Electrocristallisation et dissolution du zinc dans un electrolite alcalinen circulation : cas d'une electrode poreuse et d'une electrode massive bombardee par des particules spheriques

Abstract

Le componement de deux types d'électrode de zinc en milieu alcalin a été étudié une électrode poreuse traversée par un électrolyte et une élect rode massive soumise à l'impact de billes mises en ci rculation avec l'élcctrolytc. A partir des mesures d'impédance électrochimique. on montre que l'élcctrode poreuse équivaut à un milieu constitué de pores cylindriques dont on suit les changements de texture en fonction de la polarisation. 11 s'avcrc que. mêrne avcc une circulation forcée, la pénétration du courant Jans lcs pores reste Ires faiblc notammcnt lorsque l'électrode débite du courant anodiquement ou cathodiquement. L'effet des chocs des billes sur une électrode massive polariséc cst étudié par analyse spectrale et temporelle des fluctuations. Les mcsurcs simultanées dcs fluctuations de potentiel et de rés istance d'é lectrolytc sont utilisées pour identifier les constantes de temps caractéristiques liées au tcm ps d'approchc des billes et à Ieur temps de séjour prcs du collecteur. Tandis que l'impact des billes de verre provoque uniquernent des cffets ohmiques sur les processus de dissolution et d'électrocristallisation du zinc. les billcs de zinc provoquent, cn plus, des fluctuations de potentiel dépola risantcs et apparaissant aux fréquences élevées. La modélisation de ces fluctuations montre qu'elles sont liées au temps de rccharge de la capacité du collecteur à travers l'impédancc faradique, qui suit I'échange rapide de charge électriquc provoqué par lcs chocs entre Ies billes de zinc et le collccteur. Les micrographies dcs élcct rodes polarisécs et Ies mesures d'impédance montrent que lcs chocs dcs billes cxcrccnt cn plus dcs effets sur les phénomcnes interfaciaux qui contrôlent les réactions se déroulant sur l'électrode de zinc.

In alkaline medium, the behaviour of two types of zinc electrodes has been studicd : a porous electrode flowed through by thc electrolyte and a solid one collided by sp herical particles circulating with the clcctrolyte. From clcctrochcmical impcdance measuremcnts, it is shown that the porous electrode behaves as a cylindrical pores clcctrode the tcxture of which changes with increasing polarisation. It was found that cvcn under forced electrolyte circulation. the current penetration in pores is shallow both under anodic and cathodic polarisations. The panicles impacts on the solid clcctrode result in a noise analyzcd both in the frequency and time domains. Simultaneous mcasurements of potcntial and electro lyte resistance fluctuations are used to identify the charactcristic time constants related to thc approach and rcsidence times of panicles within the electrode vicinity. While glass panicles gene rate only ohmic drop flutuations during the zinc dissolution or clcctrodcposition. zinc particles also induced potential fluctuations in the high frcqucncy domain. Modelling these fluctuations has concluded that they are related to thc recharging time of the electrode capacitance subsequent to the instantancous charge exchange taking place when zinc particles collide the electrodc. As rcvcalcd by impedance spectroscopy and electrode morphology, thesc collisions also influence the interfacial processes controlling the reactions on the zinc clectrode.