Vattenlösningselektrolytiska celler
Elektrolytiska celler i vattenlösning kan delas in i två typer: diafragmaceller och icke-diafragmaceller. Diafragmaceller kan ytterligare delas in i isotropiska membran (asbestull), jonmembran och fasta elektrolytmembran (som -Al2O3); icke-diafragmaceller kan delas upp ytterligare i kvicksilverceller och oxidationsceller.
Cellstrukturen varierar beroende på vilken elektrolyt som används.
Elektrolytiska celler i vattenlösning delas in i två typer: diafragmaceller och icke-membranceller. I allmänhet används diafragmaceller. Icke-membranceller används i kloratproduktion och i kvicksilverprocessen för produktion av klor och kaustiksoda. Maximering av elektrodytan per volymenhet kan förbättra cellens produktionseffektivitet. Därför är elektroderna i moderna elektrolytiska diafragmaceller för det mesta upprättstående. Elektrolytiska celler uppvisar olika prestanda och egenskaper beroende på material, struktur och installation av deras inre komponenter.
Molten Salt Elektrolysatorer
De används oftast för att producera metaller med låg-smältpunkt-, de arbetar vid höga temperaturer och minimerar fuktinträngning för att förhindra reduktion av vätejoner vid katoden. Till exempel, när man producerar metalliskt natrium, är katodreduktionspotentialen för natriumjoner mycket negativ, vilket gör reduktion svår. Därför måste vattenfria smälta salter eller smälta hydroxider som inte innehåller vätejoner användas för att förhindra väteavsättning vid katoden. Därför måste elektrolysprocessen utföras vid höga temperaturer, såsom 310 grader för elektrolys av smält natriumhydroxid. För blandade elektrolyter som innehåller natriumklorid är elektrolystemperaturen runt 650 grader.
Högre elektrolytiska celltemperaturer kan uppnås genom att variera avståndet mellan elektroderna och omvandla den elektriska energi som förbrukas av det ohmska spänningsfallet till värme. Vid elektrolysering av smält natriumhydroxid kan cellen vara gjord av järn eller nickel. Vid elektrolysering av smälta elektrolyter som innehåller klorider kan det oundvikliga införandet av små mängder vatten från råvarorna generera fuktig klorgas vid anoden, som är mycket frätande för cellen. Därför är celler för elektrolys av smälta klorider i allmänhet gjorda av keramiska eller fosfatmaterial, medan områden skyddade från klorgas kan vara gjorda av järn. De katodiska och anodiska produkterna i elektrolysatorer med smält salt måste också separeras ordentligt och avlägsnas från cellen så snabbt som möjligt för att förhindra att katodprodukten, natriummetall, flyter på elektrolytytan under längre perioder, där den kan reagera med anodprodukten eller syre i luften.
Icke-vattenhaltiga elektrolysatorer
Eftersom de komplexa kemiska reaktioner som ofta är involverade i att producera organiska produkter eller elektrolysera organiskt material i icke-vattenhaltiga elektrolysatorer begränsar deras användning och används sällan industriellt. Vanligt använda organiska elektrolyter har låg ledningsförmåga och långsamma reaktionshastigheter. Därför är en lägre strömtäthet och minimalt mellan elektroderna väsentliga. Elektrodstrukturer med fast- eller fluidiserad-bädd erbjuder en större elektrodyta, vilket ökar elektrolysatorkapaciteten.
