Células eletrolíticas de solução aquosa
As células eletrolíticas de solução aquosa podem ser divididas em dois tipos: células de diafragma e células não{0}}de diafragma. As células do diafragma podem ser divididas em membranas isotrópicas (lã de amianto), membranas iônicas e membranas eletrolíticas sólidas (como -Al2O3); células não-do diafragma podem ser divididas em células de mercúrio e células de oxidação.
A estrutura celular varia dependendo do eletrólito utilizado.
As células eletrolíticas de solução aquosa são divididas em dois tipos: células de diafragma e células não{0}}de diafragma. Células de diafragma são geralmente usadas. Células sem{3}}diafragma são usadas na produção de clorato e no processo de mercúrio para a produção de cloro e soda cáustica. Maximizar a área de superfície do eletrodo por unidade de volume pode melhorar a eficiência de produção da célula. Portanto, os eletrodos nas células eletrolíticas de diafragma modernas são em sua maioria verticais. As células eletrolíticas apresentam diferentes desempenhos e características dependendo do material, estrutura e instalação de seus componentes internos.
Eletrolisadores de sal fundido
Usados principalmente para produzir metais com baixo ponto de-fusão-, eles operam em altas temperaturas e minimizam a entrada de umidade para evitar a redução de íons de hidrogênio no cátodo. Por exemplo, na produção de sódio metálico, o potencial de redução catódica dos íons sódio é muito negativo, dificultando a redução. Portanto, sais fundidos anidros ou hidróxidos fundidos que não contêm íons hidrogênio devem ser usados para evitar a deposição de hidrogênio no cátodo. Portanto, o processo de eletrólise deve ser conduzido em altas temperaturas, como 310 graus para a eletrólise do hidróxido de sódio fundido. Para eletrólitos mistos contendo cloreto de sódio, a temperatura de eletrólise é de cerca de 650 graus.
Temperaturas mais altas da célula eletrolítica podem ser alcançadas variando o espaçamento entre os eletrodos, convertendo a energia elétrica consumida pela queda de tensão ôhmica em calor. Ao eletrólise do hidróxido de sódio fundido, a célula pode ser feita de ferro ou níquel. Ao eletrolisar eletrólitos fundidos contendo cloretos, a introdução inevitável de pequenas quantidades de água das matérias-primas pode gerar gás cloro úmido no ânodo, que é altamente corrosivo para a célula. Portanto, as células para a eletrólise de cloretos fundidos são geralmente feitas de materiais cerâmicos ou fosfatados, enquanto as áreas protegidas do gás cloro podem ser feitas de ferro. Os produtos catódicos e anódicos em eletrolisadores de sal fundido também devem ser adequadamente separados e removidos da célula o mais rápido possível para evitar que o produto catódico, o sódio metálico, flutue na superfície do eletrólito por longos períodos, onde poderia reagir com o produto anódico ou com o oxigênio do ar.
Eletrolisadores não-aquosos
Porque as reações químicas complexas frequentemente envolvidas na produção de produtos orgânicos ou na eletrólise de matéria orgânica em eletrolisadores não{0}}aquosos limitam sua aplicação e raramente são usadas industrialmente. Eletrólitos orgânicos comumente usados têm baixa condutividade e taxas de reação lentas. Portanto, uma densidade de corrente mais baixa e um espaçamento mínimo entre eletrodos são essenciais. Estruturas de eletrodos de leito-fixo ou leito fluidizado-oferecem uma área de superfície de eletrodo maior, aumentando a capacidade do eletrolisador.
