Estat de desenvolupament dels electrolitzadors

La distància entre el càtode i l'ànode és un dels factors importants que afecten la tensió de la cel·la. A mesura que augmenta l'espai entre pols, augmenta la caiguda de tensió òhmica al dipòsit i augmenta la tensió del dipòsit. Especialment quan es treballa amb un corrent elevat, aquesta pèrdua de tensió és més greu. Els electrolitzadors moderns adopten diverses mesures per reduir l'espai entre els pols, com ara l'ús d'ànodes difusos i separadors modificats per crear estructures de cel·les electrolítiques amb espai de pols zero. El temps de residència de l'electròlit a la cèl·lula electrolítica no només afecta la capacitat de producció de l'equip, sinó que també, en alguns casos, afecta l'eficiència actual del procés d'electròlisi. Per exemple, en la producció de clorat sòdic per electròlisi, el producte intermedi àcid hipoclorós (HClO) i àcid hipoclorós són La reacció química entre els ions clorat (ClO3) és molt lenta. Si es deixa a la cèl·lula electrolítica durant molt de temps, no només reduirà la taxa d'utilització de la cel·la electrolítica, sinó que també s'oxidarà els ions hipoclorit a la superfície de l'ànode o es reduirà a la superfície del càtode, reduint l'eficiència actual. . Per tant, els dissenys moderns d'electrolitzadors s'esforcen per reduir el volum i permetre que l'electròlit flueixi ràpidament al llarg dels elèctrodes. Si es requereixen més reaccions, es pot instal·lar un reactor químic independent fora de l'electrolitzador.
Els elèctrodes de la cel·la electrolítica s'instal·len verticalment per ser més compactes, les plaques conductores són fàcils de connectar i és útil reduir l'efecte bombolla. Com que sovint hi ha bombolles a la superfície de l'elèctrode on s'allibera el gas, reduirà la superfície de treball de l'elèctrode. A més, la solució a prop de l'elèctrode també s'omplirà de bombolles, augmentant la resistència de la solució. Aquest fenomen s'anomena "efecte bombolla". Tanmateix, a prop de la superfície de l'elèctrode vertical, les característiques d'alta aireació, baixa densitat de solució i velocitat d'augment ràpid de la solució es poden utilitzar per formar una circulació natural de l'electròlit, accelerar les bombolles per sortir de la superfície de l'elèctrode i reduir la bombolla. efecte. Quan l'elèctrode vertical s'utilitza com a elèctrode de gas, la forma de l'elèctrode és majoritàriament de malla, que no només augmenta la superfície de treball, sinó que també facilita l'escapament de les bombolles.
Els materials de les cèl·lules electrolítiques poden ser acer, ciment, ceràmica, etc. L'acer és resistent als àlcalis i és el més utilitzat. Per als electròlits altament corrosius, l'interior del dipòsit d'acer ha d'estar revestit amb plom, resina sintètica o cautxú.
En l'actualitat, els electrolitzadors s'estan desenvolupant en la direcció d'una gran capacitat i un baix consum d'energia. L'electrolitzador bipolar és adequat per a la producció a gran escala i ha estat utilitzat per les indústries d'electròlisi d'aigua i clor-àlcali.
La majoria de les cèl·lules electrolítices per a la producció d'hidrogen mitjançant electròlisi d'aigua utilitzen ferro com a superfície del càtode i níquel com a superfície de l'ànode en una cèl·lula electrolítica en sèrie (que sembla un filtre premsa) per electrolitzar solucions aquoses de potassi càustic o sosa càustica. L'oxigen surt de l'ànode i l'hidrogen surt del càtode. Aquest mètode és més car, però el producte té una puresa elevada i pot produir directament hidrogen amb una puresa superior al 99,7%.