Starea de dezvoltare a electrolizoarelor

Distanța dintre catod și anod este unul dintre factorii importanți care afectează tensiunea celulei. Pe măsură ce distanța dintre poli crește, scăderea tensiunii ohmice în rezervor crește, iar tensiunea rezervorului crește. Mai ales atunci când lucrați cu curent ridicat, această pierdere de tensiune este mai gravă. Electrolizoarele moderne adoptă diferite măsuri pentru a reduce distanța dintre poli, cum ar fi utilizarea anozilor difuzi și a separatorilor modificați pentru a crea structuri de celule electrolitice cu distanță zero între poli. Timpul de rezidență al electrolitului în celula electrolitică nu afectează numai capacitatea de producție a echipamentului, ci și, în unele cazuri, afectează eficiența curentă a procesului de electroliză. De exemplu, în producerea cloratului de sodiu prin electroliză, produsul intermediar acidul hipocloros (HClO) și acidul hipocloros sunt Reacția chimică dintre ionii de clorat (ClO3) este foarte lentă. Dacă este lăsat în celula electrolitică pentru o perioadă lungă de timp, nu numai că va reduce rata de utilizare a celulei electrolitice, dar și ionii de hipoclorit vor fi oxidați pe suprafața anodului sau reducți pe suprafața catodului, reducând eficiența curentului. . Prin urmare, modelele moderne de electrolizor se străduiesc să reducă volumul și să permită electrolitului să curgă rapid de-a lungul electrozilor. Dacă sunt necesare reacții suplimentare, un reactor chimic independent poate fi instalat în afara electrolizorului.
Electrozii din celula electrolitică sunt instalați vertical pentru a fi mai compacti, plăcile conductoare sunt ușor de conectat și este util să reduceți efectul de bule. Deoarece există adesea bule pe suprafața electrodului unde se eliberează gaz, aceasta va reduce suprafața de lucru a electrodului. În plus, soluția din apropierea electrodului va fi, de asemenea, umplută cu bule, crescând rezistența soluției. Acest fenomen se numește „efectul bulei”. Cu toate acestea, lângă suprafața verticală a electrodului, caracteristicile de aerare ridicată, densitate scăzută a soluției și viteză de creștere rapidă în soluție pot fi utilizate pentru a forma o circulație naturală a electrolitului, pentru a accelera bulele pentru a părăsi suprafața electrodului și pentru a reduce bula. efect. Când electrodul vertical este utilizat ca electrod de gaz, forma electrodului este în mare parte plasă, ceea ce nu numai că mărește suprafața de lucru, dar facilitează și evacuarea bulelor.
Materialele pentru celule electrolitice pot fi oțel, ciment, ceramică etc. Oțelul este rezistent la alcali și este cel mai utilizat. Pentru electroliții foarte corozivi, interiorul rezervorului de oțel trebuie căptușit cu plumb, rășină sintetică sau cauciuc.
În prezent, electrolizoarele se dezvoltă în direcția capacității mari și a consumului redus de energie. Electrolizorul bipolar este potrivit pentru producția pe scară largă și a fost utilizat de industria electroliză a apei și de industria clor-alcaline.
Majoritatea celulelor electrolitice pentru producerea de hidrogen prin electroliza apei folosesc fier ca suprafață catodică și nichel ca suprafață anodă într-o celulă electrolitică în serie (care arată ca un filtru presă) pentru a electroliza soluții apoase de potasiu caustic sau sodă caustică. Oxigenul iese din anod și hidrogenul iese din catod. Această metodă este mai scumpă, dar produsul are o puritate ridicată și poate produce direct hidrogen cu o puritate de peste 99,7%.