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  전기분해로 염소발생 시, 양극을 2개로 접촉시의 질문
  글쓴이 : 닉네임1231   고유ID : parkdh8708     날짜 : 19-01-02 14:16     조회 : 139    
   전기분해 모형도.png (23.0K), Down : 5, 2019-01-02 14:16:38

안녕하세요 염소생성 System 업체에서 근무하고 있는 직원입니다.
전기분해에 관한 궁금증이 있어 글을 씁니다.

현재 해수, 염수 전기분해를 통해 염소를 생성 하고 있습니다.
양극, 음극 모두 티타늄을 사용하고 있습니다.
일반적으로는 양극, 음극 티타늄을 사용하여 인가 전류 80A, 전류밀도 100mA/cm2
의 조건으로 발생을 시키는데,

질문 1.
만약 첨부된 그림과 같이 철 시편(상대적으로 면적이 작음) 을 달았을 시, 철이 먼저 부식이 되는지, Ti 전극이
부식이 되는지 알고 싶습니다.

질문 2.
첨부된 그림과 같이 셋팅이 되어 있다면, 전류밀도의 분포는 어떻게 달라지는지 알고 싶습니다.


예상하기로는, 철이 부식되어 녹을 생성 할 것같으며, 전류 밀도 역시 상대적으로 면적이 작은 철시편에
100mA/cm2이 아닌 그 이상의 전류밀도가 집적 되어 열을 발생 시킬 것 으로 추정되는데,
혹시 해당 분야에 관해서 해박한 지식이 있으시다면 도움을 요청 드립니다.


혹 관련 문헌이나, 참고할 만한 자료가 있다면 첨부 해주셔도 너무 감사할 것 같습니다.
감사합니다. 수고하십시오.

Stefano    19-01-02 18:56
A1. 전기분해조 양극에서는 2Cl-  --> Cl2 + 2e와 같이 산화반응이 일어나는데 사용되는 Ti 전극보다 연결된 철의 부식이 먼저 일어나 Fe -->  Fe2+ +  2e와 같은 반응이 일어나면서 함께 전자를 방출할 것입니다.  철보다 Ti가 부식이 잘된다면 Ti 전극을 사용할 이유가 없겠지요.

A2. 전자는 전극으로부터 직류전원장치로 흘러가게 될 터인데 함께 일어나는 철이 부식되는 반응에 의해 Cl2 생성이 줄게된다면 양극에 공급하는 전류의 양을 줄어들 것이므로  Fe가 함께 연결된 양극 전류는 동일하나 Cl2 발생이 줄면서 Ti 전극의 전류밀도는 줄어들지만  아마도.. 음극 전류는 동일할 것으로 봅니다. 

왜 철 시편을 매달았는지 궁금합니다. 
전기화핛 전문가의 도움을 받기 전에 실험의도를 보충설명해 주세요.
닉네임1231 parkdh8708   19-01-07 09:51
Stefano 님 답변 너무나 감사합니다.


그림과 같이 철 시편을 달아 둔 것처럼 모형을 짠 이유는,

일반적으로 티타늄 양극,음극을 사용하여 전기분해를 진행 하나, 설비에 어떤 문제가 생겨 (도장이 벗겨지거나, 절연파괴가 일

어 났을 시,) 마치 노출된 부위가 철 시편이 연결 된 것과 같은 효과가 있을 것으로 판단하여 모형을 짜게 되었습니다.

해당 노출부위는 티타늄전극 면적에 비해 매우 작을 것으로 예상 됩니다.


실제로, 전기분해 설비의 파워피딩부 및 그 주위 부품들이 고온으로 인해 녹거나, 심한 부식을 일으키게

되어 해당 질문을  하게 되었습니다.


즉, 티타늄 전극 사이 철 시편이 갑자기 연결 된 것처럼, 그림과 같은 형태로 운전 되지 않았을까 하여 질문 드렸습니다.


답변 주셔서 다시한번 너무 감사드립니다.
스테파노 Stefano   19-01-10 14:01
전기분해설비는 대부분 부식에 잘 견디는 비금속 재질을 사용하고 이들중 대부분이 80도 이상의 고온에 견디지 못하기 때문에 품질관리 목적와 재료보호를 위하여 전기분해 과정에서 발열되는 열을 냉각함으로써 일정온도로 유지해 주고 있습니다.

금속재질을 사용하는 경우 (PE/PP/PVC/FRP/PTFE/FRP 등) 고분자로 Lining 하도록 하고 피막이 손상되지 않도록 보호해 줄 필요가 있겠지요.  한번 부식되면 처음 설정한 모델과 같은 상태가 유지되지 않을 것이므로 시간경과에 따른 상황변화에도 관심을 둘 필요가 있습니다.
닉네임1231 parkdh8708   19-01-10 14:47
Stefano 님 항상 정성스런 답변 달아주셔서 감사합니다!
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