Klor-alkali elektrolizde gaz difüzyon elektrotların karakterizasyonu için galvanostatik akım kesme ölçümleri

Abstract

Klor-alkali elektrolizi, kimya endüstrisinde en dikkate değer proseslerden biridir, diğer inorganik kimya prosesleriyle kıyaslandığında, en fazla üretim uygulaması içeren daldır. Klor ve kostik soda için elektrokimyasal üretim prosesleri 19. yy.'dan beri bilinmektedir. Zamanla prosesteki yeni gelişmeler ve ilerlemelerle başarılı bir şekilde enerji tüketimi azaltılabildi, buna rağmen klor-alkali endüstrisi tüm dünyada en fazla elektrik tüketen proseslerden biridir. Oksijen tüketen gaz difüzyonu elektrotunun katod olarak kullanımı uygulamasıyla, enerji tüketimi teorik olarak 30% azaltılabilir. Gaz difüzyon elektrotlarının (GDE) kullanımına bağlı olarak 30% enerji tasarrufu sağlanabilirse, bu aynı zamanda açığa çıkan CO2 gaz emisyonunun da tabiatta azaltılabileceği anlamına gelir. Bu ayrıntılı çalışmada temel, deneysel olarak elde edilen galvanostatik akım kesme ölçümlerine dayanır. Gaz difüzyon elektrotunun çalışma sistemleri incelenmiş ve elektrotların gelişimine katkı sağlamak amaçlanmıştır. Bölüm 2 klor-alkali elektrolizinin teorisini içermekte, dünyadaki klor ve kostik soda üretimi ve günümüzde bu üretim prosesinin uygulaması ve detayları hakkında bilgi vermektedir. Bölüm 3 hücre voltajı ve katkısını içermektedir, bölümün ikinci kısmında ise hem elektrokimyasal hücre hem de yakıt pilinde galvanostatik akım kesme tekniği incelenmiştir. Akım kesme ölçülmesinin karakterizasyonu başlığı altındaki bölüm 4'te, deneylerde kullanılan yöntemin uygulaması ve deney düzeneği hakkında bilgi verilmektedir. Bölüm 5 ise deneyin değerlendirilmesi ve deneysel yolla elde edilen sonuçların yorumlanması üzerinedir, akım kesme yöntemi yardımıyla, GDE çeşitlemeleri hakkında bir açıklama sunmaktadır. Bölüm 6 sonuçlar hakkında genel bir değerlendirme sunmakta ve gelecekte yapılacak çalışmalarda, üzerinde durulması gereken hususlara açıklık getirmektedir. Burada sunulan çalışma, endüstriden ortakların da katılmasıyla geniş bir işbirliği içinde gerçekleştirilmiştir. Bazı değerli hususlara, elde edilen sonuçlara, GDE'lerin yapısal planları ve değişimlerine, bu yüksek lisans tezinde projenin gizliliği nedeniyle girilmemiştir