Với sự khan hiếm ngày càng tăng của tài nguyên nước ngọt toàn cầu và nhu cầu phát triển bền vững ngày càng tăng, việc phát triển và sử dụng tài nguyên nước biển phong phú đã trở thành một lựa chọn chiến lược quan trọng đối với nhiều quốc gia và khu vực. Trong số đó, các thiết bị nước biển điện phân, như một công nghệ quan trọng, đã cho thấy tiềm năng lớn trong nhiều lĩnh vực như khử mặn nước biển và khai thác tài nguyên.

1 Tổng quan về thiết bị điện phân nước biển

(1) Định nghĩa và nguyên tắc
Thiết bị nước biển điện phân là một thiết bị sử dụng các phương pháp điện hóa để điện phân nước biển để đạt được mục đích cụ thể. Nguyên tắc cơ bản là theo tác động của dòng điện trực tiếp, các muối như natri clorua chứa trong nước biển trải qua các phản ứng ion hóa trong tế bào điện phân. Lấy việc chuẩn bị natri hypochlorite làm ví dụ, trên cực dương, các ion clorua mất các electron và tạo ra khí clo; Trên cực âm, khí hydro sẽ được giải phóng hoặc các ion hydroxit sẽ được tạo ra. Nếu được kiểm soát đúng cách, có thể thu được nồng độ natri hypochlorite cao và ổn định, có đặc tính oxy hóa mạnh và có thể được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước, khử trùng và khử trùng.

(2) Các thành phần chính

1. Hệ thống điều khiển điện và bộ chỉnh lưu
Cung cấp nguồn điện DC ổn định và đáng tin cậy là chìa khóa để đảm bảo tiến trình trơn tru của quá trình điện phân. Thiết bị điện phân nước biển hiện đại thường sử dụng các bộ chỉnh lưu hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng, có thể điều chỉnh chính xác điện áp đầu ra và dòng điện theo nhu cầu thực tế.

2. Tế bào điện phân
Đây là trang web cốt lõi của các phản ứng điện phân. Để cải thiện hiệu quả điện phân và giảm mức tiêu thụ năng lượng, tế bào điện phân mới được làm bằng các vật liệu đặc biệt như các điện cực phủ bằng titan, không chỉ có khả năng chống ăn mòn mạnh mà còn làm giảm hiệu quả sự xuất hiện của các phản ứng phụ. Trong khi đó, tối ưu hóa việc thiết kế cấu trúc tế bào điện phân cũng có lợi cho việc cải thiện các điều kiện chuyển khối, giúp phân tách và thu thập các sản phẩm điện phân dễ dàng hơn.

3. Hệ thống điều khiển
Các hệ thống điều khiển thông minh là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động an toàn của thiết bị. Nó có thể theo dõi các thông số khác nhau trong thời gian thực, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất, mật độ dòng điện, v.v. và tự động điều chỉnh các điều kiện vận hành thông qua cơ chế phản hồi để đảm bảo rằng toàn bộ quá trình điện phân ở trạng thái tốt nhất. Ngoài ra, các hệ thống kiểm soát nâng cao cũng có chức năng chẩn đoán lỗi và báo động, có thể phát hiện và giải quyết các vấn đề trong lần đầu tiên, tránh tổn thất lớn hơn.