7890

بررسي كاتدهاي قطبي نشده‌ي اكسيژن در الكتروليز كلر آلكالي

1399

دكتر سوسن روشن ضمير

دكتر محمدجواد پرنيان

كاهش مصرف انرژي در صنعت كلر آلكالي از نظر اقتصادي و زيست محيطي، از اهميت بالايي برخوردار است. بطوريكه حدود 50% قيمت محصولات كلر آلكالي مشمول قيمت انرژي الكتريكي مصرفي توسط اين فرايند مي‌شود. ذخيره 30% انرژي توسط فرايند كلر آلكالي غشايي پيشرفته فرصتي استثنايي جهت دستيابي به جايگاه مناسب در بازار رقابت را فراهم مي‌نمايد. در اين فرايند، از كاتد قطبي نشده‌ي اكسيژن به جاي كاتد توليد هيدروژن در راكتور الكتروشيميايي غشايي استفاده مي‌گردد. كاتدهاي قطبي نشده‌ي اكسيژن داراي ساختاري كامپوزيت با ضخامت كمتر از 300 ميكرون هستند كه به ترتيب متشكل از لايه‌هاي آب‌گريز (تفلون)، نفوذ اكسيژن (كربن-تفلون) و واكنش (الكتروكاتاليست) بوده كه تحت فشار به يكديگر متصل مي‌گردند. تماس اوليه براي واكنش الكتروشيميايي شامل احياي اكسيژن در مرزي سه فازي است. با حضور واكنش‌دهنده‌ها؛ اكسيژن از فاز گازي، آب از فاز مايع، الكترون از فاز جامد و در مرز سه فازي واكنش الكتروشيميايي اتفاق مي‌افتد. تماس مستقيم واكنش‌دهنده‌ها به واسطه‌ي انحلال اكسيژن در الكتروليت مايع و انتقال به سطوح كاتاليزوري توسط پديده‌ي نفوذ فراهم مي‌گردد. مهم‌ترين مشكلات كاتدهاي قطبي نشده‌ي اكسيژن عبارتند از: عدم پايداري كاتد و الكتروكاتاليست به‌كار رفته در آن، توليد محصول ناخواسته پراكسيد سديم و پديده‌ي طغيان. اخيرا تلاش‌هاي گسترده‌اي براي دستيابي به ساختار بهينه كاتد قطبي نشده‌ي اكسيژن با بهترين الكتروكاتاليست‌ها در سل‌هاي كلرآلكالي غشايي انجام گرفته است.

10/19/2020 12:00:00 AM

69694

1399/09/23

Investigation of oxygen depolarized cathodes in Chlor-alkali electrolysis