Elektrolizatorių vystymosi būklė

Atstumas tarp katodo ir anodo yra vienas iš svarbių veiksnių, turinčių įtakos elemento įtampai. Didėjant atstumui tarp polių, didėja ominės įtampos kritimas bake, o bako įtampa didėja. Ypač dirbant su didele srove šis įtampos praradimas yra rimtesnis. Šiuolaikiniai elektrolizatoriai imasi įvairių priemonių, kad sumažintų atstumą tarp polių, pavyzdžiui, naudojant išsklaidytus anodus ir modifikuotus separatorius, kad būtų sukurtos nulinio polių atstumo elektrolitinių elementų struktūros. Elektrolito buvimo elektrolizės elemente laikas turi įtakos ne tik įrangos gamybos pajėgumui, bet ir kai kuriais atvejais turi įtakos elektrolizės proceso srovės efektyvumui. Pavyzdžiui, gaminant natrio chloratą elektrolizės būdu, tarpinis produktas hipochloro rūgštis (HClO) ir hipochloro rūgštis yra Cheminė reakcija tarp chlorato jonų (ClO3) vyksta labai lėtai. Jei ilgą laiką bus paliktas elektrolizės elemente, jis ne tik sumažins elektrolizės elemento panaudojimo greitį, bet ir hipochlorito jonai bus oksiduojami ant anodo paviršiaus arba sumažinami ant katodo paviršiaus, todėl sumažėja srovės efektyvumas. . Todėl šiuolaikinės elektrolizatoriaus konstrukcijos siekia sumažinti tūrį ir leisti elektrolitui greitai tekėti išilgai elektrodų. Jei reikia tolesnių reakcijų, už elektrolizatoriaus gali būti įrengtas nepriklausomas cheminis reaktorius.
Elektrodai elektrolizės elemente montuojami vertikaliai, kad būtų kompaktiškesni, laidžias plokštes lengva sujungti, o tai padeda sumažinti burbulo efektą. Kadangi ant elektrodo paviršiaus, kur išsiskiria dujos, dažnai yra burbuliukų, tai sumažins elektrodo darbinio paviršiaus plotą. Be to, tirpalas šalia elektrodo taip pat bus užpildytas burbuliukais, padidindami tirpalo atsparumą. Šis reiškinys vadinamas „burbulo efektu“. Tačiau šalia vertikalaus elektrodo paviršiaus didelės aeracijos, mažo tirpalo tankio ir greito tirpalo augimo greičio charakteristikos gali būti naudojamos natūraliai elektrolito cirkuliacijai formuoti, paspartinti burbuliukus, kad jie paliktų elektrodo paviršių, ir sumažinti burbulą. poveikis. Kai vertikalus elektrodas naudojamas kaip dujų elektrodas, elektrodo forma dažniausiai būna tinklinė, o tai ne tik padidina darbinio paviršiaus plotą, bet ir palengvina burbuliukų išsiskyrimą.
Elektrolitinių elementų medžiagos gali būti plienas, cementas, keramika ir kt. Plienas yra atsparus šarmams ir yra plačiausiai naudojamas. Labai ėsdinantiems elektrolitams plieno bako vidus turi būti išklotas švinu, sintetine derva arba guma.
Šiuo metu elektrolizatoriai vystosi didelės talpos ir mažo energijos suvartojimo kryptimi. Dvipolis elektrolizatorius yra tinkamas didelio masto gamybai ir buvo naudojamas vandens elektrolizės ir chloro šarmų pramonėje.
Dauguma elektrolitinių elementų vandenilio gamybai vandens elektrolizės būdu naudoja geležį kaip katodo paviršių, o nikelį kaip anodo paviršių serijinėje elektrolizės elemente (atrodo kaip filtro presas), kad elektrolizuotų vandeninius kaustinės kalio arba kaustinės sodos tirpalus. Iš anodo išeina deguonis, o iš katodo – vandenilis. Šis metodas yra brangesnis, tačiau produktas yra labai grynas ir gali tiesiogiai gaminti vandenilį, kurio grynumas didesnis nei 99,7%.