Tế bào điện phân màng ion chủ yếu bao gồm một anode, một catot, một màng trao đổi ion, một khung tế bào điện phân và một thanh đồng dẫn điện. Các tế bào đơn vị được kết hợp theo chuỗi hoặc song song để tạo thành một bộ thiết bị hoàn chỉnh. Anode được làm bằng lưới titan và được phủ bằng titan và oxit rutheni để tăng khả năng chống ăn mòn và hiệu quả, trong khi catot được làm bằng niken; Màng trao đổi ion (như màng trao đổi cation) cho phép các ion natri đi qua một cách chọn lọc và cô lập các ngăn anode và catot.

Bình điện phân màng có khả năng điện phân muối và nước để tạo ra khí clo và xút, sau đó sản xuất ra thuốc tẩy natri hypoclorit dùng trong gia đình hoặc công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Dựa trên tính thấm chọn lọc của màng trao đổi cation, khi điện phân dung dịch muối bão hòa, khí clo được tạo ra ở anot, khí hydro được giải phóng ở catot và natri hydroxit được thải ra qua khoang catot, cải thiện đáng kể độ tinh khiết của sản phẩm. Công nghệ này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp clo kiềm để giảm tiêu thụ năng lượng và ô nhiễm.

Phát triển và cải tiến công nghệ

Tối ưu hóa vật liệu: Công nghệ phủ anot (như phương pháp phủ được cấp bằng sáng chế) cải thiện tuổi thọ và hiệu quả của điện cực, đồng thời giảm hàm lượng khí tạp chất.

Nâng cấp thiết bị: Pin điện phân lưỡng cực mật độ dòng điện cao cải thiện khả năng sản xuất và độ ổn định thông qua thiết kế tuần hoàn tự nhiên.

Tiến độ nội địa hóa: Các thiết bị điện phân màng trao đổi ion trong nước đang dần tiếp cận với thiết bị nhập khẩu về mức tiêu thụ điện năng, hiệu suất dòng điện và các chỉ số khác, hỗ trợ chuyển đổi lưới điện cực và vận hành lâu dài.

Kiểm soát và quản lý quy trình

Hoạt động của các cell điện phân đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ các thông số như nhiệt độ, nồng độ muối và lưu lượng, đồng thời tối ưu hóa điều khiển tự động để duy trì sản xuất ổn định. Ví dụ, buồng catốt cần được bổ sung dung dịch NaOH để tăng độ dẫn điện mà không ảnh hưởng đến độ tinh khiết.