Электролитические ячейки с водным раствором
Электролитические ячейки с водным раствором можно разделить на два типа: диафрагменные ячейки и не-диафрагменные ячейки. Ячейки диафрагмы можно разделить на изотропные мембраны (асбестовая вата), ионные мембраны и мембраны с твердым электролитом (например, -Al2O3); не-элементы с диафрагмой можно разделить на ртутные элементы и окислительные элементы.
Структура ячейки варьируется в зависимости от используемого электролита.
Электролитические ячейки с водным раствором делятся на два типа: мембранные ячейки и не-диафрагменные ячейки. Обычно используются мембранные ячейки. Не-диафрагменные элементы используются в производстве хлората и в ртутном процессе производства хлора и каустической соды. Увеличение площади поверхности электрода на единицу объема может повысить эффективность производства ячейки. Поэтому электроды в современных диафрагменных электролизерах преимущественно расположены вертикально. Электролитические ячейки имеют различные характеристики и характеристики в зависимости от материала, конструкции и установки их внутренних компонентов.
Электролизеры расплавленной соли
В основном они используются для производства металлов с низкой-точкой плавления-. Они работают при высоких температурах и сводят к минимуму проникновение влаги, предотвращая восстановление ионов водорода на катоде. Например, при производстве металлического натрия катодный потенциал восстановления ионов натрия очень отрицателен, что затрудняет восстановление. Поэтому для предотвращения осаждения водорода на катоде необходимо использовать безводные расплавленные соли или расплавленные гидроксиды, не содержащие ионов водорода. Следовательно, процесс электролиза необходимо проводить при высоких температурах, например 310 градусов для электролиза расплавленного гидроксида натрия. Для смешанных электролитов, содержащих хлорид натрия, температура электролиза составляет около 650 градусов.
Более высоких температур электролизера можно достичь за счет изменения расстояния между электродами, преобразуя электрическую энергию, потребляемую омическим падением напряжения, в тепло. При электролизе расплавленного гидроксида натрия ячейка может быть изготовлена из железа или никеля. При электролизе расплавленных электролитов, содержащих хлориды, неизбежное введение небольших количеств воды из сырья может привести к образованию влажного газообразного хлора на аноде, который оказывает сильное коррозионное воздействие на элемент. Поэтому ячейки для электролиза расплавленных хлоридов обычно изготавливают из керамических или фосфатных материалов, а зоны, защищенные от газообразного хлора, могут быть изготовлены из железа. Катодные и анодные продукты в электролизерах с расплавленными солями также должны быть надлежащим образом разделены и удалены из электролизера как можно быстрее, чтобы предотвратить плавание катодного продукта, металлического натрия, на поверхности электролита в течение длительного периода времени, где он может вступить в реакцию с анодным продуктом или кислородом воздуха.
Не-водные электролизеры
Потому что сложные химические реакции, часто происходящие при производстве органических продуктов или электролизе органических веществ в неводных электролизерах, ограничивают их применение и редко используются в промышленности. Обычно используемые органические электролиты имеют низкую проводимость и низкую скорость реакции. Поэтому необходимы меньшая плотность тока и минимальное межэлектродное расстояние. Электроды с фиксированным-слоем или псевдоожиженным-слоем обеспечивают большую площадь поверхности электрода, что увеличивает производительность электролизера.
