单极电解槽英文解释翻译、单极电解槽的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 monopolar cell

分词翻译：

单极的英语翻译：

【电】 homopolar; monopole; single pole; unipolar

电解槽的英语翻译：

electrobath
【化】 electrolytic bath; electrolytic cell; electrolyzer
【医】 electrolysis bath

专业解析

单极电解槽（Monopolar Electrolyzer）是一种常见的电解装置设计类型，其核心特征在于每个电极（阳极或阴极）仅与电源的一个极性（正极或负极）直接相连。这与双极电解槽的设计原理形成鲜明对比。

以下是其详细解释及关键特点：

基本结构与工作原理
- 在单极电解槽中，多个独立的电解单元（或称为“电解室”）通常以并联方式连接在直流电源上。
- 每个电解单元包含自己的阳极和阴极，它们分别通过独立的导线连接到电源的正极（阳极）和负极（阴极）。
- 电流从电源正极流出，流经所有并联单元的阳极，然后穿过电解液（或离子交换膜），到达各自单元的阴极，最后汇流回到电源负极。
- 因此，每个电极都只承担单一极性（正或负）的电位。
电极特性
- 单极性电极：这是单极电解槽的标志。每个电极板只有一面是有效的工作面（阳极面或阴极面），电流从电极背部流入或流出，仅在一侧发生电化学反应。
- 结构：电极通常由金属板（如钢、镍）或涂覆有活性催化层的基板（如钛基涂钌铱氧化物阳极、镍基阴极）制成。
电流路径与电压/电流关系
- 并联电路：所有电解单元并联连接。
- 槽电压：每个电解单元的工作电压大致相同（取决于具体的电化学反应，如水的电解约1.8-2.2V）。整个电解槽的总电压（输入电压）等于单个单元的工作电压。
- 总电流：流经整个电解槽的总电流等于流经所有并联单元电流的总和。因此，单极电解槽适合在相对较低电压、较高电流的条件下运行。例如，要获得较大的总电流输出，只需增加并联的单元数量，而输入电压保持不变。
主要应用
- 单极电解槽设计相对简单，制造和维护成本通常低于双极式。
- 常见于一些规模相对较小或对电压要求不高的电解过程，例如：
  - 某些金属电镀或精炼过程。
  - 小型水电解制氢装置。
  - 部分化工产品的电解合成。
与双极电解槽的对比
- 双极电解槽：电极是双极性的，一块电极板的一面是阳极，另一面是阴极。多个电解单元在物理上串联堆叠，电流依次穿过所有单元。其特点是高电压、低电流运行，总电压是各单元电压之和，总电流等于单个单元的电流。双极式结构更紧凑，效率通常更高，更适合大规模工业应用（如大型氯碱工业、大型水电解制氢）。
- 单极电解槽：如前所述，低电压、高电流运行，结构相对简单直接。

汉英对照关键术语：

单极电解槽： Monopolar Electrolyzer (或 Monopolar Cell)
电极： Electrode
阳极： Anode
阴极： Cathode
单极性电极： Monopolar Electrode
并联： Parallel Connection
槽电压： Cell Voltage
电流： Current
电解液： Electrolyte
离子交换膜： Ion Exchange Membrane

权威性来源参考 (基于专业电化学及化工工程知识库)：

电化学工程标准教材：如 J. Newman and K. E. Thomas-Alyea 的 Electrochemical Systems 等经典著作详细阐述了不同类型电解槽（包括单极和双极）的设计原理、电流分布和性能比较。
工业电化学过程手册：如 Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology (James A. Kent 主编) 或特定领域的专著（如氯碱工业、水电解技术手册）通常会介绍实际应用中单极和双极槽的选择依据和实例。
电化学学会出版物：该领域顶级学术组织（The Electrochemical Society）的期刊（如 Journal of The Electrochemical Society）和会议论文集中有大量关于电解槽设计、优化和性能研究的学术论文，是前沿技术信息的可靠来源。
主要电解设备制造商技术文档：知名电解设备供应商（如提供水电解设备的 Siemens Energy, Nel Hydrogen, 或氯碱设备供应商）的产品技术说明或白皮书会描述其设备采用的技术路线（单极或双极）及其优缺点。

网络扩展解释

单极电解槽是电解槽的一种分类形式，其核心特点体现在电极连接方式和电流路径设计上。以下从结构、工作原理、优缺点等方面进行详细说明：

电极连接方式
- 单极式电解槽中，所有同极性电极（如阳极或阴极）直接并联连接到直流电源的正极或负极。例如，所有阳极并联接电源正极，所有阴极并联接电源负极。
- 这种连接方式使得每个电极的两面均为同一极性（同为阳极或阴极），电极之间通过电解液形成并联电路。
电流与电压特性
- 工作时，总电流为各并联电极电流之和，因此单极槽通常需要较大的电流和较低的电压。例如，若单个电极电流为100A，10个并联电极总电流可达1000A，而电压仅需单个电极反应的电压值。
- 相比之下，双极式电解槽采用串联结构，总电压较高但电流较小。
结构特点
- 单极槽通常采用翻腾式或回流式水流设计，电极板多为平板结构，通过简单物理连接即可完成组装。
- 由于电极并联，槽内电场分布相对均匀，但需要更多导线连接，可能增加内阻损耗。
优缺点分析
- 优点：整流器成本较低（因低电压需求），电极连接简单易维护，适合小规模或实验室场景。
- 缺点：高电流导致导线发热量大，能耗较高；电压较低时电解效率可能受限，且电极材料易受均匀性影响。
典型应用主要用于早期工业电解工艺，如氯碱工业中的隔膜法电解槽，以及电镀、金属精炼等对电流密度要求较高的场景。

总结来看，单极电解槽通过并联电极实现低电压运行，适合特定场景需求，但随着技术进步，双极式电解槽因能耗更低逐渐成为主流。实际选择需综合考虑成本、效率和安全因素。