بهبود درک فرآیندهای الکترود صنعتی

بهبود درک فرآیندهای الکترود صنعتی

 

این یافته ها میتواند به ذخیره دی اکسید کربن در آینده کمک کند .

 

 

خلاصه مطلب:

در تولید صنعتی کلر، به تازگی الکترودهای مخصوصی معرفی شدهاند که نسبت به سیستمهای مرسوم فعلی کمتر مصرف میکنند. این روش به اکسیژن نیاز دارد که به محلول گرم و بسیار غلیظ سود پرک اعمال میشود که در آن به سختی قابل حل است.

هنوز مشخص نیست که چگونه چگالی های جریان صنعتی میتواند تحت این شرایط به دست آید. محققان  از دانشگاه های  Bochum و Clausthal بینش جدیدی را در فرآیندهای مربوط به این نوع الکترودها ، که به عنوان کاتودهای اکسیژن نیز نامیده میشوند ، به دست آوردهاند .

شرح مطلب:

در تولید صنعتی کلر، به تازگی الکترودهای مخصوصی معرفی شدهاند که نسبت به سیستمهای مرسوم فعلی کمتر مصرف میکنند. این روش به اکسیژن نیاز دارد که به محلول گرم و بسیار غلیظ خرید سود پرک اعمال میشود که در آن به سختی قابل حل است. هنوز مشخص نیست که چگونه می توان چگالیهای جریان صنعتی را تحت این شرایط بدست آورد.

در همکاری با مهندسان دانشگاه فنی Clausthal ، محققان از مرکز علوم الکتروشیمیایی (CES) از دانشگاه Ruhr ، بینش جدیدی را در فرآیندهای مربوط به این نوع الکترودها ، که به عنوان کاتود های اکسیژن نیز منسوب هستند ، کسب کرده اند. این تیم شامل الکساندر باتز، دنیس اوهل ، و پروفسور دکتر ولفگانگ شوخمان در مورد نتایج خود در مجله Angewandte Chemie که در ۳ آگوست ۲۰۱۸ در اینترنت منتشر شد ، گزارش دادند .

 

تغییر مداوم شرایط واکنش :

کلر یک ماده خام مهم برای صنعت شیمی است. این فرآیند از طریق الکترولیز نمک و آب به همراه سود پرک و هیدروژن تولید شده و به عنوان محصول در فرآیند فعلی تولید میشود. در حالی که کاتد های مصرف کننده اکسیژن به عنوان ماده اولیه نیاز به اکسیژن دارند، – با صرفه جویی حدود ۳۰ درصدی در مصرف برق هیدروژن تولیدی حذف می شود. این واکنش در دمای ۸۰ درجه سلسیوس در سود پرک بسیار غلیظ اتفاق میافتد.

 اکسیژن در این شرایط حلالیت بسیار کمی دارد. ولفگانگ شوخمان، رئیس گروه شیمی تحلیلی و CES توضیح می دهد. این نوع از الکترودها سالها به صورت صنعتی استفاده شدهاند , اما ما نمیدانیم  که آنها واقعا چطور کار میکنند . محققان، با آزمایش های خود، نشان دادند که شرایط واکنش در طول تولید کلر تغییر می کند.

 سه فاز در نزدیکی کاتد اکسیژن دار قرار میگیرند , که از نقره تشکیل شده است : ذرات نقره جامد در سود پرک غلیظ غوطه ور میشوند , در حالی که اکسیژن گازی از پشت به سیستم تزریق میشود. تاکنون محققین به مطالعه غلظت اکسیژن واکنش دهنده در محیط فازی جامد پرداختهاند و مدلهایی را توسعه دادهاند که چگالی جریان بالا را به این پارامتر نسبت میدهند .

تنها اکسیژن چگالی جریان را تعیین میکند

برای مطالعه حاضر , دانشمندان Bochum  روشی را توسعه دادند که آنها نیز میتوانند فرآیندهای موجود در فاز مایع را تحلیل کنند. آنها یک میکرو الکترود نازک – یک هزارم ضخامت موی انسان – مستقیما ً بر روی سطح کاتد اکسیژن در حال کار قرار دادند. با این کار , آنها تغییرات آب و غلظت یونهای هیدروکسید ( oh – ) را که در واکنش رخ میدهند را دنبال کردند.

نتیجه : غلظت یونهای آب و هیدروکسید روی سطح الکترود نوسانات شدیدی را در طول واکنش نشان میدهد و در کل یکنواخت نیست.

وی توضیح میدهد : سالها است که مشکوک شدهایم که تغییرات غلظت درونی قابل توجهی در داخل الکترود وجود دارد که میتواند به چگالیهای جریان بالا کمک کند . به گفته الکساندر باتز: این تغییرات شدید هنوز در مدلهای منعکس نشده در نظر گرفته نشده است .

نتایج برای بهینه سازی بعدی چنین الکترودی بسیار مهم است .

 

پیوند دی اکسید کربن

به عنوان بخشی از یک گروه تحقیقاتی که توسط بنیاد تحقیقاتی آلمان تامین مالی شده است , این تیم با مساعدت شرکای همکاری امیدوار است بینش بیشتری در مورد جزئیات مکانیزم واکنش به دست آورد .

شوخمان توضیح می دهد: این تحقیقات برای توسعه الکترودهای انتشار گاز ضروری است، که در آینده برای اتصال گاز ۲CO از هوا اهمیت زیادی دارد و بنابراین باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود.

 

اختراع پارچه خنک کننده و یا عایق کننده خودکار
نیتروژن در مسیر سریع پیوند شیمیایی قرار می‌گیرد
پرورش گاه های مواد شیمیایی زمین در زیر زمین کشف شدند
الکترود صنعتی
کشف فلز مایع در ایمن سازی و آشامیدنی کردن آب سمی
اسید های چرب جدید کشف شد