Elektrolizatoru attīstības stāvoklis

Attālums starp katodu un anodu ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē šūnas spriegumu. Palielinoties attālumam starp stabiem, palielinās omu sprieguma kritums tvertnē un palielinās tvertnes spriegums. Īpaši, strādājot ar lielu strāvu, šis sprieguma zudums ir nopietnāks. Mūsdienu elektrolizatori izmanto dažādus pasākumus, lai samazinātu attālumu starp poliem, piemēram, izkliedētu anodu un modificētu separatoru izmantošanu, lai izveidotu elektrolītisko šūnu struktūras ar nulles polu atstatumu. Elektrolīta uzturēšanās laiks elektrolītiskajā šūnā ne tikai ietekmē iekārtas ražošanas jaudu, bet arī dažos gadījumos ietekmē elektrolīzes procesa pašreizējo efektivitāti. Piemēram, ražojot nātrija hlorātu ar elektrolīzi, starpprodukts hipohlorskābe (HClO) un hipohlorskābe ir Ķīmiskā reakcija starp hlorāta joniem (ClO3) ir ļoti lēna. Ja tas tiek atstāts elektrolītiskajā šūnā ilgu laiku, tas ne tikai samazinās elektrolītiskās šūnas izmantošanas ātrumu, bet arī hipohlorīta joni tiks oksidēti uz anoda virsmas vai samazināti uz katoda virsmas, samazinot strāvas efektivitāti. . Tāpēc mūsdienu elektrolizatoru konstrukcijas cenšas samazināt tilpumu un ļaut elektrolītam ātri plūst pa elektrodiem. Ja nepieciešamas turpmākas reakcijas, ārpus elektrolizatora var uzstādīt neatkarīgu ķīmisko reaktoru.
Elektrodi elektrolītiskajā šūnā ir uzstādīti vertikāli, lai tie būtu kompaktāki, vadošās plāksnes ir viegli savienojamas, un tas palīdz samazināt burbuļa efektu. Tā kā uz elektroda virsmas, kur izdalās gāze, bieži ir burbuļi, tas samazinās elektroda darba virsmas laukumu. Turklāt šķīdums pie elektroda arī tiks piepildīts ar burbuļiem, palielinot šķīduma pretestību. Šo parādību sauc par "burbuļa efektu". Tomēr vertikālās elektroda virsmas tuvumā var izmantot augstas aerācijas, zema šķīduma blīvuma un strauja pieauguma ātruma īpašības šķīdumā, lai veidotu dabisku elektrolīta cirkulāciju, paātrinātu burbuļu veidošanos, lai izietu no elektroda virsmas, un samazinātu burbuļu veidošanos. efekts. Ja vertikālo elektrodu izmanto kā gāzes elektrodu, elektroda forma pārsvarā ir sieta, kas ne tikai palielina darba virsmas laukumu, bet arī atvieglo burbuļu izplūšanu.
Elektrolītisko šūnu materiāli var būt tērauds, cements, keramika utt. Tērauds ir sārmu izturīgs un ir visplašāk izmantotais. Ļoti kodīgiem elektrolītiem tērauda tvertnes iekšpusei jābūt izklātai ar svinu, sintētiskiem sveķiem vai gumiju.
Šobrīd elektrolizatori attīstās lielas jaudas un zema enerģijas patēriņa virzienā. Bipolārais elektrolizators ir piemērots liela mēroga ražošanai, un to izmanto ūdens elektrolīzes un hlora-sārmu rūpniecībā.
Lielākā daļa elektrolītisko elementu ūdeņraža ražošanai ar ūdens elektrolīzi izmanto dzelzi kā katoda virsmu un niķeli kā anoda virsmu virknē elektrolītisko elementu (kas izskatās kā filtra prese), lai elektrolizētu kaustiskā kālija vai kaustiskās sodas ūdens šķīdumus. Skābeklis izplūst no anoda un ūdeņradis no katoda. Šī metode ir dārgāka, taču produktam ir augsta tīrības pakāpe un tas var tieši ražot ūdeņradi ar tīrības pakāpi vairāk nekā 99,7%.