Межэлектродный зазор

Относительный объём электролита на единицу поверхности электродов определяется величиной межэлектродного зазора (МЭЗ). В разных вариантах он колеблется от долей миллиметров до нескольких сантиметров. Увеличение МЭЗ приводит к росту омических потерь. В то же время, если МЭЗ слишком мал, то возможно короткое замыкание, либо резкое изменение концентрации реагирующих веществ в приэлектродной области. В связи с этим иногда применяется циркуляция и дополнительный запас электролита в сочетании с малым МЭЗ. Так можно осуществить электрохимическое формообразование (анодную обработку (ЭХРО) и катодное формообразование).

В этих случаях большую роль играют предельные диффузионные токи. Рабочие плотности тока выбираются такими, чтобы максимально локализовать процесс обработки. Это достигается использованием соответствующих режимов. Локализация процесса в присутствии диффузионных ограничений (наличия предельных диффузионных токов) снижается.

Токовые нагрузки

Токовая нагрузка определяет возможность протекания процесса с максимальным выходом по току, а также величин поверхностной и объёмной температур. Последние, как правило, не должны достигать температуры кипения раствора, поскольку при наличии паро- и газовыделения на одном из электродов резко возрастает сопротивление току и, как следствие, напряжение на ячейке (ванне). Тем не менее, в некоторых случаях специально достигают таких условий, при которых на поверхности электродов образуется парогазовая оболочка. В тех случаях, когда она является проводящей, возможно:

1. осуществление процессов электрохимической обработки и упрочнение поверхности, вследствие термических процессов.

2. насыщение поверхности компонентами электролита и управление составом поверхностного слоя.

Достижение высоких поверхностных температур, не превышающих температуру кипения, оказывает положительное влияние на степень локализации процесса электрохимической обработки.

Сепараторы

Очень часто между разноимёнными электродами помещают сепараторы (разделители) из диэлектрических материалов (иногда просто мешковину). Их функции различны - от механического разделения электродов и предотвращения их случайного соприкосновения (защита от короткого замыкания), до максимально возможного (без нарушения ионной проводимости), разделения околокатодного и околоанодного пространств (анолита и католита). Сепараторы не должны сильно увеличивать омические потери и должны быть устойчивы к применяемым электролитам и термическим условиям. При ЭХРО с малыми МЭЗ сепараторы не применяются.

В то же время они широко используются в системах, обеспечивающих мягкую регулировку pH, вследствие осуществления электролиза водного раствора.

Широкое распространение в настоящее время получили ионно-обменные мембраны, которые играют роль сепараторов. Они используются в системах очистки воды, получения чистых растворов, обессоливания и др.

Подвод и отвод компонентов реакции

Как правило, электрохимические реакторы, являются реакторами периодического действия (гальванические ванны, станки ЭХРО). Однако в настоящее время начинают применяться электрохимические источники тока постоянного действия (топливные элементы). В реакторах периодического действия подвод и отвод реагентов может осуществляться при естественной конвекции (гальванические ванны, ванны оксидирования, анодной обработки и др.), но может использоваться, как в условиях ЭХРО, циркуляция электролита через межэлектродный зазор. Циркуляция электролита используется также во многих электрохимических методах очистки сточных вод, например, при электрокоагуляции, в некоторых процессах электрохимического синтеза, при электроосаждении металлов и сплавов и др. технологиях.