سلول های الکترولیتی محلول آبی
سلول های الکترولیتی محلول آبی را می توان به دو نوع تقسیم کرد: سلول های دیافراگمی و سلول های غیر دیافراگمی. سلول‌های دیافراگمی را می‌توان به غشاهای همسانگرد (پشم آزبست)، غشاهای یونی و غشاهای الکترولیت جامد (مانند -Al2O3) تقسیم کرد. سلول های غیر دیافراگمی را می توان بیشتر به سلول های جیوه ای و سلول های اکسیداسیون تقسیم کرد.
ساختار سلول بسته به الکترولیت مورد استفاده متفاوت است.
سلول های الکترولیتی محلول آبی به دو نوع تقسیم می شوند: سلول های دیافراگمی و سلول های غیر دیافراگمی. معمولا از سلول های دیافراگمی استفاده می شود. سلول‌های غیر دیافراگمی در تولید کلرات و در فرآیند جیوه برای تولید کلر و سود سوزآور استفاده می‌شوند. به حداکثر رساندن سطح الکترود در واحد حجم می تواند کارایی تولید سلول را بهبود بخشد. بنابراین، الکترودها در سلول‌های الکترولیتی دیافراگمی مدرن عمدتاً عمودی هستند. سلول های الکترولیتی بسته به جنس، ساختار و نصب اجزای داخلی خود، عملکرد و ویژگی های متفاوتی از خود نشان می دهند.
الکترولیزهای نمک مذاب
بیشتر برای تولید فلزات با نقطه ذوب پایین استفاده می شود، آنها در دماهای بالا عمل می کنند و رطوبت را به حداقل می رسانند تا از کاهش یون هیدروژن در کاتد جلوگیری شود. به عنوان مثال، هنگام تولید سدیم فلزی، پتانسیل احیای کاتدی یون‌های سدیم بسیار منفی است و کاهش را دشوار می‌کند. بنابراین برای جلوگیری از رسوب هیدروژن در کاتد باید از نمک های مذاب بی آب یا هیدروکسیدهای مذاب که حاوی یون هیدروژن نیستند استفاده کرد. بنابراین، فرآیند الکترولیز باید در دماهای بالا، مانند 310 درجه برای الکترولیز هیدروکسید سدیم مذاب انجام شود. برای الکترولیت های مخلوط حاوی کلرید سدیم، دمای الکترولیز حدود 650 درجه است.
دمای سلول های الکترولیتی بالاتر را می توان با تغییر فاصله بین الکترودها، تبدیل انرژی الکتریکی مصرف شده توسط افت ولتاژ اهمی به گرما به دست آورد. هنگام الکترولیز هیدروکسید سدیم مذاب، سلول می تواند از آهن یا نیکل ساخته شود. هنگام الکترولیز الکترولیت های مذاب حاوی کلرید، ورود ناگزیر مقادیر کمی آب از مواد خام می تواند گاز کلر مرطوب را در آند تولید کند که برای سلول بسیار خورنده است. بنابراین، سلول های الکترولیز کلریدهای مذاب عموماً از مواد سرامیکی یا فسفاته ساخته می شوند، در حالی که مناطق محافظت شده از گاز کلر می توانند از آهن ساخته شوند. محصولات کاتدی و آندی در الکترولیزهای نمک مذاب نیز باید به درستی جدا شده و در اسرع وقت از سلول خارج شوند تا از شناور شدن محصول کاتدی، فلز سدیم، برای مدت طولانی روی سطح الکترولیت جلوگیری شود، جایی که می تواند با محصول آند یا اکسیژن موجود در هوا واکنش دهد.
الکترولیزهای غیر آبی-
زیرا واکنش‌های شیمیایی پیچیده اغلب در تولید محصولات آلی یا الکترولیز مواد آلی در الکترولیزهای غیرآبی، کاربرد آنها را محدود می‌کند و به ندرت در صنعت استفاده می‌شوند. الکترولیت های آلی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند دارای رسانایی کم و سرعت واکنش آهسته هستند. بنابراین، چگالی جریان کمتر و حداقل فاصله بین الکترودها ضروری است. ساختارهای الکترود بستر ثابت یا سیال- سطح الکترود بزرگ تری را ارائه می دهند و ظرفیت الکترولیز را افزایش می دهند.
