Status razvoja elektrolizera

Udaljenost između katode i anode jedan je od važnih faktora koji utiču na napon ćelije. Kako se razmak polova povećava, omski pad napona u rezervoaru se povećava i napon rezervoara raste. Pogotovo kada se radi sa velikom strujom, ovaj gubitak napona je ozbiljniji. Moderni elektrolizatori usvajaju različite mjere za smanjenje razmaka polova, kao što je korištenje difuznih anoda i modificiranih separatora za stvaranje struktura elektrolitskih ćelija s nultim razmakom polova. Vrijeme zadržavanja elektrolita u elektrolitičkoj ćeliji ne utječe samo na kapacitet proizvodnje opreme, već u nekim slučajevima utiče i na trenutnu efikasnost procesa elektrolize. Na primjer, u proizvodnji natrijum hlorata elektrolizom, međuproizvod hipohlorne kiseline (HClO) i hipohlorne kiseline su Hemijska reakcija između hloratnih jona (ClO3) je veoma spora. Ako se ostavi u elektrolitičkoj ćeliji duže vrijeme, ne samo da će smanjiti stopu iskorištenja elektrolitičke ćelije, već će i hipohloritni ioni biti oksidirani na površini anode ili smanjeni na površini katode, smanjujući trenutnu efikasnost. . Stoga, moderni dizajni elektrolizera teže smanjenju volumena i omogućavaju da elektrolit brzo teče duž elektroda. Ako su potrebne daljnje reakcije, neovisni kemijski reaktor se može instalirati izvan elektrolizera.
Elektrode u elektrolitičkoj ćeliji su postavljene okomito kako bi bile kompaktnije, vodljive ploče se lako povezuju i pomaže u smanjenju efekta mjehurića. Budući da na površini elektrode gdje se oslobađa plin često postoje mjehurići, to će smanjiti radnu površinu elektrode. Osim toga, otopina u blizini elektrode također će biti ispunjena mjehurićima, povećavajući otpor otopine. Ovaj fenomen se naziva "efekat balona". Međutim, u blizini vertikalne površine elektrode, karakteristike visoke aeracije, niske gustine otopine i brzog rasta brzine u otopini mogu se koristiti za stvaranje prirodne cirkulacije elektrolita, ubrzanje mjehurića da napuste površinu elektrode i smanjenje mjehurića. efekat. Kada se vertikalna elektroda koristi kao plinska elektroda, oblik elektrode je uglavnom mrežast, što ne samo da povećava radnu površinu, već i olakšava izlazak mjehurića.
Materijali za elektrolitičke ćelije mogu biti čelik, cement, keramika itd. Čelik je otporan na alkalije i najčešće se koristi. Za visoko korozivne elektrolite, unutrašnjost čeličnog rezervoara treba biti obložena olovom, sintetičkom smolom ili gumom.
Trenutno se elektrolizatori razvijaju u pravcu velikog kapaciteta i male potrošnje energije. Bipolarni elektrolizator je pogodan za proizvodnju velikih razmera i koristi se u industriji elektrolize vode i klor-alkalnoj industriji.
Većina elektrolitičkih ćelija za proizvodnju vodika elektrolizom vode koristi željezo kao katodnu površinu i nikl kao površinu anode u serijskoj elektrolitičkoj ćeliji (izgleda kao filter presa) za elektrolizu vodenih otopina kaustičnog kalija ili kaustične sode. Kiseonik izlazi iz anode, a vodonik iz katode. Ova metoda je skuplja, ali proizvod ima visoku čistoću i može direktno proizvesti vodonik čistoće veće od 99,7%.