m= k x I x β x t (1)
k = A/z*96500
m: redüklenen metal miktarını(g), k: elektrokimyasal ekivalen(g/As), I: akım(A), t: zaman(s), β: akım randımanı(%), z: elektron sayısı, A: redüklenen maddenin atom ağırlığı.
Elektrolizin gerçekleşnesi için gerekli olan potansiyel, teorik olarak uygulanması gerekenden daha yüksektir. Teorik ile pratik arsındaki bu farka aşırı voltaj(η) denir.
Parçalanma potansiyeli (Uz) sistemden geçen akım miktarından bağımsızken, fazla voltajlar ve elektrolitin direncinden kaynaklanan potansiyel düşüşü (IxR) direkt akım şiddetine bağlıdır.Özgün enerji:
W(kWh/kg) = (2)
W: özgün enerji/kWh/kg), t: zaman(s)
Elektrokimyasal yöntemler; rafinasyon elektrolizi(hidrajanden daha soy metallerin saflaştırılması), redüksiyon elektrolizi(EMK serisinde Mn ve daha soy metllerin üretimi ve kazanımı), elektrodiyaliz(atık çözeltilerin giderimi, kısmi tuz giderimi, elektronötral bileşiklerin ve bozunma ürünlerinin proses çözeltilerinden ayırımı) olmak üzere 3 gruptur.
Rafinasyon elektrolizi saf metal ihtiyacını karşılamaktayken, redüksiyon elektrolizi özellikle bazik metallerin kazanımında ve toz metal üretiminde vazgeçilmez bir prosestir. Metal iyonu içeren atık çözeltilerden metal geri kazanımı ve atık çözeltileri metalden arındırılma zorunluluğu, redüksiyon elektrolizi uygulamalarının artmasına neden olmuştur.
Fazla voltaj türleri; konsantrasyon farkından doğan fazla voltaj(ηk), difüzyon voltajı(ηD), reaksiyon voltajı(ηR), aktivasyon voltajı(ηA), kristalizasyon voltajı(ηKr), polarizasyon voltajı(ηT), aşağıdaki gibi formülize edilmiştir.
|
