電解槽陰極以金屬或合金作為陰極時,由于在比較負的電位下工作,往往可以起到陰極保護作用,腐蝕性小,所以陰極材料比較容易選擇。在水溶液電解槽中,陰極一般產生析氫反應,過電位較高。因此陰極材料的主要改進方向是降低析氫過電位。除用硫酸作為電解液時必須采用鉛或石墨作陰極外,低碳鋼是常用的陰極材料。為降低電耗,目前采用各種方法制備高比表面積,并具有催化活性的陰極,如多孔鎳鍍層陰極。為了提高產品質量,也可采用特殊的陰極材料,如在HG法電解食鹽水溶液制取燒堿的汞陰極中,利用汞析氫過電位高的特點,使鈉離子放電,生成鈉汞齊,然后在專門用的設備中,用水分解鈉汞齊制取高純度、高濃度堿液。熔融鹽電解槽中的陰、陽極產物,要求妥善隔開,且應盡快由槽中引出,以免陰極產物長時間飄浮在電解液表面。浙江電解槽設計
熔融鹽電解槽多用于制取低熔點金屬,其特點是在高溫下運轉,并應盡量防止水分進入,避免氫離子在陰極上還原。例如制取金屬鈉時,由于鈉離子的陰極還原電位很負,還原很困難,必須用不含氫離子的無水熔融鹽或熔融的氫氧化物,以免陰極析出氫。為此電解過程需在高溫下進行,例如電解熔融氫氧化鈉時為 310℃,如其中含有氯化鈉成為混合電解質時,電解溫度為650℃左右。電解槽的高溫可以通過改變電極間距,將歐姆電壓降所消耗的電能轉變為熱能來達到。北京新型電解槽要求熔融鹽電解槽,多用于制取低熔點金屬,其特點是在高溫下運轉,防止水分進入,避免氫離子在陰極上還原。
電解槽的陰、陽兩極間距是影響槽電壓的重要因素之一。隨極間距增大,槽內歐姆電壓降增大,槽電壓升高。尤其是在大電流工作時,這種電壓損失更為嚴重。現代電解槽采用各種措施以降低極間距,如采用擴散陽極、改性隔膜制成零極距電解槽結構等。電解液在電解槽內的停留時間,不僅影響設備的生產能力,而且在某些情況下,會影響電解過程的電流效率,如電解法制氯酸鈉,由于中間產物次氯酸(HClO)和次氯酸根離子(ClO3)間的化學反應速度非常緩慢,如長時間留在電解槽內,不僅降低電解槽利用率,而且次氯酸根離子會在陽極表面氧化,或在陰極表面還原,降低電流效率。
理想的HT-OER電極應具有良好的導電性、催化性能、耐腐蝕性和機械穩定性,盡管貴金屬/合金或氧化物通常在實驗室中作為OER電極材料,但其稀缺性限制著在大型HT電解槽中的應用。作為替代,具有導電和保護性氧化物層的低成本過渡金屬(TMs),是一種極具前景的HT-OER電極材料。Fe, Ni, Cu及其合金作為陽極材料已被廣,范。研究,并取得許多重要的成果。例如,鎳基合金在高溫熔融碳酸鹽電解中表現出良好的穩定性和析氧性能,但在低溫熔融碳酸鹽和熔融氯化鹽電解中會遭受嚴重腐蝕。La, Ti, Al的加入可以提高鎳基合金陽極的穩定性,但由于對高溫熔融鹽電解過程中陽極極化氧化物的穩定性缺乏深入研究,開發具有長期穩定性的HT-OER電極仍然是一個挑戰。電解槽材料可以是鋼材、水泥、陶瓷等。鋼材耐堿,是應用廣的。對于腐蝕性強的電解液,鋼槽內部用鉛、等。
陰極以金屬或合金作為陰極時,由于在比較負的電位下工作,往往可以起到陰極保護作用,腐蝕性小,所以陰極材料比較容易選擇。在水溶液電解槽中,陰極一般產生析氫反應,過電位較高。因此陰極材料的主要改進方向是降低析氫過電位。除用硫酸作為電解液時必須采用鉛或石墨作陰極外,低碳鋼是常用的陰極材料。為降低電耗,目前采用各種方法制備高比表面積,并具有催化活性的陰極,如多孔鎳鍍層陰極。為了提高產品質量,也可采用特殊的陰極材料,如在HG法電解食鹽水溶液制取燒堿的汞陰極中,利用汞析氫過電位高的特點,使鈉離子放電,生成鈉汞齊,然后在專門用的設備中,用水分解鈉汞齊制取高純度、高濃度堿液。另外,為了節約電能也可采用耗氧陰極,使氧在陰極還原,以代替析氫反應,按理論計算可降低槽電壓1.23V。電解槽由槽體、陽極與陰極組成,利用電流通過電解質溶液引起化學作用,將電能轉化為化學能的一種裝置。江西2立方電解槽哪里好
堿性電解槽制氫的特點是:氫氧根離子(oh-)在陰、陽極之間的電場力作用下穿過多孔的橫隔膜。浙江電解槽設計
蘇州際騰能源水電解制氫電解槽多采用鐵為陰極面,鎳為陽極面的串聯電解槽(外形似壓濾機)來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產品純度大,可直接生產99.7%以上純度的氫氣。電解槽材料可以是鋼材、水泥、陶瓷等。鋼材耐堿,是應用更廣的。對于腐蝕性強的電解液,鋼槽內部用鉛、合成樹脂或橡膠等襯里。目前電解槽正朝大容量、低能耗方向發展。復極式電解槽適于大型生產,先后為電解水和氯堿工業所采用的。浙江電解槽設計
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