零间隙膜法盐水电解槽流场通道性能优化研究

本文综述了采用零间隙（zero-gap）构型与蛇形流场通道（FF）的膜法盐水电解（MBE）电化学池的性能优化。研究通过响应面法（RSM）优化关键参数（温度、电流密度等），显著降低了欧姆电阻（ohmic resistance）和槽电压（V），并将苛性电流效率（CCE）提升至99.25%，为降低能耗提供了创新解决方案。

　　

Highlight

材料

表1列出了所使用的设备和材料。该系统包括一个盐水电解池、电解液供应储罐、废电解液收集罐、蠕动泵（型号AGp 1700–1和CANGEN-S21）、直流电源（型号ARKAN-012）以及用于测量的量筒。氯化钠（NaCl）、氢氧化钠（NaOH）和盐酸（HCl, 37%）购自Sigma-Aldrich公司（德国）。所有材料均直接使用，未经进一步纯化。实验使用Milli-Q超纯水...

结果与讨论

影响MBE性能的关键参数在其各自水平内为：温度：25、58和90 °C，流速：5、15和25 mL/min，盐水浓度：200、250和300 g/L，电流密度：1、2.5和4 kA/m²。图4展示了针对所研究参数通过响应面法（RSM）获得的结果。该图中的x轴代表编码因子水平（–1, 0, +1），这些水平在实验设计中用于归一化实际操作...

结论

膜法盐水电解（MBE）过程中的高能耗促使人们对不同的电化学池构型进行调查和研究。零间隙MBE池是当前的最新模型，它最大限度地减少了电极与膜之间的距离。据我们所知，存在两种零间隙池模型；第一种在电极和膜之间有一个类似腔室的空间，第二种使用金属网作为电极。

本研究采用了一种零间隙...