Electrochemical engineering
الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ کیمیائی انجینئرنگ کی شاخ ہے جو برقی کیمیائی مظاہر کی تکنیکی ایپلی کیشنز سے نمٹتی ہے، جیسے کیمیکلز کی برقی ترکیب، دھاتوں کی برقی اور ریفائننگ، فلو بیٹریاں اور ایندھن کے خلیات، برقی انحطاط کے ذریعے سطح میں ترمیم، برقی کیمیائی علیحدگی اور کٹاؤ۔ آئی یو پی اے سی کے مطابق، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ کی اصطلاح صنعتی یا توانائی ذخیرہ کرنے کی ایپلی کیشنز کے لیے بجلی سے بھرپور عمل کے لیے مخصوص ہے اور اسے اپلائیڈ الیکٹرو کیمسٹری کے ساتھ الجھن میں نہیں ڈالنا چاہیے، جس میں چھوٹی بیٹریاں، ایمپیرومیٹرک سینسرز، مائیکرو فلوئڈک ڈیوائسز، مائیکرو الیکٹروڈز، سالڈ اسٹیٹ ڈیوائسز، ڈسک الیکٹروڈز پر وولٹیمیٹری وغیرہ شامل ہیں۔ امریکہ میں 6 فیصد سے زیادہ بجلی بڑے پیمانے پر برقی کیمیائی کارروائیوں کے ذریعے استعمال ہوتی ہے۔ دائرہ کار الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ الیکٹروڈ/الیکٹرولائٹ انٹرفیس پر متنوع چارج کی منتقلی کے مطالعہ کو عملی مواد اور عمل کی ترقی کے ساتھ جوڑتی ہے۔ بنیادی غور و فکر میں الیکٹروڈ مواد اور ریڈوکس پرجاتیوں کی حرکیات شامل ہیں۔ ٹیکنالوجی کی ترقی میں الیکٹرو کیمیکل ری ایکٹرز، ان کی صلاحیت اور موجودہ تقسیم، بڑے پیمانے پر نقل و حمل کے حالات، ہائیڈرو ڈائنامکس، جیومیٹری اور اجزاء کے ساتھ ساتھ رد عمل کی پیداوار، تبدیلی کی کارکردگی، اور توانائی کی کارکردگی کے لحاظ سے اس کی مجموعی کارکردگی کا مطالعہ شامل ہے۔ صنعتی ترقی کے لیے مزید ری ایکٹر اور عمل کے ڈیزائن، من گھڑت طریقوں، جانچ اور مصنوعات کی ترقی کی ضرورت ہوتی ہے۔ الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ موثر الیکٹرو کیمیکل ری ایکٹروں کو ڈیزائن کرنے کے لیے موجودہ تقسیم، سیال کے بہاؤ، بڑے پیمانے پر منتقلی، اور برقی رد عمل کی حرکیات پر غور کرتی ہے۔ زیادہ تر الیکٹرو کیمیکل آپریشنز متوازی پلیٹ الیکٹروڈ کے ساتھ فلٹر پریس ری ایکٹرز میں یا، کم کثرت سے، گھومنے والے سلنڈر الیکٹروڈ کے ساتھ ہلائے ہوئے ٹینکوں میں انجام دیے جاتے ہیں۔ فیول سیل اور فلو بیٹری اسٹیک فلٹر پریس ری ایکٹروں کی اقسام ہیں۔ ان میں سے زیادہ تر مسلسل کارروائیاں ہیں۔ انجینئرنگ کی یہ شاخ آہستہ آہستہ کیمیائی انجینئرنگ سے ابھری کیونکہ 19 ویں صدی کے وسط میں برقی طاقت کے ذرائع دستیاب ہوئے۔ مائیکل فیراڈے نے 1833 میں برقی تجزیہ کے اپنے قوانین بیان کیے، جو پہلی بار برقی چارج اور تبدیل شدہ کمیت کی مقدار سے متعلق تھے۔ 1886 میں چارلس مارٹن ہال نے پگھلے ہوئے نمکیات میں ایلومینیم کو اس کے ایسک سے نکالنے کے لیے ایک سستا برقی کیمیائی عمل تیار کیا، جس سے پہلی حقیقی بڑے پیمانے کی برقی کیمیائی صنعت تشکیل پائی۔ بعد میں، ہیملٹن کاسٹنر نے ایلومینیم کی تیاری کے عمل کو بہتر بنایا اور کلورین اور کاسٹک سوڈا کی پیداوار کے لیے پارے کے بڑے خلیوں میں برائن کے برقی تجزیہ کو وضع کیا، جس نے مؤثر طریقے سے 1892 میں کارل کیلر کے ساتھ کلور الکالی صنعت کی بنیاد رکھی۔ اگلے سال، پال ایل ہولن نے فرانس میں فلٹر پریس قسم کے الیکٹرو کیمیکل خلیوں کو پیٹنٹ کرایا۔ چارلس فریڈرک برجیس نے لوہے کی الیکٹرولائٹک ریفائننگ تیار کی۔ 1904 اور بعد میں ایک کامیاب بیٹری کمپنی چلائی۔ برجیس نے 1920 میں میدان میں پہلی تحریروں میں سے ایک شائع کیا۔ صنعتی برقی کیمیا نے 20 ویں صدی کی پہلی تین دہائیوں کے دوران ایک تجرباتی نقطہ نظر کی پیروی کی۔ دوسری جنگ عظیم کے بعد، دلچسپی برقی کیمیائی رد عمل کے بنیادی اصولوں پر مرکوز تھی۔ دیگر پیشرفتوں کے علاوہ، پوٹینیوسٹیٹ (1937) نے اس طرح کے مطالعات کو فعال کیا۔ 1962 میں کارل ویگنر اور وینامین لیوچ کے کام نے ایک اہم پیش رفت فراہم کی، جس نے ایک بہتے ہوئے الیکٹرولائٹ کی ہائیڈرو ڈائنامکس کو ایک گھومنے والی ڈسک الیکٹروڈ کی طرف ایک سخت ریاضیاتی علاج کے ذریعے الیکٹرو کیمیکل رد عمل کے بڑے پیمانے پر نقل و حمل کے کنٹرول سے جوڑا۔ اسی سال ویگنر نے پہلی بار "دی اسکوپ آف الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ" کو فزیکو کیمیکل کے نقطہ نظر سے ایک علیحدہ شعبے کے طور پر بیان کیا۔ 60 اور 70 کی دہائی کے دوران چارلس ڈبلیو ٹوبیاس، جنہیں الیکٹرو کیمیکل سوسائٹی کی طرف سے "فادر آف الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ" سمجھا جاتا ہے، کا تعلق پھیلاؤ، نقل مکانی، اور کنویکشن کے ذریعے آئنک ٹرانسپورٹ، ممکنہ اور موجودہ تقسیم کے مسائل کے درست حل، متنوع میڈیا میں چالکتا، سوراخ دار الیکٹروڈ میں عمل کی مقداری وضاحت سے تھا۔ نیز 60 کی دہائی میں، جان نیومین نے الیکٹرو کیمیکل سسٹمز کو کنٹرول کرنے والے بہت سے فزیکو کیمیکل قوانین کے مطالعہ کا آغاز کیا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ کس طرح پیچیدہ الیکٹرو کیمیکل عمل کا ریاضیاتی طور پر تجزیہ کیا جا سکتا ہے تاکہ بیٹریوں، ایندھن کے خلیوں، الیکٹرولائزر اور متعلقہ ٹیکنالوجیز سے وابستہ مسائل کو درست طریقے سے تشکیل اور حل کیا جا سکے۔ سوئٹزرلینڈ میں، نوربرٹ ایبل نے بڑے پیمانے پر منتقلی اور الیکٹرولائسز میں ممکنہ تقسیم کے تجرباتی اور نظریاتی مطالعات میں اہم کردار ادا کیا، خاص طور پر سوراخ دار الیکٹروڈ پر۔ فومیو ہائن نے جاپان میں مساوی ترقیاں انجام دیں۔ اس کے علاوہ، کئی افراد، جن میں کوہن، کریسا، راؤسر، فلیسمین، الکیر، کووریٹ، پلیچر، اور والش شامل ہیں، نے بہت سے دوسرے تربیتی مراکز قائم کیے اور اپنے ساتھیوں کے ساتھ مل کر مطالعہ کے اہم تجرباتی اور نظریاتی طریقے تیار کیے۔ فی الحال، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ کے اہم کاموں میں کیمیکلز، میٹل ریکوری، ریمیڈیشن، اور ڈی کونٹیمینیشن ٹیکنالوجیز کے ساتھ ساتھ فیول سیلز، فلو بیٹریز، اور انڈسٹریل الیکٹرو کیمیکل ری ایکٹرز کے ڈیزائن کے لیے موثر، محفوظ اور پائیدار ٹیکنالوجیز کی ترقی شامل ہے۔ الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ کی تاریخ کا خلاصہ وینڈٹ، لیپک اور اسٹینکووچ نے کیا ہے۔ ایپلی کیشنز الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ کا اطلاق صنعتی پانی کے الیکٹرولیسس، الیکٹرولیسس، الیکٹروسنتھیس، الیکٹروپلٹنگ، فیول سیل، فلو بیٹریاں، صنعتی اخراج کو صاف کرنے، الیکٹرو ریفائننگ، الیکٹرویننگ وغیرہ میں کیا جاتا ہے۔ برقی تجزیہ پر مبنی عمل کی بنیادی مثال کاسٹک سوڈا اور کلورین کی پیداوار کے لیے کلورالکالی عمل ہے۔ الیکٹرولیسس کے ذریعے پیدا ہونے والے دیگر غیر نامیاتی کیمیکلز میں شامل ہیں: امونیم پرسلفیٹ کلورین الیکٹرویننگ فلورائن ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ مینگنیز ڈائی آکسائیڈ اوزون پوٹاشیم ڈائکرومیٹ پوٹاشیم پرمینگنیٹ سوڈیم کلوریٹ سوڈیم ہائپوکلورائٹ سوڈیم پرسلفیٹ سلور نائٹریٹ وائٹ لیڈ (بنیادی لیڈ کاربونیٹ) کنونشنز الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ کے لیے قائم کارکردگی کے معیار، تعریفیں اور نام کریسا اور دیگر میں پائے جا سکتے ہیں۔ اور ایک آئی یو پی اے سی رپورٹ۔ ایوارڈز کاسٹنر میڈل کارل ویگنر میڈل وٹوریو ڈی نورہ ایوارڈ کلورالکالی پروسیس الیکٹرو کیمیکل سیل الیکٹرو کیمیکل انرجی کنورژن الیکٹروڈیونائزیشن الیکٹروڈائلیسس الیکٹروفلٹریشن فلو بیٹری فیول سیل گالوینک سیل آئسوٹوپ الیکٹرو کیمسٹری میگنیٹو الیکٹرو کیمسٹری فوٹو الیکٹرو کیمسٹری حوالہ جات ببلیوگرافی ٹی ایف فلر، جان این ہارب، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ، جان ولی اینڈ سنز، 2018۔ ایچ۔ رائٹ (ایڈ۔ )، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ: ایمرجنگ ٹیکنالوجیز اینڈ ایپلی کیشنز، ولفورڈ پریس، 2016۔ ڈی۔ اسٹولٹن، بی۔ ایمنٹس، فیول سیل سائنس اینڈ انجینئرنگ: مواد، عمل، نظام اور ٹیکنالوجی، جان ولی اینڈ سنز، 2012۔ ڈی۔ ڈی۔ میکڈونلڈ، پی۔ شمکی (ایڈز۔ )، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ، انسائیکلوپیڈیا آف الیکٹرو کیمسٹری، جلد۔ 5، ولی-وی سی ایچ، 2007۔ جے نیومین، کے۔ ای۔ تھامس الییا، الیکٹرو کیمیکل سسٹمز، تیسرا ایڈیشن۔، جان ولی اینڈ سنز، ہوبوکن این جے، 2004۔ (1st ایڈیشن۔ 1973)۔ وی۔ ایم۔ شمٹ، الیکٹروکیمش ویرفارینسٹینک، ولی-وی سی ایچ، 2003۔ ایچ۔ پوٹر، انڈسٹریل الیکٹرو آرگنک کیمسٹری، نامیاتی الیکٹرو کیمسٹری میں، چوتھا ایڈیشن۔، ایچ۔ لنڈ، او۔ ہیمرچ (ایڈز۔ )، مارسل ڈیکر، نیویارک، 2001۔ ایف۔ سی۔ والش، یون پرائمر کرسو ڈی انجینیریا الیکٹروکومیکا، ایڈیٹوریل کلب یونیورسٹی، الیکانٹے، ہسپانیہ، 2000۔ ایم۔ پی۔ گروتھیر، الیکٹرو کیمیکل پروسیسنگ، غیر نامیاتی، ان کرک-اوتھر انسائیکلوپیڈیا آف کیمیکل ٹیکنالوجی، 5 ویں ایڈیشن۔، جلد۔ 9، پی۔ 618، جان ولی اینڈ سنز، 2000۔ ایچ وینڈٹ، جی کریسا، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ: سائنس اینڈ ٹیکنالوجی ان کیمیکل اینڈ دیگر انڈسٹریز، سپرنگر، برلن 1999۔ آر۔ ایف۔ سیوینیل، ٹیوٹوریلز ان الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ-میتھمیٹیکل ماڈلنگ، پیننگٹن، دی الیکٹرو کیمیکل سوسائٹی، 1999۔ اے جیفری، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ کے اصول، پرینٹس ہال، 1997۔ ایف گڈریج، کے سکاٹ الیکٹرو کیمیکل پروسیس انجینئرنگ-الیکٹرولائٹک پلانٹ کے ڈیزائن کے لیے ایک گائیڈ، پلینم پریس، نیویارک اور لندن، 1995۔ جے نیومین، آر۔ ای۔ سفید (ایڈز۔ )، ڈگلس این بینن میموریل سمپوزیم کی کارروائی۔ الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ کے موضوعات، دی الیکٹرو کیمیکل سوسائٹی، پروسیڈنگز جلد۔ 94-22، 1994۔ ایف۔ لیپک، اے۔ اسٹورک، اے۔ اے۔ رگگ، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ اینڈ انرجی، سپرنگر، 1994۔ ایف۔ سی۔ والش، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ میں پہلا کورس، دی الیکٹرو کیمیکل کنسلٹنسی، رومسی یوکے، 1993۔ ایف۔ کوریٹ، اے۔ اسٹورک، ایلیمنٹس ڈی جینی الیکٹروچیمیک، دوسرا ایڈیشن، ایڈیشنز ٹی ای سی اور ڈی او سی/لاوویسیئر، پیرس، 1993۔ (1st ایڈیشن۔ 1984) ایف۔ کوریٹ، تعارف اے لا انجینیریا الیکٹروکومیکا، ادارتی ریورٹے، بارسلونا، 1992۔ کے سکاٹ، الیکٹرو کیمیکل ری ایکشن انجینئرنگ، اکیڈمک پریس، لندن، 1991۔ جی۔ پرینٹس، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ کے اصول، پرینٹس ہال، 1991۔ ڈی پلیچر، ایف سی۔ والش، انڈسٹریل الیکٹرو کیمسٹری، دوسرا ایڈیشن۔ چیپ مین اینڈ ہال، لندن، 1990۔ جے ڈی۔ جینڈرز، ڈی پلیچر، الیکٹروسنتھیس-لیبارٹری سے پائلٹ تک، پروڈکشن تک، دی الیکٹروسنتھیس کمپنی، نیویارک، 1990۔ ایم۔ آئی۔ اسماعیل، الیکٹرو کیمیکل ری ایکٹر ان کی سائنس اور ٹیکنالوجی-حصہ اے: بنیادی، الیکٹرولائزر، بیٹریاں، اور فیول سیل، ایلسیویئر، ایمسٹرڈیم، 1989۔ ٹی آر۔ بیک، انڈسٹریل الیکٹرو کیمیکل پروسیسز، ان ٹیکنیکس آف الیکٹرو کیمسٹری، ای۔ یگر، اے جے۔ سالکائنڈ (ایڈز۔ )، ولی، نیویارک، 1987۔ ای ہیٹز، جی کریسا، پرنسپل آف الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ، جان ولی اینڈ سنز، 1986۔ آئی روسار، اے کملا، کے میکا، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ، ایلسیویئر، ایمسٹرڈیم، 1986۔ ٹی زیڈ۔ فاہیدی، الیکٹرو کیمیکل ری ایکٹر تجزیہ کے اصول، ایلسیویئر، ایمسٹرڈیم، 1985۔ ایف ہائن، الیکٹروڈ پروسیسز اینڈ الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ، سپرنگر، بوسٹن، 1985۔ آر۔ ای۔ سفید، (ایڈ۔ )، الیکٹرو کیمیکل سیل ڈیزائن، سپرنگر، 1984۔ پی ہارس مین، بی۔ ای۔ کونوے، ایس سارنگاپانی (ایڈز۔ )، الیکٹرو کیمسٹری کا جامع معاہدہ۔ جلد۔ 6 الیکٹروڈکس: ٹرانسپورٹ، پلینم پریس، نیویارک، 1983 ڈی پلیچر، انڈسٹریل الیکٹرو کیمسٹری، فرسٹ ایڈیشن، چیپ مین اینڈ ہال، لندن، 1982۔ جے۔ او۔ ایم۔ بوکریس، بی۔ ای۔ کونوے، ای۔ یگر، آر۔ ای۔ سفید، (ایڈز۔) الیکٹرو کیمسٹری کا جامع مقالہ۔ جلد۔ 2: الیکٹرو کیمیکل پروسیسنگ، پلینم پریس، نیویارک، 1981۔ ڈی جے۔ پکٹ، الیکٹرو کیمیکل ری ایکٹر ڈیزائن، دوسرا ایڈیشن۔، ایلسیویئر، ایمسٹرڈیم، 1979۔ پی۔ گیلون، ٹریٹاٹو دی انجگنیریا ایلیٹروچیمیکا، تمبورینی، میلان، 1973۔ اے کوہن، انڈسٹریل الیکٹرو کیمیکل پروسیسز، ایلسیویئر، ایمسٹرڈیم، 1971۔ سی۔ ایل۔ مینٹل، الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ، چوتھا ایڈیشن، میک گرا ہل، نیویارک، 1960۔ سی۔ ایل۔ مینٹل، انڈسٹریل الیکٹرو کیمسٹری، دوسرا ایڈیشن۔ میک گرا ہل، نیویارک، 1940۔ سی۔ ایف۔ برجیس، ایچ۔ بی۔ پلسفر، بی۔ بی۔ فرائیڈ، اپلائیڈ الیکٹرو کیمسٹری اینڈ میٹلرجی، امریکن ٹیکنیکل سوسائٹی، شکاگو، 1920۔ اے۔ جے۔ ہیل، دی مینوفیکچرنگ آف کیمیکلز بائی الیکٹرولیسس، وان نوسٹرینڈ کمپنی، نیویارک، 1919۔ بیرونی روابط ورکنگ پارٹی آن الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ-ڈبلیو پی ای ای ایس سی آئی کاسٹنر میڈل آن انڈسٹریل الیکٹرو کیمسٹری کارل ویگنر میڈل آف ایکسی لینس ان الیکٹرو کیمیکل انجینئرنگ ای سی ایس وٹوریو ڈی نورا ایوارڈ آئی ای ای ای ایچ۔ ڈاؤ میموریل اسٹوڈنٹ اچیومنٹ ایوارڈ الیکٹرو کیمسٹری کیمیائی انجینئرنگ کیمیائی عمل ہائیڈروجن کی پیداوار صنعتی عمل صنعتی گیسیں