ایک الیکٹرولائزر ایک ایسا آلہ ہے جو غیر - اچانک کیمیائی رد عمل کو چلانے کے لئے بجلی کا استعمال کرتا ہے ، جس سے بجلی کی توانائی کو براہ راست موجودہ کے ذریعہ کیمیائی توانائی میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ یہ کیمیائی ، میٹالرجیکل اور توانائی کی صنعتوں میں کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔ اس کا بنیادی اصول یہ ہے کہ الیکٹرویلیٹ حل یا پگھلے ہوئے نمک میں آئن ہجرت کو دلانے کے لئے کیتھوڈ اور انوڈ الیکٹروڈ کے مابین برقی فیلڈ کا استعمال کیا جائے ، جس سے الیکٹروڈ کی سطحوں پر ریڈوکس رد عمل ہوتا ہے ، اس طرح سڑن ، ترکیب ، یا مادوں کی تطہیر حاصل ہوتی ہے۔
بنیادی ڈھانچہ اور کام کرنے کا اصول
الیکٹرولائزر کی بنیادی ڈھانچہ سیل جسم ، الیکٹروڈ (انوڈ اور کیتھوڈ) ، الیکٹرولائٹ اور بجلی کی فراہمی کا نظام پر مشتمل ہے۔ سیل جسم عام طور پر سنکنرن - مزاحم مواد (جیسے پی پی پلاسٹک ، اسٹیل - لائن شیشے ، یا ٹائٹینیم کھوٹ) سے بنا ہوتا ہے تاکہ الیکٹرویلیٹ پر مشتمل ہو اور رد عمل کے ماحول کو الگ تھلگ کیا جاسکے۔ الیکٹروڈ عمل کی ضروریات کے مطابق مختلف مواد سے بنے ہیں۔ مثال کے طور پر ، کلور - الکالی صنعت اکثر ٹائٹینیم - لیپت انوڈس اور گریفائٹ کیتھوڈس کا استعمال کرتی ہے ، جبکہ ایلومینیم الیکٹرولیسس کاربن انوڈس اور اسٹیل کیتھوڈس کا استعمال کرتی ہے۔
جب براہ راست کرنٹ کا اطلاق ہوتا ہے تو ، الیکٹرولائٹ میں کیشنز (جیسے Na⁺ اور Al de) کیتھڈ میں منتقل ہوجاتے ہیں ، الیکٹرانوں کو حاصل کرتے ہیں اور کم ہوجاتے ہیں ، جبکہ anions (جیسے Cl⁻ اور O²⁻) انوڈ میں منتقل ہوجاتے ہیں ، الیکٹرانوں کو کھو دیتے ہیں اور آکسائڈائزڈ ہوتے ہیں۔ ایک مثال کے طور پر کلور - الکلی الیکٹرولیسس لے جانا ، نمکین پانی (NACL حل) الیکٹروائلیزر میں ہائیڈروجن (کیتھوڈ) ، کلورین (انوڈ) ، اور سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ میں گل جاتا ہے۔ یہ عمل دنیا کے تقریبا half نصف کاسٹک سوڈا اور کلورین پیداواری صلاحیت کی حمایت کرتا ہے۔
اہم اقسام اور ایپلی کیشنز
الیکٹرویلیٹ کی حالت پر منحصر ہے ، الیکٹرولائزرز کو تین قسموں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: آبی حل الیکٹرویلائزر ، پگھلا ہوا نمک الیکٹروائلائزر ، اور ٹھوس الیکٹرولائٹ الیکٹرویلائزر:
1. پانی کا حل الیکٹرولائزر
یہ سب سے عام قسم ہے ، جیسے کلور - الکالی صنعت ، الیکٹروپلاٹنگ ، اور پانی کے علاج جیسے ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر ، الکلائن واٹر الیکٹرولیسس (اے ای ایل) اور پروٹون ایکسچینج جھلی الیکٹرولیسس (پی ای ایم) اس وقت سبز ہائیڈروجن کی تیاری کے لئے مرکزی دھارے میں شامل ٹیکنالوجیز ہیں۔ وہ ہائیڈروجن اور آکسیجن تیار کرنے کے لئے پانی تقسیم کرتے ہیں ، جو ایندھن سیل گاڑیوں اور کیمیائی صنعت کے لئے صاف توانائی فراہم کرتے ہیں۔
2. پگھلا ہوا نمک الیکٹرولیسس خلیوں کو اعلی - درجہ حرارت میں پگھلے ہوئے دھاتوں یا آکسائڈ کے الیکٹرولیسس کے لئے استعمال کیا جاتا ہے ، جس میں ایک عام ایپلی کیشن ایلومینیم الیکٹرویلیسس (ہال - ہورولٹ عمل) ہوتی ہے۔ اس خلیے میں ، ایلومینیم آکسائڈ (ال₂و ₃) ایک پگھلے ہوئے نمک میں تحلیل ہوتا ہے جسے کریوولائٹ (na₃alf₆) کہتے ہیں۔ اس کے بعد مائع ایلومینیم اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کو کاربن انوڈ میں الیکٹرولائز کیا جاتا ہے۔ اس عمل سے عالمی سطح پر 90 ٪ سے زیادہ پرائمری ایلومینیم پیدا ہوتا ہے۔ ہلکی دھاتوں جیسے میگنیشیم اور لتیم نکالنے سے بھی اسی طرح کی ٹکنالوجی پر انحصار ہوتا ہے۔
3. ٹھوس الیکٹرولائٹ الیکٹرولیسس سیل
سیرامک یا پولیمر ٹھوس الیکٹرولائٹس (جیسے یٹریئم - مستحکم زرکونیا (وائی ایس زیڈ) کا استعمال کرتے ہوئے ، یہ خلیات اعلی درجہ حرارت پر آئنوں (جیسے او ₂⁻ یا H⁺) کا انعقاد کرسکتے ہیں۔ زیرو - کاربن انرجی سسٹم۔
تکنیکی چیلنجز اور ترقیاتی رجحانات
اگرچہ الیکٹرولائزر ٹیکنالوجی نسبتا prict بالغ ہے ، لیکن بہتری کے لئے اہم کمرہ باقی ہے۔
توانائی کی بچت میں بہتری: روایتی ایلومینیم الیکٹرویلائزرز زیادہ سے زیادہ 13،000 - 15،000 کلو واٹ/ٹن استعمال کرتے ہیں۔ نئی نسل کے غیر فعال انوڈ ٹکنالوجی توانائی کی کھپت اور کاربن کے اخراج کو کم کرسکتی ہے۔
مادی جدت: PEM الیکٹرولائزرز کے لئے پلاٹینم کیٹالسٹ مہنگے ہیں ، اور غیر - قیمتی دھات کی کاتالسٹس تیار کرنا ایک پیشرفت ہے۔
بڑے - اسکیل اور ذہین: کلور - الکالی صنعت نے کئی سو ایمپریوں سے دہائیوں قبل ایک ہی - سیل کی گنجائش میں اضافہ دیکھا ہے ، جس میں ڈیجیٹل ٹوئن ٹکنالوجی کے ذریعہ عین مطابق کنٹرول کو قابل بنایا گیا ہے۔
"ڈبل کاربن" اہداف کے ذریعہ کارفرما ، الیکٹرولائزر نئی توانائی کی صنعت کی چین میں بنیادی سامان بن رہے ہیں۔ چاہے یہ سبز ہائیڈروجن کی پیداوار ، بیٹری میٹریل پروڈکشن ، یا مستقبل کے جوہری فیوژن ری ایکٹرز کے لئے ٹریٹیم بریڈر پرتوں کا ڈیزائن ہو ، یہ "الیکٹرو کیمیکل فیکٹری" ضروری مدد فراہم کرتے ہیں۔ مواد سائنس اور پاور الیکٹرانکس میں ترقی کے ساتھ ، الیکٹرولائزرز کی کارکردگی کی حدود میں توسیع جاری رہے گی ، جس سے عالمی صنعت کو سبز اور زیادہ موثر عمل کی طرف بڑھایا جائے گا۔
