Udviklingsstatus for elektrolysatorer

Afstanden mellem katoden og anoden er en af ​​de vigtige faktorer, der påvirker cellespændingen. Efterhånden som polafstanden øges, stiger det ohmske spændingsfald i tanken, og tankspændingen stiger. Især når man arbejder med høj strøm, er dette spændingstab mere alvorligt. Moderne elektrolysatorer anvender forskellige foranstaltninger til at reducere polafstanden, såsom brug af diffuse anoder og modificerede separatorer for at skabe elektrolytiske cellestrukturer med nul polafstand. Elektrolyttens opholdstid i elektrolysecellen påvirker ikke kun udstyrets produktionskapacitet, men påvirker også i nogle tilfælde elektrolyseprocessens strømeffektivitet. For eksempel ved fremstilling af natriumchlorat ved elektrolyse er mellemproduktet hypoklorsyre (HClO) og hypochlorsyrling Den kemiske reaktion mellem chlorationer (ClO3) er meget langsom. Hvis det efterlades i elektrolysecellen i lang tid, vil det ikke kun reducere udnyttelsesgraden af ​​elektrolysecellen, men også hypokloritionerne vil blive oxideret på anodeoverfladen eller reduceret på katodeoverfladen, hvilket reducerer strømeffektiviteten. . Derfor stræber moderne elektrolysatordesign efter at reducere volumen og tillade elektrolytten at flyde hurtigt langs elektroderne. Hvis yderligere reaktioner er påkrævet, kan en uafhængig kemisk reaktor installeres uden for elektrolysatoren.
Elektroderne i elektrolysecellen er installeret lodret for at være mere kompakte, de ledende plader er nemme at forbinde, og det er nyttigt at reducere bobleeffekten. Fordi der ofte er bobler på overfladen af ​​elektroden, hvor der frigives gas, vil det reducere elektrodens arbejdsflade. Derudover vil opløsningen nær elektroden også være fyldt med bobler, hvilket øger opløsningsmodstanden. Dette fænomen kaldes "bobleeffekten". Nær den lodrette elektrodeoverflade kan karakteristikaene for høj beluftning, lav opløsningsdensitet og hurtig stigende hastighed i opløsningen imidlertid bruges til at danne en naturlig cirkulation af elektrolytten, accelerere boblerne til at forlade elektrodeoverfladen og reducere boblen effekt. Når den lodrette elektrode bruges som en gaselektrode, er elektrodens form for det meste mesh, hvilket ikke kun øger arbejdsfladen, men også letter udslip af bobler.
Elektrolytiske cellematerialer kan være stål, cement, keramik osv. Stål er alkalibestandigt og er det mest udbredte. For stærkt ætsende elektrolytter bør indersiden af ​​ståltanken være foret med bly, syntetisk harpiks eller gummi.
På nuværende tidspunkt udvikler elektrolysatorer sig i retning af stor kapacitet og lavt energiforbrug. Den bipolære elektrolysator er velegnet til produktion i stor skala og er blevet brugt af vandelektrolyse- og klor-alkali-industrien.
De fleste elektrolytiske celler til brintproduktion gennem vandelektrolyse bruger jern som katodeoverfladen og nikkel som anodeoverfladen i en serie elektrolytisk celle (som ligner en filterpresse) til at elektrolysere vandige opløsninger af kaustisk kalium eller kaustisk soda. Ilt kommer ud af anoden og brint kommer ud af katoden. Denne metode er dyrere, men produktet har høj renhed og kan direkte producere brint med en renhed på mere end 99,7%.