives a comparison of the results of mathematical modeling and experimental measurements of steady state currents of bromate anion electroreduction in sulfuric acid medium on microelectrodes of various radii. An algorithm of solving the inverse problem suitable for determination of the key transport and kinetic process parameters was proposed and tested.
About the authors
O. A. Goncharova
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Author for correspondence.
Email: dkfrvzh@gmail.com
Russian Federation, Москва
A. T. Glazkov
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
Email: dkfrvzh@gmail.com
Russian Federation, Москва
K. V. Lizgina
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: dkfrvzh@gmail.com
Russian Federation, Москва
A. A. Piryazev
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: dkfrvzh@gmail.com
Russian Federation, Москва
S. L. Koryakin
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: dkfrvzh@gmail.com
Russian Federation, Москва
D. V. Konev
Институт проблем химической физики Российской Академии наук
Email: dkfrvzh@gmail.com
Russian Federation, Черноголовка, Московской обл
M. A. Vorotyntsev
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт проблем химической физики Российской Академии наук; Институт молекулярной химии университета Бургундии
Email: mivo2010@yandex.com
Russian Federation, Москва; Москва; Черноголовка, Московской обл., Дижон, Франция
V. B. Mintsev
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт проблем химической физики Российской Академии наук
Email: mivo2010@yandex.com
Russian Federation, Москва; Черноголовка, Московской обл.
References
- Ehsandul K., Pawan K., Sandeep K., Adedeji A.A., Ki- Hyun K. Solar Energy: Potential and Future Pros- pects // Renew. Sust. Energ. Rev. 2018. V. 82. P. 894.
- Cho K.T., Tucker M.C., Weber A.Z. A Review of Hy- drogen/Halogen Flow Cells // Energ. Tech. 2016. V. 4. P. 655.
- Tolmachev Y. V., Piatkivskyi A., Ryzhov V. V.,
- Konev D.V., Vorotyntsev M.A. Energy Cycle Based on a High Specific Energy Aqueous Flow Battery and its Potential Use for Fully Electric Vehicles and for Direct Solar-to-Chemical Energy Conversion // J. Solid State Electrochem. 2015. V. 19. P. 2711.
- Vorotyntsev M.A., Antipov A.E., Konev D.V. Bromate Anion Reduction: Novel Autocatalytic (EC) Mecha- nism of Electrochemical Processes, Its Implication for Redox Flow Batteries of High Energy and Power Den- sities // Pure Appl. Chem. 2017. V. 89. DOI: 10.1515/ pac-2017-0306.
- Vorotyntsev M.A., Konev D.V., Tolmachev Y.V. Elec- troreduction of Halogen Oxoanions via Autocatalytic Redox Mediation by Halide Anions: Novel EC Mech- anism. Theory for Stationary 1D Regime // Electro- chim. Acta. 2015. V. 173. P. 779.
- Антипов А.Е., Воротынцев М.А. Электровосста- новление бромат-аниона на неактивном ВДЭ в стационарных условиях. Численное исследова- ние процессов ионного транспорта и реакции конпропорционирования // Электрохимия. 2016. Т. 52. С. 1039.
- Антипов А.Е., Воротынцев М.А., Толмачев Ю.В. и др. Электровосстановление бромат-аниона в кис- лых растворах на неактивном ВДЭ в стационарных условиях. Численное моделирование процесса в условиях избытка бромат-аниона по сравнению с протонами // ДАН. 2016. Т. 468. № 1. С. 37–43.
- Vorotyntsev M.A., Antipov A.E. Bromate Electroreduc- tion from Acidic Solution at Spherical Microelectrode Under Steady-State Conditions: Theory for the Redox- Mediator Autocatalytic (EC) Mechanism // Electro- chim. Acta. 2017. V. 258. P. 544.
- Modestov A.D., Konev D.V., Antipov A.E., Petrov M.M., Pichugov R.D., Vorotyntsev M.A. Bromate Electrore- duction from Acidic Solution at Spherical Microelec- trode under Steady-State Conditions: Theory for the Redox-Mediator Autocatalytic (EC) Mechanism // Electrochim. Acta. 2018. V. 259. P. 655.
- Konev D. V., Antipov A. E., Petrov M. M., Sham- raeva M.A., Vorotyntsev M.A. Surprising Dependence of the Current Density of Bromate Electroreduction on the Microelectrode Radius as Manifestation of the Autocatalytic Redox-Cycle (EC) Reaction Mecha- nism // Electrochem. Comm. 2018. V. 86. P. 76.
- Bruno T.J., Lide D.R. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 97th ed. Boca Raton (FL): CRC Press, 2015.
- Cussler E.L. Diffusion: Mass Transfer in Fluid Systems. 2nd ed. N.Y.: Cambridge Univ. Press, 1997.
- Nordstrom D.K., Alpers C.N., Ptacek C.J., Blowes D.W. Negative pH and Extremely Acidic Mine Waters from Iron Mountain, California // Environ. Sci. Technol. 2000. V. 34. № 2. P. 254–258.
Supplementary files
