תא אלקטרוליטי של קרום יונים מורכב בעיקר מאנודה, קתודה, קרום חילוף יונים, מסגרת תא אלקטרוליטי ומוט נחושת מוליך. תאי היחידה משולבים בטור או במקביל ליצירת סט ציוד שלם. האנודה עשויה מרשת טיטניום ומצופה בתחמוצות טיטניום ורותניום כדי לשפר את עמידות ויעילות קורוזיה, בעוד שהקתודה עשויה מניקל; ממברנות חילוף יונים (כגון ממברנות חילוף קטיונים) מאפשרות באופן סלקטיבי ליוני נתרן לעבור דרכן ומבודדות את תאי האנודה והקתודה.

תא אלקטרוליזה ממברנלי מסוגל לבצע אלקטרוליזה של מלח ומים לייצור גז כלור וסודה קאוסטית, ולאחר מכן לייצר אקונומיקה נתרן תת-כלוריט לשימוש ביתי או תעשייתי.

עקרון עבודה ויישום

בהתבסס על החדירות הסלקטיבית של ממברנות חילוף קטיונים, בעת אלקטרוליזה של תמיסת מלח רוויה, נוצר גז כלור באנודה, גז מימן משתחרר בקתודה, ונתרן הידרוקסידי משתחרר דרך תא הקתודה, מה שמשפר משמעותית את טוהר המוצר. טכנולוגיה זו נמצאת בשימוש נרחב בתעשיית הכלור האלקלי כדי להפחית את צריכת האנרגיה והזיהום.

פיתוח ושיפור טכנולוגי

אופטימיזציה של חומרים: טכנולוגיית ציפוי אנודה (כגון שיטות ציפוי פטנטיות) משפרת את חיי האלקטרודה ואת יעילותה, ומפחיתה את תכולת גז הזיהום.

שדרוג ציוד: תאים אלקטרוליטיים דו-קוטביים בעלי צפיפות זרם גבוהה משפרים את כושר הייצור והיציבות באמצעות תכנון מחזור טבעי.

התקדמות בלוקליזציה: אלקטרוליזרים מקומיים המבוססים על קרום חילוף יונים מתקרבים בהדרגה לציוד מיובא מבחינת צריכת חשמל, יעילות זרם ומדדים אחרים, ותומכים בטרנספורמציה של רשת קטבים ובפעולה ארוכת טווח.

בקרת וניהול תהליכים

פעולתם של תאים אלקטרוליטיים דורשת בקרה קפדנית על פרמטרים כגון טמפרטורה, ריכוז מלח וקצב זרימה, ואופטימיזציה של הבקרה האוטומטית כדי לשמור על ייצור יציב. לדוגמה, יש להשלים את תא הקתודה עם תמיסת NaOH כדי לשפר את המוליכות מבלי לפגוע בטוהר.