Klíčový rozdíl mezi rtuťovým článkem a membránovým článkem je ten, že rtuťový článek obvykle potřebuje vyšší napětí a více energie než membránový článek.
Můžeme použít rtuťové články, diafragmové články a membránové články k výrobě chlóru a hydroxidu sodného v průmyslovém měřítku. Ve všech metodách je základem elektrolýza roztoku chloridu sodného.
Co je rtuťová buňka?
Rtuťový článek nebo rtuťová baterie je elektrochemická baterie, kterou nelze dobíjet. Můžeme jej kategorizovat jako primární článek a je také známý jako baterie z oxidu rtuťnatého, knoflíkový článek a Ruben-Mallory. Typicky rtuťová baterie využívá reakci mezi elektrodami z oxidu rtuťnatého a zinku v alkalickém elektrolytu. Napětí rtuťového článku je 1,35 V, když vybíjení článku zůstává prakticky konstantní. Zde je kapacita mnohem větší než u stejně velké zinko-uhlíkové baterie. Dokonce i v minulosti se tyto baterie používaly jako knoflíkové články pro hodinky, naslouchátka, fotoaparáty a kalkulačky.
Katodou rtuťového článku je typicky buď čistý oxid rtuťnatý (II) nebo směs oxidu rtuťnatého (II) s oxidem manganičitým. Oxid rtuťnatý je však nevodič. Proto k němu musíme přimíchat grafit, abychom zabránili shromažďování rtuti do velkých kapiček. Kromě toho je anoda tohoto článku v podstatě vyrobena ze zinku a od katody se odděluje vrstvou papíru z porézního materiálu, který je nasáklý elektrolytem. Říkáme tomu solný most. Kromě toho je elektrolytem rtuťového článku buď hydroxid sodný nebo hydroxid draselný.
Pokud vezmeme v úvahu elektrické vlastnosti rtuťového článku, pokud je katodou oxid rtuťnatý, mají tyto články velmi plochou vybíjecí křivku, která dokáže udržet napětí na 1,35 V až do posledních 5 % životnosti článku. Kromě toho zůstává napětí v rozmezí 1% po několik let při nízké zátěži. Na druhou stranu rtuťové články s katodou oxidu rtuťnatého a oxidu manganičitého mají výstup 1,4 V a více skloněnou vybíjecí křivku.
Co je to membránová buňka?
Membránový článek je elektrolytický článek užitečný při výrobě hydroxidu sodného a chlóru ze solanky chloridu sodného. Membránový článek zahrnuje proudění roztoku solanky (který se zavádí do anody) z oblasti anody do oblasti katody přes propustnou membránu. V tomto procesu je oblast anody oddělena od oblasti katody pomocí propustné membrány. Membránový článek však vykazuje nižší energetickou účinnost, nízkou šetrnost k životnímu prostředí a nízkou čistotu produktu. Ve srovnání s touto buňkou je membránová buňka optimalizovaným procesem.
Obecně je membránový článek vyroben z porézní směsi azbestu a polymerů. Roztok uvnitř článku může prosakovat tímto materiálem z anodového prostoru do katodového prostoru. Tento článek můžeme použít k získání chlóru z elektrolýzy roztoku chloridu sodného. Anoda je obvykle titanová a katoda je ocelová. Chlor pochází z anody, zatímco vodík pochází z katody. Dále, roztok vycházející z katody je roztok hydroxidu sodného, který je kontaminován chloridem sodným. Aby bylo zajištěno, že kapalina proudí pouze od anody ke katodě, anodový prostor má vždy více kapaliny.
Jaký je rozdíl mezi rtuťovým článkem a membránovým článkem?
Rtuťový článek a membránový článek jsou dva ze tří hlavních článků, které můžeme použít k výrobě chlóru i louhu sodného. Klíčový rozdíl mezi rtuťovým článkem a membránovým článkem je v tom, že rtuťový článek obvykle potřebuje vyšší napětí a více energie ve srovnání s membránovým článkem. Rtuťový článek má typicky zinkovou anodu a katodu vyrobenou buď z čistého oxidu rtuťnatého (II) nebo ze směsi oxidu rtuťnatého (II) s oxidem manganičitým. Membránový článek má naproti tomu titanovou anodu a ocelovou katodu.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi rtuťovým článkem a diafragmovým článkem v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – rtuťový článek vs membránový článek
Rtuťové články a diafragmové články jsou dva články, které můžeme použít k výrobě chlóru a hydroxidu sodného. Klíčový rozdíl mezi rtuťovým článkem a membránovým článkem je ten, že rtuťový článek obvykle potřebuje vyšší napětí a více energie ve srovnání s membránovým článkem.
