التفاعلات وتبدلات الطاقة :

‏فولطية الانحلال والفعالية الفولطية : تنتج الطاقة المستخدمة في التحليل الكهربائي للمياه المالحة من جريان التيار وجهد الخلية . ويمكن استخراج الفولطية النظرية ، او الأصغرية اللازمة للمعالجة من معادلة جس - هلمهولتس – Gibbs  Helmholz  التي توضح العلاقة بين الطاقة الكهربائية وحرارة التفاعل في الجهاز:

‏حيث :

E  ‏= الفولطية النظرية للتحلل

DH =  تبدل المحتوى الحراري للتفاعل ( انتالبية التفاعل )

J  = المكافىء الكهربائي للحرارة

‏ T = درجة الحرارة المطلقة

F  = ‏ ثابت فراداي

‏ n  = عدد المكافئات المشاركة

‏ويمكن ايجاد حرارة التفاعل في تحليل الملح كهربائيا من كميات حرارة التشكيل لكل المقومات في التفاعل العام .

‏عند استبدال قيمة DH  في معادلة جس - هيلمهولتس واهمال التبدل في الفولطية مع درجة الحرارة ، تبين ان قيمة E ‏هي 2.31 ‏فولطا . وتشتمل اسقاط / TdE  dT على خطا يقل عن  10 % لمعظم الخلايا .

‏ونسبة الفولطية النظرية الى الفولطية المستخدمة فعلا هي الفعالية الفولطية للخلية . وتتراوح الفعاليات الفولطية من 60 ‏- 75 ‏% . ووفقا لقانون فراداي ، فان تيارا كهربائيا 96500 ‏كولون يعبر الخلية ينتج مكافئا غراميا واحدا للتفاعل الكيميائي على كل الكترود . وتحتاج الخلايا عادة الى اكثر من هذه الكمية بسبب التفاعلات الجانبية . تعزف نسبة التيار النظري الى التيار الفعلي المستخدم على انها فعالية التيار . وتتراوح فعاليات التيار من 95 ‏- 97 ‏% ، وبدون تحديد اخر ، تعرف بوصفها فعاليات تيار الكاثود . بتقسيم التيار على مساحة المنطقة التي يؤثر عليها يعرف بكثافة التيار. ويفضل القيمة العالية . وفعالية الطاقة للخلية هي ناتج فعالية الفولطية وفعالية التيار.

‏هناك تعبير اخر هو فعالية التحلل ، وهو نسبة المكافئات المنتجة في الخلية الى المكافئات المشحونة . وتصل فعالية التحلل في الخلية التجارية العادية الى 75-80 % ‏. ويقال بان فعاليات الانحلال تصل الى 75 ‏- 80 ‏% تقريبا في الخلايا الغشائية الكبيرة الحديثة . يجري تشغيل الخلايا الرقية للحصول على فعاليات انحلال عالية لمواجهة مصاعب هجرة ايونات الهيدروكسيل عائدة الى الانود ، مما يؤدي الى تشكل ايون الهيبوكلوريت . تنحل ايونات الهيدروكسيل على الانود بالتفاعل التالي :

2OH^-→ H₂O + ½ O₂ + 2e^-

‏يتفاعل الاكسجين المتشكل مع غرافيت الانودات ، الامر الذي يسبب نقصاً في عمرها . ولكنه لا يتفاعل في الخلايا ذات الانودات المعدنية .

‏نماذج الخلايا : منذ سنوات قليلة فقط ، بدا وكان السيطرة في هذه المجال ستكون للخلايا الزئبقية بسبب جودة انتاجها وتخفيض حاجة التبخر ، ولكن برزت صعوبات غير متوقعة . فقد اكتشف ان تفريغ الزئبق الى المياه المجاورة ، ولو بكميات قليلة ، هو مصدر الزئبق المثيلي الذي تسبب بداء الضعف واول ما لوحظ عند الاطفال اليابانيين . ادى هذا الربط الى تخفيض شديد في اجازة تفريغ الزئبق الى الهواء او الماء ، وادى اليوم الى قيام بعض البلدان بحظر انتاج الخلايا الزئبقية بصورة تامة .

‏عملت التصاميم المحسنة للخلايا الغشائية وتصاميم التنقية الاكثر حداثة والأقل كلفة على خفض التكاليف الى الدرجة التي يبدو معها اليوم وكان الخلايا الغشائية التي تحمل أنودات التيتانيوم الثابتة بعدياً هي على وشك ان تسيطر على هذه الميدان. وفي هذه العمل الذي يتقدم ببطء لابد ان تكون التغييرات بطيئة ايضاً. في عام 1979 ‏، كان 50 % ‏من الانتاج العالمي من الخلايا الزئبقية و 49 ‏% من الخلايا الرقية . وفي الولايات المتحدة ، استخدمت 74.3 ‏من المصانع الخلايا الرقية و 20.3 ‏% الخلايا الزئبقية . وفي اليابان ، نجد ان الخلايا الزئبقية قد استبدلت كلياً بحلول عام 1984 ، ستكون الخلايا الغشائية هي التقنية المختارة .

‏لا شيء يحرض تحسين المعالجة كالمنافسة الشديدة التي تهدد الوجود ، ومن هنا ، ربما تتحسن الخلايا الزئبقية والرقية بسرعة وتبقى فترة اطول .