Estado de desarrollo de los electrolizadores.

La distancia entre el cátodo y el ánodo es uno de los factores importantes que afectan el voltaje de la celda. A medida que aumenta la separación entre polos, aumenta la caída de voltaje óhmico en el tanque y aumenta el voltaje del tanque. Especialmente cuando se trabaja con alta corriente, esta pérdida de voltaje es más grave. Los electrolizadores modernos adoptan varias medidas para reducir el espacio entre polos, como el uso de ánodos difusos y separadores modificados para crear estructuras de celdas electrolíticas con espacio entre polos cero. El tiempo de residencia del electrolito en la celda electrolítica no sólo afecta la capacidad de producción del equipo, sino que también, en algunos casos, afecta la eficiencia actual del proceso de electrólisis. Por ejemplo, en la producción de clorato de sodio por electrólisis, el producto intermedio ácido hipocloroso (HClO) y ácido hipocloroso son La reacción química entre los iones clorato (ClO3) es muy lenta. Si se deja en la celda electrolítica durante mucho tiempo, no solo reducirá la tasa de utilización de la celda electrolítica, sino que también los iones de hipoclorito se oxidarán en la superficie del ánodo o se reducirán en la superficie del cátodo, reduciendo la eficiencia de la corriente. . Por lo tanto, los diseños modernos de electrolizadores se esfuerzan por reducir el volumen y permitir que el electrolito fluya rápidamente a lo largo de los electrodos. Si se requieren más reacciones, se puede instalar un reactor químico independiente fuera del electrolizador.
Los electrodos de la celda electrolítica se instalan verticalmente para que sean más compactos, las placas conductoras son fáciles de conectar y resulta útil para reducir el efecto de burbuja. Debido a que a menudo hay burbujas en la superficie del electrodo donde se libera el gas, se reducirá la superficie de trabajo del electrodo. Además, la solución cerca del electrodo también se llenará de burbujas, lo que aumentará la resistencia de la solución. Este fenómeno se llama "efecto burbuja". Sin embargo, cerca de la superficie vertical del electrodo, las características de alta aireación, baja densidad de la solución y rápida velocidad de aumento en la solución se pueden usar para formar una circulación natural del electrolito, acelerar las burbujas para que abandonen la superficie del electrodo y reducir la burbuja. efecto. Cuando el electrodo vertical se utiliza como electrodo de gas, la forma del electrodo es principalmente de malla, lo que no sólo aumenta la superficie de trabajo, sino que también facilita el escape de las burbujas.
Los materiales de las celdas electrolíticas pueden ser acero, cemento, cerámica, etc. El acero es resistente a los álcalis y es el más utilizado. Para electrolitos altamente corrosivos, el interior del tanque de acero debe estar revestido con plomo, resina sintética o caucho.
En la actualidad, los electrolizadores se están desarrollando hacia una gran capacidad y un bajo consumo de energía. El electrolizador bipolar es adecuado para la producción a gran escala y ha sido utilizado por las industrias de electrólisis de agua y cloro-álcali.
La mayoría de las celdas electrolíticas para la producción de hidrógeno mediante electrólisis del agua utilizan hierro como superficie catódica y níquel como superficie anódica en una celda electrolítica en serie (que parece un filtro prensa) para electrolizar soluciones acuosas de potasio cáustico o soda cáustica. Del ánodo sale oxígeno y del cátodo sale hidrógeno. Este método es más caro, pero el producto tiene una alta pureza y puede producir directamente hidrógeno con una pureza superior al 99,7%.