Площадь контактной поверхности при различных типах электролитической обработки всегда была одним из важнейших параметров
Увеличение площади контакта всегда было и есть основной целью при формировании систем электролитической обработки
С развитием технологий производства композитов из графита, появилась возможность создания объёмно-пористых электродов в которых при сохранении тех же габаритных размеров площадь контактной поверхности активной рабочей зоны увеличилась в сотни раз
Так как необходимость в таких электродах стала более острой в последнее время, были созданы производственные электрохимические системы , в которых в качестве базовой новизны и базовой эффективности электрохимического процесса выступают различные вариации объёмно-пористых электродов и связанных с ними контактных элементов
В качестве примера привожу следующие изобретения, практически определяющие и отвечающие на все технические требования и условия , присущие современным эффективным электрохимическим системам или электрохимическим реакторам :

United States Patent Application 20100224497
Kind Code A1
Livshits; David ; et al. September 9, 2010
________________________________________
DEVICE AND METHOD FOR THE EXTRACTION OF METALS FROM LIQUIDS
Abstract
A volume-porous electrode is provided which increases effectiveness and production of electrochemical processes. The electrode is formed of a carbon, graphitic cotton wool, or from carbon composites configured to permit fluid flow through a volume of the electrode in three orthogonal directions. The electrode conducts an electrical charge directly from a power source, and also includes a conductive band connected to a surface of the electrode volume, whereby a high charge density is applied uniformly across the electrode volume. Apparatus and methods which employ the volume-porous electrode are disclosed for removal of metals from liquid solutions using electroextraction and electro-coagulation techniques, and for electrochemical modification of the pH level of a liquid.
________________________________________
Inventors: Livshits; David; (San Francisco, CA) ; Teichner; Lester; (Chicago, IL)
Correspondence Address: VEDDER PRICE P.C.
222 N. LASALLE STREET
CHICAGO
IL
60601
US
Serial No.: 682174
Series Code: 12
Filed: October 9, 2008
PCT Filed: October 9, 2008
PCT NO: PCT/US08/79312
371 Date: April 8, 2010

United States Patent Application 20100224506
Kind Code A1
Livshits; David ; et al. September 9, 2010
________________________________________
PROCESS AND APPARATUS FOR COMPLEX TREATMENT OF LIQUIDS
Abstract
Methods and apparatus for complex treatment of contaminated liquids are provided, by which contaminants are extracted from the liquid. The substances to be extracted may be metallic, non-metallic, organic, inorganic, dissolved, or in suspension. The treatment apparatus includes at least one mechanical filter used to filter the liquid solution, a separator device used to remove organic impurities and oils from the mechanically filtered liquid, and an electroextraction device that removes heavy metals from the separated liquid. After treatment within the treatment apparatus, metal ion concentrations within the liquid may be reduced to their residual values of less than 0.1 milligrams per liter. A Method of complex treatment of a contaminated liquid includes using the separator device to remove inorganic and non-conductive substances prior to electroextraction of metals to maximize the effectiveness of the treatment and provide a reusable liquid.
________________________________________
Inventors: Livshits; David; (San Francisco, CA) ; Teichner; Lester; (Chicago, IL)
Correspondence Address: VEDDER PRICE P.C.
222 N. LASALLE STREET
CHICAGO
IL
60601
US
Serial No.: 682180
Series Code: 12
Filed: October 9, 2008
PCT Filed: October 9, 2008
PCT NO: PCT/US08/79324
371 Date: April 8, 2010

Эти изобретения уже могут быть реализованы за счёт применения различного типа углерод-углеродных композиционных материалов созданных ранее, но учёные продолжают поиск в технологическом поле нано-технологий для формирования условий качественного улучшения электрохимических технологий
Вот одно свидетельство таких исследований :
Ученые создали нанотрубки, способные селективно пропускать отдельные ионы. По своей селективности они способны сравниться с природными белковым ионными каналами. Работа опубликована в журнале Nature Communications, ее краткое содержание приводит сайт Университета Баффало.
Созданные авторами нанотрубки сильно отличаются от самых известных подобных структур - однослойных углеродных нанотрубок, напоминающих свернутый графен. В отличие от последних, новые нанотрубки собраны из множества отдельных молекул, скрепленных друг с другом водородными связями. Эти связи помогают структурам самопроизвольно собираться из раствора.
Другое отличие состоит в том, что во внутренней полости трубки имеются своеобразные молекулярные "штыри", которые влияют на подвижность ионов. Внутренний диаметр трубки составляет чуть меньше нанометра, и движение ионов в ней полностью зависит от природы расположенных там химических групп. Например, если эти группы несут положительный заряд, то движение катионов в трубке становится невозможно.
По принципу работы нанотрубки напоминают природные белковые ионные каналы. Их структура обычно похожа на песочные часы, в середине которых находится самое узкое место с заряженными группами. Именно оно определяет ионные предпочтения канала, так как устанавливает заряд и размер иона, который может через него проникнуть.
Ионные каналы, сделанные на основе нанотрубок, могут быть полезны для создания ионных сенсоров, очистки и обессоливания воды.
Другое сообщение также касается новых материалов :
Немецкие химики создали новый материал, получивший название аэрографит. Отличительной особенностью нового материала является крайне низкая плотность - менее микрограмма на кубический сантиметр. Статья ученых с описанием технологии получения нового материала и некоторых его свойств появилась в журнале Advanced Materials.
Материал представляет собой сеть углеродных трубок. Для получения материала ученые сначала изготовили основу из оксида цинка по специальной технологии. Затем эта основа была помещена в кварцевую трубку, в которой при высокой температуре на ней был выращен аэрографит. Ученые среди прочего описали зависимость свойств полученного материала от параметров, определяющих его изготовление, - например, температурного режима.
По словам авторов работы, новый материал отличается уникальными механическими и электрическими свойствами. В частности, он может найти применение при создании микроэлектромеханических устройств, а также производстве электродов. Особенно подобный материал может быть востребован при создании инструментов, которые должны выдерживать высокое ускорение.
Новый материал получил название по аналогии с аэрогелями. Так называют материалы, структура которых напоминает гель, где жидкая фаза заменена на газообразную. Такие материалы, обладая очень низкой плотностью, могут быть при этом весьма твердыми и прочными. При этом они почти прозрачны, за что еще их называют "твердым дымом".
В ноябре 2011 года в Science вышла статья, в которой был описан способ производства сверхлегкой металлической губки. Сначала ученые создавали полимерную основу, в которой проделывалось множество цилиндрических каналов. Позже на эту основу наносился сплав из никеля и фосфора. По утверждению создателей, новый материал может служить для создания теплоизоляции, звукоизоляции, более эффективных электродов для батарей и многого другого.