Comportement électrochimique des électrodes de carbone en milieu KF,xHF; influence de l'acidité de l'électrolyte et de la température

Université P. & M. Curie; Laboratoire d'Electrochimie, 4, Place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France.

Résumé

La formation d'une couche passivante sur les anodes de carbone dans l'électrolyte KF,xHF obéit à une loi de surtension ohmique; l'insertion des espèces fluorées dans la matrice carbonée est d'autant plus facile que leur concentration est importante (électrolytes acides) et que la température est élevée.

Les expériences réalisées en chronopotentiométrie et voltammétrie cyclique ont permis de mettre en évidence l'influence de l'acidité et de la température des bains KF,xHF sur le comportement électrochimique des électrodes de graphite, dans le domaine de température compris entre 80 et 125 °C et pour un pourcentage pondéral en HF variant de 38 à 44. En particulier, on note en voltammétrie cyclique une augmentation de l'intensité du pic de passivation lorsque l'un de ces deux paramètres augmente. Les résultats sont conformes aux prévisions du modèle théorique développé antérieurement et font ressortir l'influence de la conductivité de l'électrolyte qui est corrélée à son acidité et à sa température.

Abstract

The passivation of carbon anodes in fluoride melts occurs by the electrochemical intercalation of fluorinated species in the matrix of the electrodes and the formation of an insulating layer of graphite fluoride on their surface. This phenomenon is more important when the concentration of HF is high and when the temperature increases.

The behaviour of graphite anodes in KF,xHF melts has been studied by means of chronopotentiometry and cyclic voltammetry, for 80 < t < 125 °C and using electrolytes containing 38 to 44 weight percent HF.

Our results are in good agreement with our previous theoretical model corresponding to the formation of a low-conducting film under ohmic resistance control and show the influence of the electrolyte conductivity which strongly depends on the acidity and the temperature of the melt. In cyclic voltammetry experiments, the intensity of the passivation peak increases with these two parameters.