パート2に使用される電解細胞は何ですか

電解質の異なる分類によると

水溶液電解器

水溶液の形式電解細胞ダイアフラム電解細胞と非ダイアフラム電解細胞の2つのカテゴリに分けることができます。ダイアフラム電解細胞は、均質膜（アスベストウール）、イオン膜、固体電解質膜（β-AL2O3など）に分割できます。非隣生電解細胞は、さらに水銀電解細胞と酸化電解細胞に分割されます。

異なる電解質を使用すると、電解セルの構造も異なります。

水溶液電解器は、ダイアフラムと非ダイアフラグの2つのカテゴリに分割されます。一般的にダイアフラム電解細胞が使用されます。ダイアフラムレス電解器は、塩素酸塩の産生および水銀法による塩素および苛性ソーダの産生に使用されます。単位体積あたりの電極表面積を最大化すると、電解セルの生産強度が向上します。したがって、最新のダイアフラム電解器の電極はほとんど垂直です。電解器は、材料、構造、設置などのさまざまな内部コンポーネントのために、異なるパフォーマンスと特性を示します。

溶融塩電解器

主に低融点金属の生産に使用されます。高温で走ることを特徴としており、水の侵入を防ぎ、カソード上の水素イオンの還元を防ぐ必要があります。たとえば、ナトリウム金属が生成されると、ナトリウムイオンの還元電位は非常に陰性であり、減少は非常に困難です。カソードでの水素の進化を避けるために、水素イオンのない無水溶融塩または溶融水酸化物を使用する必要があります。このため、電解プロセスは、溶融水酸化ナトリウムを電解するときに310°Cなどの高温で実行する必要があり、混合電解質として塩化ナトリウムを含む場合、電解温度は約650°Cです。

電極間隔を変更して、オーム電圧によって消費される電気エネルギーを熱エネルギーに変換することにより、電解セルの高温を達成できます。溶融した水酸化ナトリウムを電解する場合、タンクボディに鉄またはニッケルを使用できます。塩化物を含む溶融電解質を電解すると、電解タンクに強い腐食効果がある原料への少量の水の避けられない導入により、アノードが湿った塩素ガスを生成することがよくあります。塩化溶融溶融溶解剤の電解因子は一般にセラミックまたはリン酸材料を使用し、鉄は塩素の影響を受けない部分に使用できます。溶融塩電解細胞のカソードおよびアノード製品も適切に分離する必要があり、カソード製品の金属ナトリウムが電解質の表面に長い間浮遊するのを防ぐために、できるだけ早く細胞から引き出す必要があります。さらに、空気中のアノード製品または酸素と相互作用します。

非水性電解細胞

非水溶液電解器には、有機製品を生産したり、有機物質を電解するときにさまざまな複雑な化学反応を伴うことが多いため、その用途は限られており、その工業化はそれほど多くありません。一般的に使用される有機電解質は、導電率が低く、反応速度が低くなります。したがって、電流密度を低く使用する必要があり、電極間隔を最小限に抑える必要があります。固定または流動床を使用した電極構造は、電極表面積が大きく、細胞生産性が向上します。

電極接続による分類

電解因子は、電極の接続法に従って、ユニポーラと双極電解器に分割できます。ユニポーラ電解セルの同じ極性の電極は、DC電源と並行して接続されており、電極の両側の極性は同じです。つまり、同時にアノードまたはカソードの両方です。双極電解セルの両端の電極は、それぞれDC電源の正と負の電極に接続され、アノードまたはカソードになります。電流が電極を通って電極を通って直列に流れると、中央の各電極の片側がアノードであり、反対側はカソードであるため、双極性があります。総電極面積が同じ場合、双極電解セルの電流は小さく、電圧が高く、必要なDC電源の投資はユニポーラタイプの投資よりも少ない。双極タイプは一般に、比較的コンパクトなフィルタープレスの構造を採用しています。ただし、漏れや短絡は簡単で、スロット構造と操作管理はユニポーラタイプよりも複雑です。ユニポーラ電解セルの断面は一般に長方形または正方形であり、円筒形の形状は広い領域を占め、空間使用率は低く、使用は少なくなります。

カソードとアノードの間の距離は、細胞電圧に影響する重要な要因の1つです。電極として間隔が増加し、スロットのオーム電圧降下が増加し、スロット電圧が増加します。特に高電流で作業する場合、この電圧損失はより深刻です。現代の電解細胞は、拡散アノードの使用や変形したダイアフラムなど、極の間隔を修正するなど、極の間隔を減らすためにさまざまな測定を使用して、電極間隔の電解細胞構造がゼロになります。

電解細胞内の電解質の滞留時間は、機器の生産能力に影響するだけでなく、場合によっては電気分解ナトリウムの生産など、電気分解プロセスの現在の効率にも影響します。塩素酸イオン（CLO3）間の化学反応速度は非常に遅い二次性酸（HCLO）と二次的な化学反応速度です。電解細胞に長時間留まる場合、電解細胞の使用率を減らすだけでなく、亜塩素酸塩イオンもアノード表面に酸化するか、カソード表面を減らして電流効率を低下させます。 。その結果、最新の細胞設計により、体積を減らし、電解質が電極に沿って急速に流れるようにします。さらなる反応が必要な場合は、個別の化学反応器を電気分解セルの外に設置できます。

電解セル内の電極は垂直にコンパクトに設置されており、導電性プレートは簡単に接続でき、バブル効果を減らすことが有益です。ガスバブルはしばしばガスの進化を伴う電極の表面に取り付けられているため、電極の作業表面積が減少します。さらに、電極近くの溶液も泡で満たされ、溶液の抵抗が増加します。これは、「バブル効果\」と呼ばれる現象です。ただし、垂直電極表面の近くでは、溶液中の高い通気、低溶液密度、速い上昇速度の特性を使用して電解質の自然循環を形成し、電極表面から泡が加速できるようにすることができます。バブル効果を減らします。垂直電極がガス電極として使用される場合、電極の形状はほとんどメッシュであり、作業表面積を増加させるだけでなく、気泡の脱出を促進します。

電解材料は、鋼、セメント、セラミックなどです。鋼はアルカリ耐性であり、最も広く使用されています。腐食性の高い電解質の場合、鋼タンクの内側には鉛、合成樹脂、またはゴムが並んでいます。

現在、エレクトロライザーは大容量と低エネルギー消費の方向に発展しています。双極電解器は大規模な生産に適しており、電解水と緑色のアルカリ産業に連続して使用されています。

水電気分解水素生産電解器は、主に鉄をカソード側として使用し、ニッケルをシリーズ電解機のアノード側（フィルタープレスなど）として使用して、苛性カリまたは苛性ソーダの水溶液を電化します。アノードからの酸素とカソードからの水素。この方法のコストは高くなりますが、製品の純度は高く、純度が99.7％を超える水素は直接生産できます。