소금물의 전기 분해에서 과도한 수소 진화 :효과와 시사점
소금물 (NaCl 용액)의 과도한 수소 진화는 과량 전압 를 나타냅니다. 열역학적 평형 전위를 넘어서 캐소드에서 수소 진화 반응 (HER)을 구동하는 데 필요합니다. 이것은 전체 프로세스에 몇 가지 중요한 영향을 미칩니다.
1. 염소 생산의 전류 효율 감소 :
* 소금 전기 분해의 주요 목표는 양극에서 염소 가스를 생산하는 것입니다.
* 그녀가 적용된 전류의 일부를 염소 생산 대신 수소 생산으로 전환합니다.
* 이것은 전류 효율 을 줄입니다 이 과정에서 소비되는 전기 단위당 염소가 적다는 것을 의미합니다.
2. 에너지 소비 증가 :
* 과전압을 극복하기 위해 더 높은 전압을 적용하려면 전기 분해를 주도하려면 더 많은 에너지 입력이 필요합니다.
* 이로 인해 에너지 소비가 증가합니다 그리고 더 높은 생산 비용.
3. 음극 재료 선택 :
* 그녀의 과잉은 사용 된 음극 재료에 크게 다릅니다.
* 높은 활성 촉매 백금과 팔라듐과 마찬가지로 과도한 수소가 낮아서 문제를 최소화합니다.
반대로, 활성 재료가 적습니다 강철 또는 흑연과 마찬가지로 과도한 수소가 더 높아 수소 진화와 효율을 감소시킵니다.
4. 염소 순도에 미치는 영향 :
* 음극에서 생산 된 수소 가스는 소금물에 용해 될 수 있습니다 및 이후 양극 구획으로 이동합니다.
* 이것은 염소 가스의 오염으로 이어진다 수소를 사용하면 순도를 줄이고 다운 스트림 응용에 영향을 미칩니다.
5. 전체 세포 설계에 대한 영향 :
* 과도한 높은 수소는 더 큰 셀 전압이 필요합니다 원하는 생산 속도를 달성합니다.
* 이것은 전기 분해 셀의 설계 및 엔지니어링에 영향을 미칩니다 , 잠재적으로 전체 비용과 운영 규모에 영향을 미칩니다.
6. 완화 전략 :
* 음극 재료 선택 : 그녀의 과도한 수소가 낮은 높은 활성 촉매를 사용하는 것이 중요합니다.
* 작동 조건 최적화 : 전류 밀도 및 전해질 농도를 조정하면 과도한 영향을 줄 수 있습니다.
* 세포 설계 개선 : 다이어프램 세포 또는 막 세포를 사용하면 수소 교차를 최소화하고 염소 순도를 향상시킬 수 있습니다.
결론 :
소금 전기 분해 동안 과잉 수소 진화는 효율성, 에너지 소비 및 제품 품질에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 이 현상을 이해하고 완화하는 것은 최적의 염소 생산 및 경제적 생존력을 달성하는 데 중요합니다.
