به عنوان تجهیزات اصلی در صنعت الکتروشیمیایی، انواع و ساختارهای الکترولیز به طور مستقیم بر کارایی، مصرف انرژی و خلوص محصول فرآیند الکترولیز تأثیر میگذارند. الکترولایزرها را می توان بر اساس خواص الکترولیت، پیکربندی الکترود و سناریوهای کاربردی به انواع مختلفی دسته بندی کرد، که عمدتاً آنها را در اصول عملکرد، طراحی ساختاری و مناطق قابل اجرا متمایز می کند.
طبقه بندی بر اساس الکترولیت رایج ترین روش تمایز است. الکترولیزهای قلیایی از محلول های آبی هیدروکسید پتاسیم (KOH) یا هیدروکسید سدیم (NaOH) به عنوان الکترولیت استفاده می کنند. آنها از نظر فن آوری بالغ و مقرون به صرفه هستند، و به طور گسترده در صنعت کلر-قلیایی و تولید هیدروژن استفاده می شوند. الکترولیزهای اسیدی از اسید سولفوریک (H2SO4) به عنوان الکترولیت استفاده می کنند، اما بسیار خورنده هستند، به استانداردهای مواد بالا نیاز دارند و کاربردهای نسبتاً محدودی دارند. در سالهای اخیر، الکترولیزهای اکسید جامد (SOECs) با استفاده از الکترولیتهای سرامیکی با دمای بالا که در دماهای بالاتر از 800 درجه کار میکنند، ظاهر شدهاند. این سلولها تولید هیدروژن کارآمد از الکترولیز بخار آب را امکانپذیر میکنند و به طور قابل توجهی بازده تبدیل انرژی را در مقایسه با انواع سنتی بهبود میبخشند. با این حال، این فناوری هنوز در مراحل اولیه تجاری سازی خود است.
پیکربندی الکترود و طراحی دیافراگم نیز به تفاوت های قابل توجهی منجر می شود. برای مثال، الکترولیزهای سنتی کلر{1}} اغلب از دیافراگم های آزبست یا غشاهای تبادل یونی (مانند غشاهای Nafion) استفاده می کنند. دومی می تواند هیدروکسید و کلر را جدا کند و خلوص محصول را بهبود بخشد و مصرف انرژی را کاهش دهد. با این حال، در تولید هیدروژن{4}در مقیاس صنعتی، الکترولیزهای فیلتر-از ساختار الکترود دوقطبی فشرده برای افزایش چگالی جریان، صرفه جویی در فضا و هزینه های سرمایه گذاری استفاده می کنند.
سناریوهای کاربردی نیازهای طراحی الکترولایزر را بیشتر متمایز می کند. در بخش انرژی، الکترولیز آب برای تولید هیدروژن به نفع الکترولیزهای غشای تبادل پروتونی با انرژی کم{-(PEM) است که زمان پاسخ سریع را ارائه میکنند و برای ورودیهای انرژی تجدیدپذیر نوسانی مناسب هستند. پالایش الکتریکی در صنعت متالورژی (مانند تولید مس و آلومینیوم) به الکترولیزهای-در مقیاس بزرگ و با ولتاژ پایین{5} تکیه دارد که بر پایداری جریان و مقاومت در برابر خوردگی تأکید دارد.
به طور خلاصه، تفاوت بین الکترولیزها اساساً نتیجه تعادل بین پارامترهای فنی و نیازهای صنعت است. در آینده، با پیشرفت علم مواد و انتقال انرژی، الکترولیزهای جدید، کارآمد و{1}}کم کربن مرزهای کاربرد خود را بیشتر گسترش خواهند داد.
