Bagaimana untuk membangunkan elektrolisis

Jarak antara katod dan anod adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi voltan sel. Apabila jarak tiang bertambah, penurunan voltan ohmik dalam tangki meningkat dan voltan tangki meningkat. Terutama apabila bekerja dengan arus tinggi, kehilangan voltan ini lebih serius. Elektroliser moden menggunakan pelbagai langkah untuk mengurangkan jarak kutub, seperti menggunakan anod tersebar dan pemisah yang diubah suai untuk mencipta struktur sel elektrolitik jarak kutub sifar. Masa kediaman elektrolit dalam sel elektrolitik bukan sahaja menjejaskan kapasiti pengeluaran peralatan, tetapi juga, dalam beberapa kes, mempengaruhi kecekapan semasa proses elektrolisis. Sebagai contoh, dalam penghasilan natrium klorat melalui elektrolisis, hasil perantaraan asid hipoklorus (HClO) dan asid hipoklorus adalah Tindak balas kimia antara ion klorat (ClO3) adalah sangat perlahan. Jika dibiarkan dalam sel elektrolitik untuk masa yang lama, ia bukan sahaja akan mengurangkan kadar penggunaan sel elektrolitik, tetapi juga ion hipoklorit akan teroksida pada permukaan anod atau dikurangkan pada permukaan katod, mengurangkan kecekapan semasa. . Oleh itu, reka bentuk elektrolisis moden berusaha untuk mengurangkan isipadu dan membenarkan elektrolit mengalir dengan cepat di sepanjang elektrod. Jika tindak balas lanjut diperlukan, reaktor kimia bebas boleh dipasang di luar elektrolisis.
Elektrod dalam sel elektrolitik dipasang secara menegak untuk menjadi lebih padat, plat konduktif mudah disambungkan, dan ia membantu untuk mengurangkan kesan gelembung. Kerana sering terdapat buih pada permukaan elektrod di mana gas dibebaskan, ia akan mengurangkan luas permukaan kerja elektrod. Di samping itu, larutan berhampiran elektrod juga akan diisi dengan buih, meningkatkan rintangan larutan. Fenomena ini dipanggil "kesan gelembung". Walau bagaimanapun, berhampiran permukaan elektrod menegak, ciri-ciri pengudaraan tinggi, ketumpatan larutan rendah, dan kelajuan meningkat cepat dalam larutan boleh digunakan untuk membentuk peredaran semula jadi elektrolit, mempercepatkan gelembung meninggalkan permukaan elektrod, dan mengurangkan gelembung kesan. Apabila elektrod menegak digunakan sebagai elektrod gas, bentuk elektrod kebanyakannya mesh, yang bukan sahaja meningkatkan kawasan permukaan kerja, tetapi juga memudahkan pelarian gelembung.
Bahan sel elektrolitik boleh menjadi keluli, simen, seramik, dll. Keluli adalah kalis alkali dan paling banyak digunakan. Untuk elektrolit yang sangat menghakis, bahagian dalam tangki keluli hendaklah dialas dengan plumbum, resin sintetik atau getah.
Pada masa ini, elektrolisis sedang berkembang ke arah kapasiti besar dan penggunaan tenaga yang rendah. Elektrolisis bipolar sesuai untuk pengeluaran berskala besar dan telah digunakan oleh industri elektrolisis air dan klor-alkali.
Kebanyakan sel elektrolitik untuk penghasilan hidrogen melalui elektrolisis air menggunakan besi sebagai permukaan katod dan nikel sebagai permukaan anod dalam sel elektrolitik siri (kelihatan seperti penekan penapis) untuk mengelektrolisis larutan akueus kalium kaustik atau soda kaustik. Oksigen keluar dari anod dan hidrogen keluar dari katod. Kaedah ini lebih mahal, tetapi produk itu mempunyai ketulenan yang tinggi dan secara langsung boleh menghasilkan hidrogen dengan ketulenan lebih daripada 99.7%.