Ontwikkelingsstatus van elektrolyzers

De afstand tussen de kathode en de anode is een van de belangrijke factoren die de celspanning beïnvloeden. Naarmate de poolafstand groter wordt, neemt de ohmse spanningsval in de tank toe en neemt de tankspanning toe. Vooral bij het werken met hoge stroom is dit spanningsverlies ernstiger. Moderne elektrolyzers nemen verschillende maatregelen om de poolafstand te verkleinen, zoals het gebruik van diffuse anodes en gemodificeerde scheiders om elektrolytische celstructuren met een nulpoolafstand te creëren. De verblijftijd van de elektrolyt in de elektrolytische cel beïnvloedt niet alleen de productiecapaciteit van de apparatuur, maar beïnvloedt in sommige gevallen ook de huidige efficiëntie van het elektrolyseproces. Bij de productie van natriumchloraat door elektrolyse zijn bijvoorbeeld het tussenproduct hypochloorzuur (HClO) en hypochloorzuur aanwezig. De chemische reactie tussen chloraationen (ClO3) is erg langzaam. Als het lange tijd in de elektrolytische cel blijft, zal dit niet alleen de benuttingsgraad van de elektrolytische cel verminderen, maar zullen ook de hypochlorietionen op het anodeoppervlak worden geoxideerd of op het kathodeoppervlak worden verminderd, waardoor de stroomefficiëntie wordt verminderd. . Daarom streven moderne elektrolyzerontwerpen ernaar het volume te verminderen en de elektrolyt snel langs de elektroden te laten stromen. Als verdere reacties nodig zijn, kan buiten de elektrolysator een onafhankelijke chemische reactor worden geïnstalleerd.
De elektroden in de elektrolytische cel zijn verticaal geïnstalleerd om compacter te zijn, de geleidende platen zijn eenvoudig aan te sluiten en het is nuttig om het beleffect te verminderen. Omdat er vaak belletjes op het oppervlak van de elektrode zitten waar gas vrijkomt, zal dit het werkoppervlak van de elektrode verkleinen. Bovendien zal de oplossing nabij de elektrode ook gevuld zijn met bellen, waardoor de oplossingsweerstand toeneemt. Dit fenomeen wordt het "bubbeleffect" genoemd. In de buurt van het verticale elektrodeoppervlak kunnen echter de kenmerken van hoge beluchting, lage oplossingsdichtheid en snel stijgende snelheid in de oplossing worden gebruikt om een ​​natuurlijke circulatie van de elektrolyt te vormen, de bellen te versnellen om het elektrodeoppervlak te verlaten en de bel te verminderen. effect. Wanneer de verticale elektrode als gaselektrode wordt gebruikt, is de vorm van de elektrode meestal gaas, wat niet alleen het werkoppervlak vergroot, maar ook het ontsnappen van bellen vergemakkelijkt.
Elektrolytische celmaterialen kunnen staal, cement, keramiek, enz. Zijn. Staal is alkalibestendig en wordt het meest gebruikt. Voor zeer corrosieve elektrolyten moet de binnenkant van de stalen tank worden bekleed met lood, kunsthars of rubber.
Momenteel ontwikkelen elektrolyzers zich in de richting van een grote capaciteit en een laag energieverbruik. De bipolaire elektrolyseur is geschikt voor grootschalige productie en wordt gebruikt door de waterelektrolyse- en chloor-alkali-industrie.
De meeste elektrolytische cellen voor de productie van waterstof door middel van waterelektrolyse gebruiken ijzer als kathodeoppervlak en nikkel als anodeoppervlak in een serie elektrolytische cellen (die eruit zien als een filterpers) om waterige oplossingen van bijtende kalium of natronloog te elektrolyseren. Zuurstof komt uit de anode en waterstof komt uit de kathode. Deze methode is duurder, maar het product heeft een hoge zuiverheid en kan direct waterstof produceren met een zuiverheid van meer dan 99,7%.