1. Elettrodu
Anodu
L-anodu u l-katodu għandhom funzjonijiet differenti u għandhom rekwiżiti materjali differenti.
Maqsuma f'żewġ kategoriji: solubbli u li ma jinħallux. F'ċelloli elettrolitiċi għar-raffinar tar-ram, il-materjal ta 'l-anodu huwa ram tal-folja li jinħall biex jiġi rfinut. Jinħall fis-soluzzjoni waqt l-elettroliżi biex iforni r-ram li joħroġ mis-soluzzjoni fil-katodu. F'ċelloli elettrolitiċi użati biex elettroliżżaw soluzzjonijiet milwiema (bħal soluzzjonijiet ta 'ilma mielaħ), l-anodi ma jinħallux u bażikament ma jinbidlux matul il-proċess ta' l-elettroliżi, iżda ħafna drabi għandhom effett katalitiku fuq ir-reazzjonijiet ta 'l-anodi mwettqa fuq il-wiċċ ta' l-elettrodu. Fl-industrija kimika, l-aktar anodi li ma jinħallux jintużaw.
Minbarra li jissodisfaw ir-rekwiżiti bażiċi ta 'materjali ta' elettrodu ġenerali (bħal konduttività, saħħa ta 'attività katalitika, ipproċessar, sors, prezz), materjali ta' l-anodi għandhom ukoll ikunu insolubbli u mhux passivati f'polarizzazzjoni anodika qawwija u anoliti b'temperatura ogħla. , bi stabbiltà għolja. Il-grafita ilha żmien twil l-aktar materjal ta 'anodu użat. Madankollu, il-grafita hija poruża, għandha saħħa mekkanika fqira, u faċilment tiġi ossidizzata f'dijossidu tal-karbonju. Huwa kontinwament imsadda u mqaxxar matul il-proċess ta 'elettroliżi, u jikkawża li d-distanza ta' l-elettrodu tiżdied gradwalment u l-vultaġġ taċ-ċellula jiżdied. Meta użat għall-elettroliżi ta 'soluzzjoni ta' ilma mielaħ, il-potenzjal żejjed ta 'evoluzzjoni tal-kloru fuq l-elettrodu tal-grafita huwa wkoll għoli.
L-elettrodu tal-ossidu tal-metall iffurmat bil-kisi tal-ossidu tar-rutenju u l-ossidu tat-titanju fuq bażi tat-titanju propost minn H. Beer fis-sittinijiet kien innovazzjoni kbira fil-materjali tal-anodi. Id-dijossidu tar-rutenju għandu attività katalitika tajba għal ċerti reazzjonijiet tal-anodi bħall-evoluzzjoni tal-kloru u l-evoluzzjoni tal-ossiġnu, u jista 'jaħdem f'densità għolja ta' kurrent b'vultaġġ taċ-ċelluli relattivament baxx. L-iktar karatteristika pendenti hija li għandha stabbiltà kimika tajba u l-ħajja tax-xogħol tagħha hija ħafna itwal minn dik tal-anodi tal-grafita. Pereżempju, fl-elettrolizzaturi tad-dijaframma użati fil-produzzjoni tal-klor-alkali, il-ħajja tagħhom tista 'tilħaq aktar minn 10 snin. Minħabba li mhuwiex faċli li jissaddad u huwa dimensjonali stabbli, huwa msejjaħ anodu dimensjonali stabbli. Sabiex tadatta għal rekwiżiti u użi differenti, komponenti oħra jistgħu jiġu miżjuda mal-kisi. Pereżempju, iż-żieda tal-landa u l-iridju tista 'żżid il-potenzjal żejjed tal-ossiġnu u ttejjeb is-selettività tal-anodu. Iż-żieda tal-platinu tista 'ttejjeb l-istabbiltà tal-elettrodu. Fil-preżent, anodi tal-metall miksija bil-metall prezzjuż ġew promossi b'mod wiesa 'fl-industrija kimika.
Fl-elettrolizzaturi tal-melħ imdewweb, minħabba li t-temperatura tal-elettroliżi hija ħafna ogħla minn dik fl-elettrolizzaturi ta 'soluzzjoni akwea, ir-rekwiżiti għall-materjali tal-anodi huma aktar stretti. Għall-elettroliżi tal-idrossidu tas-sodju imdewweb, ġeneralment jintużaw l-azzar, in-nikil u l-ligi tagħhom. Għall-elettroliżi tal-klorur imdewweb, tista 'tintuża biss grafita.
Katodu
Meta jintuża metall jew liga bħala l-katodu, peress li jaħdem b'potenzjal relattivament negattiv, ħafna drabi jista 'jkollu rwol fil-protezzjoni katodika u huwa inqas korrużiv, għalhekk il-materjal tal-katodu huwa aktar faċli biex jintgħażel. F'ċellula elettrolitika milwiema, il-katodu ġeneralment jipproduċi reazzjoni ta 'evoluzzjoni ta' idroġenu u għandu potenzjal eċċessiv għoli. Għalhekk, id-direzzjoni ewlenija tat-titjib tal-materjali tal-katodu hija li tnaqqas il-potenzjal żejjed tal-evoluzzjoni tal-idroġenu. Ħlief meta jintuża l-aċidu sulfuriku bħala l-elettrolit, iċ-ċomb jew il-grafita għandhom jintużaw bħala l-katodu, l-azzar b'karbonju baxx huwa materjal tal-katodu użat komunement. Sabiex jitnaqqas il-konsum tal-enerġija, bħalissa jintużaw diversi metodi biex jippreparaw katodi b'erja tal-wiċċ speċifika għolja u attività katalitika, bħal katodi porużi miksijin bin-nikil.
Sabiex titjieb il-kwalità tal-prodott, jistgħu jintużaw ukoll materjali speċjali tal-katodu. Per eżempju, fil-katodu tal-merkurju użat biex elettrolizza soluzzjoni ta 'ilma mielaħ biex jipproduċi soda kawstika bl-użu tal-metodu tal-merkurju, il-potenzjal għoli għoli ta' evoluzzjoni ta 'l-idroġenu mill-merkurju jintuża biex jarmi joni tas-sodju biex jiġġenera amalgama tas-sodju, li mbagħad jintuża fi speċjali Fil- tagħmir, amalgama tas-sodju hija dekomposta bl-ilma biex tipprepara soluzzjoni alkali ta 'purità għolja u ta' konċentrazzjoni għolja. Barra minn hekk, sabiex tiġi ffrankata l-enerġija elettrika, katodu li jikkonsma l-ossiġnu jista 'jintuża wkoll biex inaqqas l-ossiġnu fil-katodu biex jissostitwixxi r-reazzjoni tal-evoluzzjoni tal-idroġenu. Skont kalkoli teoretiċi, il-vultaġġ taċ-ċellula jista 'jitnaqqas b'1.23V.
2. Dijaframma
Sabiex jiġi evitat it-taħlit ta 'prodotti tal-katodu u anodu u jiġu evitati reazzjonijiet ta' ħsara possibbli, fiċ-ċelloli elettrolitiċi, id-dijaframmi huma bażikament użati biex jisseparaw il-kmamar tal-katodu u tal-anodu. Id-dijaframma jeħtieġ li jkollha ċerta porożità biex tħalli l-joni jgħaddu mingħajr ma tħalli molekuli jew bżieżaq jgħaddu. Meta l-kurrent jgħaddi mid-dijaframma, il-waqgħa tal-vultaġġ ohmiku tad-dijaframma għandha tkun baxxa. Dawn ir-rekwiżiti tal-prestazzjoni jibqgħu bażikament mhux mibdula waqt l-użu, u jeħtieġu stabbiltà kimika tajba u saħħa mekkanika taħt l-azzjoni tal-elettroliti fil-kmamar tal-katodu u tal-anodu. Meta elettrolizza l-ilma, l-elettroliti fil-katodu u kmamar anodu huma l-istess. Id-dijaframma taċ-ċellula elettrolitika teħtieġ biss li tissepara l-kmamar tal-katodu u tal-anodu biex tiżgura l-purità tal-idroġenu u l-ossiġnu u tevita splużjonijiet ikkawżati bit-taħlit tal-idroġenu u l-ossiġnu. Sitwazzjoni aktar komuni u kkumplikata hija li l-kompożizzjonijiet tal-elettroliti fil-kmamar tal-katodu u tal-anodi taċ-ċellula elettrolitika huma differenti. F'dan iż-żmien, id-dijaframma teħtieġ ukoll li tipprevjeni d-diffużjoni reċiproka u l-interazzjoni ta 'prodotti elettrolitiċi fl-elettroliti tal-kmamar tal-katodu u l-anodu. Pereżempju, id-dijaframma fiċ-ċellula elettrolitika tad-dijaframma fil-produzzjoni tal-klor-alkali tista 'żżid ir-reżistenza tal-joni tal-idrossidu mill-kamra tal-katodu sal-kamra tal-anodu.
Id-dijaframmi huma magħmula minn materjali inerti, bħad-dijaframmi tal-asbestos użati għal żmien twil fl-industrija tal-klor-alkali. Madankollu, il-prestazzjoni tas-separaturi tal-asbestos hija instabbli. Meta s-salmura jkun fiha impuritajiet tal-kalċju u tal-manjeżju, il-preċipitazzjoni tal-idrossidu tiġi ġġenerata faċilment fis-separatur, u tnaqqas il-permeabilità. F'temperaturi relattivament għoljin u taħt l-azzjoni ta 'elettrolit, jistgħu jseħħu nefħa u tillaxka. Tluq. Għal dan il-għan, ir-reżina tista 'tiġi miżjuda mal-asbestos bħala materjal ta' rinfurzar, jew tista 'ssir membrana mikroporuża bir-reżina bħala l-korp prinċipali, li tista' ttejjeb ħafna l-istabbiltà u s-saħħa mekkanika. Il-membrana tal-iskambju tal-katjoni żviluppata fil-produzzjoni tal-klor-alkali f'dawn l-aħħar snin hija tip ġdid ta 'materjal tal-membrana. Għandu selettività għall-permeazzjoni tal-jone, li bażikament tista 'tipprevjeni li l-joni tal-klorur jidħlu fil-kamra tal-katodu, sabiex tkun tista' tiġi prodotta soluzzjoni alkali b'kontenut estremament baxx ta 'klorur tas-sodju.