전해 세포는 2 부에 사용됩니다

전해질의 다른 분류에 따라

수용액 전해저

수용액의 형태전해 세포다이어프램 전해 세포와 비 디아프 그램 전해 세포의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 다이어프램 전해 세포는 균질 막 (석면 울), 이온 성 막 및 고체 전해질 막 (예 : β-al2O3)으로 나눌 수 있고; 비 디아프 그램 전해 세포는 수은 전해 세포 및 산화 전해 세포로 추가로 나뉩니다.

다른 전해질이 사용될 때, 전해 세포의 구조도 다릅니다.

수성 용액 전해질은 다이어프램과 비 디아 프레이트의 두 가지 범주로 나뉩니다. 다이어프램 전해 세포가 일반적으로 사용됩니다. 다이어프램이없는 전해질은 염소산염 생산 및 수은 방법에 의해 염소 및 가성 소다의 생산에 사용됩니다. 단위 부피당 전극 표면적을 최대화하면 전해 세포의 생산 강도가 향상 될 수 있습니다. 따라서, 현대 다이어프램 전해질의 전극은 대부분 수직이다. 전해질은 재료, 구조 및 설치와 같은 내부 구성 요소로 인해 성능과 특성이 다릅니다.

용융 소금 전해저

주로 낮은 융점 금속의 생산에 사용됩니다. 그것은 고온에서 실행하는 것이 특징이며, 물의 진입을 방지하고 음극에서 수소 이온의 감소를 방지해야합니다. 예를 들어, 나트륨 금속이 생성 될 때, 나트륨 이온의 환원 전위는 매우 음성이며 감소는 매우 어렵다. 수소 이온이없는 무수 용융 염 또는 수산화암은 음극에서 수소 진화를 피하기 위해 사용해야합니다. 이러한 이유로, 전기 분해 공정은 전해 용융 수산화 나트륨을 할 때 310 ℃와 같은 고온에서 수행 될 필요가 있고, 혼합 전해질로서 염화나트륨을 함유 할 때 전기 분해 온도는 약 650 ℃이다.

전해 전압 강하에 의해 소비되는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위해 전극 간격을 변화시킴으로써 전해 세포의 고온을 달성 할 수있다. 전해질 용융 수산화 나트륨이 탱크 몸체에 철 또는 니켈을 사용할 수 있습니다. 염화상을 함유하는 전해질 용융 전해질은 종종 소량의 물이 원료에 도입되어 습식 염소 가스를 생성하여 전해 탱크에 강한 부식 효과가 있습니다. 용융 염화 전해질을위한 전해질은 일반적으로 세라믹 또는 포스페이트 물질을 사용하며, 염소의 영향을받지 않는 부품에는 철분이 사용될 수 있습니다. 용융 소금 전기 분해 세포의 음극 및 양극 생성물은 또한 올바르게 분리되어야하며, 캐소드 생성물 금속 나트륨이 오랫동안 전해질 표면에 떠 다니는 것을 방지하기 위해 가능한 빨리 세포 밖으로 끌어 내려야합니다. 이는 공기 중의 양극 제품이나 산소와 더 상호 작용할 것입니다.

비-수성 전해 세포

비-퀴어스 용액 전해저에는 유기물 또는 전해질 유기 물질을 생산할 때 다양한 복잡한 화학 반응이 동반되기 때문에 적용은 제한적이며 산업화는 많지 않습니다. 일반적으로 사용되는 유기 전해질은 전도도가 낮고 반응 속도가 낮습니다. 따라서, 더 낮은 전류 밀도를 사용해야하고 전극 간격을 최소화해야합니다. 고정 된 층 또는 유동층을 사용한 전극 구조는 더 큰 전극 표면적을 가지며, 이는 세포 생산성을 증가시킨다.

전극 연결에 의한 분류

전극은 전극의 연결 방법에 따라 단극 및 바이폴라 전해저로 나눌 수 있습니다. 단극 전해 세포에서 동일한 극성의 전극은 DC 전원 공급 장치와 병렬로 연결되며, 전극의 양면의 극성은 동일합니다. 즉, 동시에 양극 또는 음극입니다. 바이폴라 전해 세포의 양쪽 끝에있는 전극은 각각 DC 전원 공급 장치의 양극 및 음극 전극과 연결되어 양극 또는 음극이되었다. 전류가 직렬로 전극을 통해 전해 세포를 통해 흐르는 경우, 중간의 각 전극의 한쪽은 양극이고 다른 쪽은 캐소드이므로 양극성이 있습니다. 총 전극 영역이 동일하면, 바이폴라 전해 셀의 전류가 더 작고, 전압이 높고, 필요한 DC 전원 공급 장치의 투자는 단극 유형의 투자보다 적습니다. 양극성 유형은 일반적으로 필터 프레스의 구조를 채택하며, 이는 상대적으로 작습니다. 그러나 누출 및 단락이 쉽고 슬롯 구조 및 운영 관리는 단극 유형보다 더 복잡합니다. 단극 전해 세포의 단면은 일반적으로 직사각형 또는 정사각형이며, 원통형 모양은 넓은 면적을 차지하고, 공간 활용률은 낮으며, 사용은 적습니다.

음극과 양극 사이의 거리는 셀 전압에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 전극으로간격이 증가하고 슬롯의 저압 전압 감소가 증가하고 슬롯 전압이 증가합니다. 특히 고전류로 작업 할 때이 전압 손실이 더 심각합니다. 현대 전해 세포는 확산 음극 및 변형 된 다이어프램의 사용과 같은 극 간격 전해 세포 구조를 만들기 위해 극 간격을 줄이기 위해 다양한 측정을 사용합니다.

전해 세포에서 전해질의 체류 시간은 장비의 생산 능력에 영향을 줄뿐만 아니라 일부 경우 전기 분해 공정의 현재 효율에 영향을 미칩니다. 차아 염소산 (HCLO) 및 2 차 염소산염 이온 (CLO3) 사이의 화학 반응 속도는 매우 느립니다. 전해 세포에 오랫동안 머무르면 전해 세포의 이용률을 감소시킬뿐만 아니라 차아 염산염 이온이 양극 표면에서 산화되거나 캐소드 표면에서 감소하여 전류 효율을 감소시킵니다. . 결과적으로, 현대적인 세포 설계는 부피를 줄이고 전해질이 전극을 따라 빠르게 흐르도록합니다. 추가 반응이 필요한 경우, 전기 분해 셀 외부에 별도의 화학 반응기를 설치할 수 있습니다.

전해 세포의 전극은 수직으로 소형으로 설치되며 전도성 플레이트는 연결하기 쉽고 기포 효과를 줄이는 것이 유리합니다. 가스 기포는 종종 가스 진화로 전극의 표면에 부착되기 때문에 전극의 작동 표면적이 감소 될 것이다. 또한, 전극 근처의 용액에는 기포가 채워져 용액의 저항, \"버블 효과 \"라는 현상이 증가합니다. 그러나, 수직 전극 표면 근처에서, 용액의 고조 폭기, 낮은 용액 밀도 및 빠른 상승 속도의 특성은 전해질의 자연 순환을 형성하는데 사용하여 기포가 전극 표면으로부터 멀어 질 수 있습니다. 거품 효과를 줄입니다. 수직 전극이 가스 전극으로 사용될 때, 전극의 모양은 대부분 메쉬이며, 이는 작동 표면적을 증가시킬뿐만 아니라 기포의 탈출을 용이하게한다.

전해질 재료는 강철, 시멘트, 세라믹 등 일 수 있습니다. 강철은 알칼리에 내성이며 가장 널리 사용됩니다. 고도로 부식성 전해질의 경우, 강철 탱크 내부에는 납, 합성 수지 또는 고무가 늘어서 있습니다.

현재 전해질은 대용량과 에너지 소비가 낮은 방향으로 발달하고 있습니다. 바이폴라 전해저는 대규모 생산에 적합하며 전해 된 물 및 클로르 알칼리 산업에 연속적으로 사용되었습니다.

물 전기 분해 수소 생산 전해질은 주로 음극 측로 철을 사용하고 니켈은 시리즈 전해질 (필터 프레스와 같은)의 양극 측면으로 사용하여 가성 칼륨 또는 가성 소다의 수성 용액을 전해합니다. 음극의 양극 및 수소로부터의 산소. 이 방법의 비용은 높지만 제품 순도는 높으며 순도가 99.7% 이상인 수소가 직접 생산 될 수 있습니다.