इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग

इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग रासायनिक इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री की एक शाखा है जो विद्युतयंत्रीय घटनाओं जैसे रासायनिक उत्पादों के इलेक्ट्रोसिंथेसिस,धातुओं के इलेक्ट्रोविनिंग और शोधन, प्रवाह बैटरी और फ्यूल सेल, इलेक्ट्रोडिपोजिशन के माध्यम से सतह संशोधन, इलेक्ट्रोकेमिकल विभाजन और जंग तकनीकी अनुप्रयोगों से संबंधित होती है।

आईयूपीएसी के अनुसार, 'इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग' का शब्द उद्योग या ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए बिजली-गहन प्रक्रियाओं के लिए आरक्षित है, और इसे 'एप्लाइड इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री' के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जिसमें छोटी बैटरी, एम्परोमेट्री सेंसर, माइक्रोफ्लूइडिक्स डिवाइस, माइक्रोइलेक्ट्रोड, सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रॉनिक्स सॉलिड-स्टेट डिवाइस,  वोल्टामेट्री और डिस्क इलेक्ट्रोड आदि सम्मलित  हैं।।

अमेरिका में बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रोकेमिकल ऑपरेशनों के माध्यम से विद्युत का अधिकतर 6% उपयोग किया जाती है।

स्कोप
इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग इलेक्ट्रोड/इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस पर असमान प्रतिस्थापन का अध्ययन व साथ ही व्यावहारिक सामग्री और प्रक्रियाओं के विकास का संयोजन करती है। मौलिक विचारों में इलेक्ट्रोड सामग्री और रिडॉक्स  प्रजातियों के कैनेटीक्स सम्मलित हैं। प्रौद्योगिकी विकास में इलेक्ट्रोकेमिकल रिएक्टरों, उनकी विद्युत क्षमता और विद्युत प्रवाह वितरण, बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की स्थिति,  जल-गत्यात्मकता, ज्यामिति और घटकों के साथ-साथ उपज (रसायन विज्ञान), रूपांतरण दक्षता के संदर्भ में इसके समग्र प्रदर्शन की मात्रा का अध्ययन सम्मलित  है। औद्योगिक विकास के लिए, रिएक्टर और प्रक्रिया डिजाइन, फैब्रिकेशन विधियां, परीक्षण और उत्पाद विकास आवश्यक होते हैं।

इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग, प्रभावी इलेक्ट्रोकेमिकल रिएक्टर का डिजाइन करने के लिए वर्तमान विद्युत वितरण, फ्लूइड फ्लो, मास ट्रांसफर और इलेक्ट्रो रिएक्शन की द्रव्यमानता को ध्यान में रखती है।

अधिकांश इलेक्ट्रोकेमिकल कार्यों को पैरलेल प्लेट इलेक्ट्रोड के साथ फ़िल्टर-प्रेस रिएक्टर में या कम स्थिति में घुमाव दार सिलेंडर इलेक्ट्रोड के साथ हल्के स्टिर किए गए टैंकों में किया जाता है। ईंधन सेल और फ्लो बैटरी स्टैक फ़िल्टर-प्रेस रिएक्टर के प्रकार होते हैं। उनमें से अधिकतर निरंतर कार्य होते हैं।

इतिहास
यह इंजीनियरिंग की शाख धीरे-धीरे रासायनिक इंजीनियरिंग से उत्पन्न हुई जब दशक के मध्य वर्षों में विद्युत शक्ति स्रोत उपलब्ध होने लगे। माइकल फैराडे ने 1833 में अपने विद्युत्क्रिया के कानूनों का वर्णन किया, जो पहली बार विद्युत आवेश और परिवर्तित द्रव्य की मात्रा का सम्बन्ध बताते थे। 1886 में चार्ल्स मार्टिन हॉल ने मोल्टन सॉल्ट में एल्युमीनियम के उत्खनन के लिए एक सस्ती इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया विकसित की, जो पहली सच्ची बड़ी-स्केल इलेक्ट्रोकेमिकल उद्योग की शुरुआत थी। बाद में, हैमिल्टन कास्टनर ने एल्युमिनियम उत्पादन की प्रक्रिया को सुधारा और बड़े मर्कुरी सेलों में ब्राइन का इलेक्ट्रोलाइसिस की विकसित की जिससे रसायन उद्योग में क्लोरीन और कास्टिक सोडा का उत्पादन किया जाता है, जिससे वह कारगर रूप से क्लोर-अल्कली उद्योग की शुरुआत करता है, 1892 में कार्ल केलनर के साथ। अगले साल, 1903 में, पॉल एल. हुलिन ने फ़्लिटर-प्रेस टाइप इलेक्ट्रोकेमिकल सेल को फ़्रांस में पेटेंट किया। सन् 1904 के आसपास, चार्ल्स फ्रेडरिक बर्गेस ने लोहे के इलेक्ट्रोलिटिक रिफाइनिंग का विकास किया और बाद में एक सफल बैटरी कंपनी चलाई। बर्जेस ने 1920 में फील्ड पर एक निबंध प्रकाशित किया जो इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री के लिए पहली पुस्तकों में से एक था। 20वीं सदी के पहले तीन दशकों में, औद्योगिक इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री एक अनुभवशील दृष्टिकोण का अनुसरण किया। दूसरे विश्व युद्ध के बाद, इलेक्ट्रोकेमिकल अभियांत्रिकी की रुझानों का ध्यान विद्वानों ने इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं के मूल तत्वों की ओर खींचा। अन्य उन्नतियों के बीच, क्षमता (1937) ऐसे अध्ययनों की अनुमति देता था। 1962 में कार्ल वैगनर और वेनामिन लेविच ने एक बहती इलेक्ट्रोलाइट की हाइड्रोडायनामिक को एक घुमावती डिस्क इलेक्ट्रोड से जोड़ कर विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम के माध्यम से ऊर्जा की रासायनिक नियंत्रण को एक सख्त गणितीय उपचार से जोड़ा। उन्होंने इस प्रकार इलेक्ट्रोकेमिकल अभियांत्रिकी की "स्कोप" का विवरण प्रस्तुत किया जो भौतिक रूप से अलग होता है। 1960 और 70 के दशक में चार्ल्स वी. टोबियस, जिसे इलेक्ट्रोकेमिकल सोसायटी के माध्यम से  इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग का जनक माना जाता है, वे विसरण, अवरोहण और संवहन  के माध्यम से आईऑनिक परिवहन, धातुओं की विधुत और धातुओं के उबलने की प्रक्रियाओं का संगणनीय वर्णन, विषम मीडिया में आच्छादन का आचूक समाधान, जंगम इलेक्ट्रोलाइट से जुड़े इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के समस्याओं से संबंधित समस्याओं को सही ढंग से सूचीबद्ध और हल किया। इसी दशक में जॉन न्यूमैन (वैज्ञानिक) ने बैटरियों, फ्यूल सेल, इलेक्ट्रोलाइजर और संबंधित प्रौद्योगिकियों से जुड़ी जटिल इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के नियमों का अध्ययन किया और सही ढंग से समस्याओं को सूचीबद्ध और हल करने के लिए गणितीय रूप से विश्लेषण करने का मार्ग प्रदर्शित किया। स्विट्जरलैंड में, नोर्बर्ट ईबल ने इलेक्ट्रोलाइस में भार के प्रसार और पोरस इलेक्ट्रोडों में विद्युत स्थिति के प्रायोगिक और सैद्धांतिक अध्ययन के साथ-साथ योगदान दिया। जापान में, फुमियो हिने ने समकक्ष विकास के लिए अनुसंधान किया। कुह्न, क्रेसा, रौसर, फ्लेशमैन, अल्किरे, कोएरेट, फ्लेचर और वॉल्श जैसे कई वैयक्तियों ने अन्य अनुशिक्षण केंद्रों की स्थापना की और अपने सहकर्मियों के साथ अध्ययन के महत्वपूर्ण प्रायोगिक और सैद्धांतिक विधियों का विकास किया। वर्तमान में, इलेक्ट्रोकैमिकल इंजीनियरिंग के मुख्य कार्य रसायनों के उत्पादन, धातु अभिलेख, उपचार और दूषण-हटाने के लिए कुशल, सुरक्षित और धातवीय तकनीकों का विकास है, साथ ही ईंधन सेल, फ्लो बैटरी और औद्योगिक इलेक्ट्रोकैमिकल रिएक्टरों के डिजाइन का भी है।

इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग के इतिहास को वेंड्ट लैपिक, और स्टैंकोविक। के माध्यम से संक्षेपित किया गया है,

अनुप्रयोग
इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग औद्योगिक जल इलेक्ट्रोलिसिस इलेक्ट्रोलिसिस, इलेक्ट्रोसिंथेसिस, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, ईंधन कोशिकाओं, प्रवाह बैटरीऔद्योगिक विषैले उत्पादों की निष्कासन तथा शुद्धीकरण तकनीकों के लिए लागू किया जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस पर आधारित उत्पाद बनाने का मुख्य उदाहरण क्लोराल्कली प्रक्रिया है, जिसमें कास्टिक सोडा और क्लोरीन उत्पादित होते हैं। इलेक्ट्रोलिसिस  के माध्यम से उत्पन्न अन्य अविष्कृत रसायनों में सम्मलित हैं।


 * अमोनियम परसल्फेट
 * क्लोरीन
 * इलेक्ट्रोविनिंग
 * एक अधातु तत्त्व
 * हाइड्रोजन पेरोक्साइड
 * मैंगनीज डाइऑक्साइड
 * ओजोन
 * पोटेशियम डाइक्रोमेट
 * पोटेशियम परमैंगनेट
 * सोडियम क्लोरेट
 * सोडियम हाइपोक्लोराइट
 * सोडियम परसल्फेट
 * सिल्वर नाइट्रेट
 * ह्वाइट लेड (बेसिक लेड कार्बोनेट)

कन्वेंशन
इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग के लिए स्थापित प्रदर्शन मानदंड, परिभाषाएँ और नामकरणक्रेसा एवं सहयोगी में पाए जा सकते हैं। और एक आईयूपीएसी रिपोर्ट।

पुरस्कार

 * कास्टनर मेडल
 * कार्ल वैगनर मेडल
 * विटोरियो डी नोरा पुरस्कार

यह भी देखें

 * क्लोरअल्कली प्रक्रिया
 * इलेक्ट्रोकेमिकल सेल
 * विद्युत रासायनिक ऊर्जा रूपांतरण
 * इलेक्ट्रोडायनाइजेशन
 * इलेक्ट्रोडायलिसिस
 * इलेक्ट्रोफिल्ट्रेशन
 * फ्लो बैटरी
 * ईंधन सेल
 * बिजली उत्पन्न करनेवाली सेल
 * आइसोटोप इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री
 * मैग्नेटोइलेक्ट्रोकेमिस्ट्री
 * फोटोइलेक्ट्रोकेमिस्ट्री

ग्रन्थसूची

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बाहरी संबंध

 * Working Party on Electrochemical Engineering - WPEE
 * SCI Castner Medal on Industrial Electrochemistry
 * Carl Wagner Medal of Excellence in Electrochemical Engineering
 * ECS Vittorio de Nora Award
 * IEEE H.H. Dow Memorial Student Achievement Award