單極電解槽英文解釋翻譯、單極電解槽的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 monopolar cell

分詞翻譯：

單極的英語翻譯：

【電】 homopolar; monopole; single pole; unipolar

電解槽的英語翻譯：

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

專業解析

單極電解槽（Monopolar Electrolyzer）是一種常見的電解裝置設計類型，其核心特征在于每個電極（陽極或陰極）僅與電源的一個極性（正極或負極）直接相連。這與雙極電解槽的設計原理形成鮮明對比。

以下是其詳細解釋及關鍵特點：

基本結構與工作原理
- 在單極電解槽中，多個獨立的電解單元（或稱為“電解室”）通常以并聯方式連接在直流電源上。
- 每個電解單元包含自己的陽極和陰極，它們分别通過獨立的導線連接到電源的正極（陽極）和負極（陰極）。
- 電流從電源正極流出，流經所有并聯單元的陽極，然後穿過電解液（或離子交換膜），到達各自單元的陰極，最後彙流回到電源負極。
- 因此，每個電極都隻承擔單一極性（正或負）的電位。
電極特性
- 單極性電極：這是單極電解槽的标志。每個電極闆隻有一面是有效的工作面（陽極面或陰極面），電流從電極背部流入或流出，僅在一側發生電化學反應。
- 結構：電極通常由金屬闆（如鋼、鎳）或塗覆有活性催化層的基闆（如钛基塗钌銥氧化物陽極、鎳基陰極）制成。
電流路徑與電壓/電流關系
- 并聯電路：所有電解單元并聯連接。
- 槽電壓：每個電解單元的工作電壓大緻相同（取決于具體的電化學反應，如水的電解約1.8-2.2V）。整個電解槽的總電壓（輸入電壓）等于單個單元的工作電壓。
- 總電流：流經整個電解槽的總電流等于流經所有并聯單元電流的總和。因此，單極電解槽適合在相對較低電壓、較高電流的條件下運行。例如，要獲得較大的總電流輸出，隻需增加并聯的單元數量，而輸入電壓保持不變。
主要應用
- 單極電解槽設計相對簡單，制造和維護成本通常低于雙極式。
- 常見于一些規模相對較小或對電壓要求不高的電解過程，例如：
  - 某些金屬電鍍或精煉過程。
  - 小型水電解制氫裝置。
  - 部分化工産品的電解合成。
與雙極電解槽的對比
- 雙極電解槽：電極是雙極性的，一塊電極闆的一面是陽極，另一面是陰極。多個電解單元在物理上串聯堆疊，電流依次穿過所有單元。其特點是高電壓、低電流運行，總電壓是各單元電壓之和，總電流等于單個單元的電流。雙極式結構更緊湊，效率通常更高，更適合大規模工業應用（如大型氯堿工業、大型水電解制氫）。
- 單極電解槽：如前所述，低電壓、高電流運行，結構相對簡單直接。

漢英對照關鍵術語：

單極電解槽： Monopolar Electrolyzer (或 Monopolar Cell)
電極： Electrode
陽極： Anode
陰極： Cathode
單極性電極： Monopolar Electrode
并聯： Parallel Connection
槽電壓： Cell Voltage
電流： Current
電解液： Electrolyte
離子交換膜： Ion Exchange Membrane

權威性來源參考 (基于專業電化學及化工工程知識庫)：

電化學工程标準教材：如 J. Newman and K. E. Thomas-Alyea 的 Electrochemical Systems 等經典著作詳細闡述了不同類型電解槽（包括單極和雙極）的設計原理、電流分布和性能比較。
工業電化學過程手冊：如 Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology (James A. Kent 主編) 或特定領域的專著（如氯堿工業、水電解技術手冊）通常會介紹實際應用中單極和雙極槽的選擇依據和實例。
電化學學會出版物：該領域頂級學術組織（The Electrochemical Society）的期刊（如 Journal of The Electrochemical Society）和會議論文集中有大量關于電解槽設計、優化和性能研究的學術論文，是前沿技術信息的可靠來源。
主要電解設備制造商技術文檔：知名電解設備供應商（如提供水電解設備的 Siemens Energy, Nel Hydrogen, 或氯堿設備供應商）的産品技術說明或白皮書會描述其設備采用的技術路線（單極或雙極）及其優缺點。

網絡擴展解釋

單極電解槽是電解槽的一種分類形式，其核心特點體現在電極連接方式和電流路徑設計上。以下從結構、工作原理、優缺點等方面進行詳細說明：

電極連接方式
- 單極式電解槽中，所有同極性電極（如陽極或陰極）直接并聯連接到直流電源的正極或負極。例如，所有陽極并聯接電源正極，所有陰極并聯接電源負極。
- 這種連接方式使得每個電極的兩面均為同一極性（同為陽極或陰極），電極之間通過電解液形成并聯電路。
電流與電壓特性
- 工作時，總電流為各并聯電極電流之和，因此單極槽通常需要較大的電流和較低的電壓。例如，若單個電極電流為100A，10個并聯電極總電流可達1000A，而電壓僅需單個電極反應的電壓值。
- 相比之下，雙極式電解槽采用串聯結構，總電壓較高但電流較小。
結構特點
- 單極槽通常采用翻騰式或回流式水流設計，電極闆多為平闆結構，通過簡單物理連接即可完成組裝。
- 由于電極并聯，槽内電場分布相對均勻，但需要更多導線連接，可能增加内阻損耗。
優缺點分析
- 優點：整流器成本較低（因低電壓需求），電極連接簡單易維護，適合小規模或實驗室場景。
- 缺點：高電流導緻導線發熱量大，能耗較高；電壓較低時電解效率可能受限，且電極材料易受均勻性影響。
典型應用主要用于早期工業電解工藝，如氯堿工業中的隔膜法電解槽，以及電鍍、金屬精煉等對電流密度要求較高的場景。

總結來看，單極電解槽通過并聯電極實現低電壓運行，適合特定場景需求，但隨着技術進步，雙極式電解槽因能耗更低逐漸成為主流。實際選擇需綜合考慮成本、效率和安全因素。