מצב פיתוח של אלקטרוליזרים

המרחק בין הקתודה לאנודה הוא אחד הגורמים החשובים המשפיעים על מתח התא. ככל שמרווח הקטבים גדל, ירידת המתח האוהמית במיכל גדלה ומתח המיכל עולה. במיוחד כאשר עובדים עם זרם גבוה, אובדן מתח זה חמור יותר. אלקטרוליזרים מודרניים נוקטים באמצעים שונים להפחתת מרווח הקטבים, כגון שימוש באנודות מפוזרות ומפרידים מותאמים ליצירת מבנים אלקטרוליטיים של תאים מרווחים בין קוטבים. זמן השהות של האלקטרוליט בתא האלקטרוליטי משפיע לא רק על כושר הייצור של הציוד, אלא גם, במקרים מסוימים, משפיע על היעילות הנוכחית של תהליך האלקטרוליזה. לדוגמה, בייצור נתרן כלורט על ידי אלקטרוליזה, תוצר הביניים חומצה תת-כלורית (HClO) וחומצה תת-כלורית הם התגובה הכימית בין יוני כלוראט (ClO3) איטית מאוד. אם יישאר בתא האלקטרוליטי במשך זמן רב, זה לא רק יפחית את קצב הניצול של התא האלקטרוליטי, אלא גם יוני ההיפוכלוריט יתחמצנו על פני האנודה או יצטמצמו על פני הקתודה, ויפחיתו את יעילות הזרם. . לכן, עיצובי אלקטרוליזרים מודרניים שואפים להפחית את הנפח ולאפשר לאלקטרוליט לזרום במהירות לאורך האלקטרודות. אם נדרשות תגובות נוספות, ניתן להתקין כור כימי עצמאי מחוץ לאלקטרוליזר.
האלקטרודות בתא האלקטרוליטי מותקנות בצורה אנכית כדי להיות קומפקטית יותר, קל לחבר את הלוחות המוליכים, ומועיל להפחית את אפקט הבועות. מכיוון שלעתים קרובות יש בועות על פני האלקטרודה שבהן משתחרר גז, זה יפחית את שטח העבודה של האלקטרודה. בנוסף, התמיסה ליד האלקטרודה תתמלא גם בבועות, מה שמגביר את התנגדות התמיסה. תופעה זו נקראת "אפקט הבועה". עם זאת, בסמוך למשטח האלקטרודה האנכי, ניתן להשתמש במאפיינים של אוורור גבוה, צפיפות תמיסה נמוכה ומהירות עלייה מהירה בתמיסה כדי ליצור זרימה טבעית של האלקטרוליט, להאיץ את הבועות לעזוב את פני האלקטרודה ולהפחית את הבועה. השפעה. כאשר האלקטרודה האנכית משמשת כאלקטרודת גז, צורת האלקטרודה היא בעיקר רשת, מה שלא רק מגדיל את שטח העבודה, אלא גם מקל על בריחת בועות.
חומרי תאים אלקטרוליטיים יכולים להיות פלדה, מלט, קרמיקה וכו'. פלדה עמידה בפני אלקלי והיא הנפוצה ביותר בשימוש. עבור אלקטרוליטים מאכלים מאוד, יש לרפד את פנים מיכל הפלדה בעופרת, שרף סינטטי או גומי.
כיום, אלקטרוליזרים מתפתחים לכיוון של קיבולת גדולה וצריכת אנרגיה נמוכה. האלקטרוליזר הדו קוטבי מתאים לייצור בקנה מידה גדול והוא שימש את תעשיות אלקטרוליזת מים וכלור אלקלי.
רוב התאים האלקטרוליטיים לייצור מימן באמצעות אלקטרוליזה של מים משתמשים בברזל כמשטח הקתודה וניקל כמשטח האנודה בתא אלקטרוליטי סדרתי (נראה כמו מכבש מסנן) כדי לאלקטרוליזה תמיסות מימיות של אשלגן קאוסטי או סודה קאוסטית. חמצן יוצא מהאנודה ומימן יוצא מהקתודה. שיטה זו יקרה יותר, אך למוצר יש טוהר גבוה ויכול לייצר ישירות מימן בטוהר של יותר מ-99.7%.