درک بهتر از فرایندهای الکترود صنعتی بوسیله سود پرک

درک بهتر از فرایندهای الکترود صنعتی بوسیله سود پرک

 یافته ها می توانند در نجات دی اکسید کربن در آینده کمک کننده باشند

خلاصه:

در تولید صنعتی کلر، اخیرا الکترود های ویژه ای معرفی شده اند که جریان را بسیار کمتر از سیستم های معمولی مصرف می کنند. این روش نیازمند اکسیژن است که در محلول داغ و بسیار متراکم سود پرک قرار بگیرد که قابلیت حلالیت کمی را دارد.

هنوز چگونگی چگالی جریان صنعتی که می توان در این شرایط بدست آورد مشخص نیست. محققان بوخوم و کلاستحال، نگرش جدیدی در مورد فرآیندهای این نوع الکترود ها بدست آورده اند، که به عنوان کاتد های اکسیژن-قطب دار شده نیز نامیده می شوند.

فرایندهای الکترود صنعتی بوسیله سود پرک

فرایندهای الکترود صنعتی بوسیله سود پرک

الکترود های نوپا

در تولید صنعتی کلر، اخیرا الکترود های ویژه ای معرفی شده اند که جریان را بسیار کمتر از سیستم های معمولی مصرف می کنند.

این روش نیازمند اکسیژن است که در محلول داغ و بسیار متراکم سود پرک قرار گیرد که حلایت کمی را در آن دارند. هنوز چگونگی چگالی جریان صنعتی که می توان در این شرایط بدست آورد مشخص نیست.

در همکاری با مهندسین فنی دانشگاه کولشتال، محققان مرکز علوم الکتروشیمیایی (CES) دانشگاه بوخوم Ruhr نگرش جدیدی را در مورد فرآیندهای این نوع الکترود ها بدست آوردند که به عنوان کاتد های اکسیژنی دپولاریزه نیز نامیده می شود.

تیمی از جمله الکساندر بوتز، دنیس ال و پروفسور دکتر ولفگانگ شوحمن گزارش نتایج خود را در مجله Angewandte Chemie، که در ۳ اوت ۲۰۱۸ به صورت آنلاین منتشر شده است داده اند.

تغییر مداوم شرایط واکنش

کلر یک ماده خام مهم در صنایع شیمیایی است. از طریق الکترولیز نمک و آب تولید می شود و سود پرک و هیدروژن به عنوان فرآورده های متعارف به عنوان محصولات جانبی تولید می شوند.

در حالی که کاتد های مصرف کننده اکسیژن به عنوان ماده اولیه نیاز به اکسیژن دارند، هیدروژن تولیدی حذف می شود – با صرفه جویی حدود ۳۰ درصدی در برق این امر صورت می گیرد.

واکنش در ۸۰ درجه سانتیگراد در سود پرک بسیار متراکم رخ ​​می دهد. اکسیژن در این شرایط حلالیت بالایی را دارد. Wolfgang Schuhmann، رئیس گروه شیمی تحلیلی و CES توضیح می دهد: “این نوع الکترود ها سال ها به طور صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است، اما ما نمی فهمیم چرا آن ها هنوز کار می کنند.”

با آزمایش های خودشان، محققان نشان دادند که شرایط واکنش در طول تولید کلر تغییر می کند. سه فاز در نزدیکی کاتد مصرفی اکسیژن، که شامل نقره است، وجود دارد:

ذرات نقره ای جامد در سود پرک مایع بسیار متمرکز می شوند، در حالی که اکسیژن گازی به داخل سیستم مجبور به عقبگرد می شود. تا کنون، محققان عمدتا غلظت اکسیژن واکنش گر را در محیط جامد فاز مورد مطالعه قرار داده اند و مدل هایی را به کار می برند که تراکم جریان بالا را به این پارامتر نشان می دهد.

اکسیژن و سود پرک تنها تعیین کننده تراکم جریان نیست

دانشمندان بوخوم برای مطالعه فعلی روشی را که می تواند فرآیندهای موجود در فاز مایع را تجزیه و تحلیل کنند، توسعه دادند.

آن ها میکرو الکترودهای نازک – که یک صدم ضخامت موی انسان است – را به طور مستقیم بر روی سطح کاتد اکسیژن مصرف کردند. با این کار، آن ها تغییرات آب و یون های سود پرک (OH-) را که در واکنش ایجاد می شود را ردیابی کردند.

نتیجه: غلظت یون های آب و سود پرک بر روی سطح الکترود، نوسانات شدید را از طریق جریان واکنش نشان می دهد و در سراسر آن یکنواخت نیست.

نظر آقای schuhman درباری الکترود سود پرک

Schuhmann توضیح می دهد: “ما سال ها مشکوک با این هستیم که نوسانات غلظت بالا در داخل الکترود وجود دارد که می تواند به تراکم جریان بالا کمک کند.”

الکساندر بوتز می گوید: “این تغییرات شدید در مدل های منعکس کننده واکنش در نظر گرفته نشده است. “نتایج بهتری برای بهینه سازی آینده این الکترودها بسیار مهم است.”

اتصال CO2

تیم بوخوم به عنوان بخشی از یک گروه تحقیقاتی که بنیاد پژوهشی آلمان تامین می کند، همراه با شرکای همکارش، امیدوار است اطلاعات بیشتری در مورد جزئیات مکانیزم واکنش بدست آورد.

Schuhmann توضیح می دهد: “این تحقیقات برای توسعه الکترودهای انتشار گاز ضروری است، که در آینده برای اتصال گاز CO2 از هوا اهمیت زیادی دارد و بنابراین باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود.”

پایداری سطحی اسید نیتریک بر روی آب
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