ちょっと、そこ！アルカリ水電解製品のサプライヤーとして、私は最近、アルカリ水電解で一般的に使用される電解質について多くの質問を受けてきました。それで、私はこのブログ投稿をまとめて、いくつかの洞察を共有し、混乱を解消すると思いました。
基本から始めましょう。アルカリ水電気分解は、電流を使用して水分子（H₂O）を水素（H₂）と酸素（O₂）に分割するプロセスです。これは、電解溶液を使用して電極間のイオンの動きを促進するために使用される電解因子で行われます。電解質の選択は、電解プロセスの効率、パフォーマンス、および全体的なコストに大きな影響を与える可能性があるため、重要です。
水酸化カリウム（KOH）
アルカリ水電解で最も一般的に使用される電解質の1つは、水酸化カリウム（KOH）です。 KOHは、水中で完全に解離してカリウムイオン（K⁺）と水酸化物イオン（OH⁻）を形成する強力な塩基です。水酸化物イオンは、電極間で電荷を運ぶことにより、電解プロセスで重要な役割を果たします。
KOHを使用することの主な利点の1つは、その高いイオン導電率です。これは、電解質溶液を通る電気のより効率的な流れを可能にすることを意味し、それがより高い電解効率につながることを意味します。 KOHはまた、他の一部の電解質と比較して比較的低コストであるため、大規模なアプリケーションにとって魅力的なオプションとなっています。
KOHのもう1つの利点は、その安定性です。高温や圧力など、幅広い動作条件に耐えることができます。これにより、さまざまな種類のアルカリ水電解器での使用に適しています。正方形の設計アルカリ水電解器そして正方形の設計電解システム。
ただし、Kohにはいくつかの欠点もあります。これは非常に腐食性であり、これは、時間の経過とともに電極の電極やその他の成分に損傷を与える可能性があることを意味します。これには、電解剤のコストを増加させる可能性のあるニッケルベースの合金などの腐食耐性材料を使用する必要があります。さらに、KOH溶液は、空気から二酸化炭素を吸収し、炭酸カリウム（K₂CO₃）を形成することができます。これにより、電解質の有効性が低下し、電極上の堆積物が形成されます。
水酸化ナトリウム（NAOH）
水酸化ナトリウム（NAOH）は、アルカリ水電解で一般的に使用されるもう1つの電解質です。 Kohのように、Naohは水中で完全に解離してナトリウムイオン（Na⁺）と水酸化物イオン（OH⁻）を形成する強力な塩基です。
NaOHは、高いイオン導電率と良好な安定性を含む、KOHと同様の特性を持っています。また、比較的安価であるため、多くのアプリケーションで人気のある選択肢となっています。ただし、NaOHはKOHよりも導電性がわずかに少ないため、電気分解効率がわずかに低下する可能性があります。
NaOHを使用する利点の1つは、KOHと比較して腐食性が低いことです。これは、より安価なものを含む、より幅広い材料で使用できることを意味します。ただし、KOHと同様に、NaOH溶液は空気から二酸化炭素を吸収し、炭酸ナトリウム（Na₂co₃）を形成することもできます。これにより、電解質の有効性が低下し、電極上の堆積物の形成につながる可能性があります。
水酸化リチウム（lioh）
水酸化リチウム（LIOH）は、アルカリ水電解であまり一般的に使用されていない電解質ですが、興味深い選択肢となるユニークな特性があります。 Liohは、水で解離してリチウムイオン（Li⁺）および水酸化物イオン（OH⁻）を形成する強力な塩基です。
LIOHを使用する主な利点の1つは、水への溶解度が高いことです。これにより、より濃縮された電解質溶液の調製が可能になり、イオン導電率が向上し、電気分解効率が向上する可能性があります。リオはまた、KOHやNaOHよりも融点が低いため、低温で使用できることを意味します。
LiOHのもう1つの利点は、二酸化炭素との反応性が低いことです。これは、電極上に炭酸塩堆積物を形成する可能性が低いことを意味し、電極の長期性能を向上させることができます。ただし、LiohはKOHやNaOHよりも高価であり、大規模なアプリケーションでの使用を制限できます。
他の電解質
KOH、NAOH、およびLIOHに加えて、アルカリ水電解に使用できる他の電解質があります。これらには、異なる水酸化物の混合、および他の塩や酸が含まれます。
たとえば、一部の研究者は、各電解質のユニークな特性を活用するために、KOHとNAOHの混合物の使用を調査しています。 KOHの高いイオン導電率とNaOHの低い腐食性を組み合わせることにより、より効率的で費用対効果の高い電解質溶液を開発することが可能かもしれません。
炭酸カリウム（k₂co₃）や炭酸ナトリウム（ナトコ₃）などの他の塩も、潜在的な電解質として研究されています。これらの塩は、水で解離して炭酸イオン（Co₃²⁻）を形成することができ、これは電気分解プロセスに関与します。ただし、炭酸塩塩の使用はまだ実験段階にあり、その有効性と実用性を判断するには、さらなる研究が必要です。
適切な電解質を選択します
アルカリ水の電解のために電解質を選択するとき、考慮すべきいくつかの要因があります。これらには、電解効率、コスト、安定性、腐食性、環境への影響が含まれます。
一般に、KOHは、その高いイオン導電率と比較的低コストのため、最も一般的に使用される電解質です。ただし、電解質の選択は、特定のアプリケーションと動作条件にも依存する場合があります。たとえば、電解機が高温または圧力で使用される場合、LIOHのようなより安定した電解質がより良い選択かもしれません。
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あなたが研究者、メーカーであろうとエンドユーザーであろうと、私たちはあなたがより効率的で持続可能なアルカリ水の電気分解へのあなたの旅であなたをサポートするためにここにいます。したがって、質問がある場合、または購入の可能性について話し合うことに興味がある場合は、手を差し伸べることをためらわないでください。私たちはいつもチャットをして、私たちがどのように助けることができるかを見てうれしいです。
参照
- Bard、AJ、およびFaulkner、LR（2001）。電気化学的方法：基礎とアプリケーション。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- Hamann、Ch、Hamnett、A。、およびVielstich、W。（1998）。電気化学。 Wiley-VCH。
- Larminie、J。、およびDicks、A。（2003）。説明した燃料電池システム。ジョン・ワイリー＆サンズ。
