Elektrolüsaatorite arengustaatus

Katoodi ja anoodi vaheline kaugus on üks olulisi elemente pinget mõjutavaid tegureid. Kui pooluste vahe suureneb, suureneb oomiline pingelang paagis ja paagi pinge suureneb. Eriti suure vooluga töötamisel on see pingekadu tõsisem. Kaasaegsed elektrolüsaatorid kasutavad pooluste vahe vähendamiseks mitmesuguseid meetmeid, näiteks hajutatud anoodide ja modifitseeritud separaatorite kasutamine nullpooluste vahega elektrolüütiliste rakkude struktuuride loomiseks. Elektrolüüdi viibimisaeg elektrolüüsielemendis ei mõjuta mitte ainult seadmete tootmisvõimsust, vaid mõnel juhul mõjutab ka elektrolüüsiprotsessi voolutõhusust. Näiteks naatriumkloraadi tootmisel elektrolüüsi teel on vaheprodukt hüpokloorhape (HClO) ja hüpokloorhape Kloraadioonide (ClO3) keemiline reaktsioon on väga aeglane. Kui see jäetakse elektrolüütilisse elementi pikemaks ajaks, ei vähenda see mitte ainult elektrolüütielemendi kasutusmäära, vaid ka hüpokloritioonid oksüdeeruvad anoodi pinnal või vähenevad katoodi pinnal, vähendades voolu efektiivsust. . Seetõttu püüavad tänapäevased elektrolüüsi konstruktsioonid vähendada mahtu ja võimaldada elektrolüüdil kiiresti mööda elektroode voolata. Kui on vaja täiendavaid reaktsioone, võib väljaspool elektrolüsaatorit paigaldada sõltumatu keemilise reaktori.
Elektrolüütielemendi elektroodid on paigaldatud vertikaalselt, et need oleksid kompaktsemad, juhtivaid plaate on lihtne ühendada ja see aitab vähendada mulliefekti. Kuna elektroodi pinnal, kus gaas eraldub, on sageli mullid, vähendab see elektroodi tööpinda. Lisaks täidetakse elektroodi lähedal olev lahus ka mullidega, mis suurendab lahuse takistust. Seda nähtust nimetatakse "mulliefektiks". Vertikaalse elektroodi pinna lähedal saab aga kasutada elektrolüüdi loomuliku tsirkulatsiooni loomiseks, mullide kiirendamiseks elektroodi pinnalt lahkumiseks ja mullide vähendamiseks kasutada kõrge aeratsiooni, madala lahuse tiheduse ja lahuses kiire tõusukiiruse omadusi. mõju. Kui vertikaalset elektroodi kasutatakse gaasielektroodina, on elektroodi kuju enamasti võrk, mis mitte ainult ei suurenda tööpinna pinda, vaid hõlbustab ka mullide väljapääsu.
Elektrolüütiliste elementide materjalid võivad olla teras, tsement, keraamika jne. Teras on leelisekindel ja seda kasutatakse kõige laialdasemalt. Tugevalt söövitavate elektrolüütide puhul peaks teraspaagi sisemus olema vooderdatud plii, sünteetilise vaigu või kummiga.
Praegu arenevad elektrolüsaatorid suure võimsuse ja madala energiatarbimise suunas. Bipolaarne elektrolüsaator sobib suuremahuliseks tootmiseks ning seda on kasutatud vee elektrolüüsi ja kloorleeliste tööstuses.
Enamik elektrolüütilisi elemente vesiniku tootmiseks vee elektrolüüsi teel kasutavad kaustilise kaaliumi või naatriumhüdroksiidi vesilahuste elektrolüüsimiseks katoodipinnana rauda ja anoodipinnana niklit järjestikuses elektrolüütilises elemendis (näeb välja nagu filterpress). Hapnik väljub anoodist ja vesinik katoodist. See meetod on kallim, kuid toode on kõrge puhtusastmega ja võib otseselt toota vesinikku, mille puhtus on üle 99,7%.