נתרן הידרוקסיד (NaOH), הידוע גם בשם סודה קאוסטית או סודה קאוסטית, הוא חומר גלם כימי בסיסי בשימוש נרחב בייצור נייר, חומרי ניקוי, נפט וגז, טיפול בפסולת, טקסטיל, טיפול במים, עיבוד מזון ותעשיות אחרות12. שיטת הייצור העיקרית של נתרן הידרוקסיד היא שיטת הכלור-אלקלי, הכוללת אלקטרוליזה של תמיסת מי מלח בתא אלקטרוליטי ליצירת נתרן הידרוקסיד, כלור ומימן. מכונות נתרן הידרוקסיד מתייחסות לציוד המשמש לייצור נתרן הידרוקסיד בשיטת הכלור-אלקלי, לרבות מערכת המורכבת מתאי אלקטרוליטים, אלקטרודות, ספקי כוח, מסננים, מצננים, מיכלי אחסון, משאבות, צינורות, מכשירים וכו'.
ניתן לאתר את היסטוריית הפיתוח של מכונות נתרן הידרוקסיד למאה ה-19, כאשר שיטת אלקטרודת כספית ושיטת דיאפרגמה שימשו בעיקר לייצור נתרן הידרוקסיד. החסרונות של שתי השיטות הללו הם ששיטת האלקטרודה הכספית תגרום לזיהום כספית, ושיטת הסרעפת תגרום לנתרן הידרוקסיד להכיל יותר מלח וכלוריד, מה שמשפיע על איכות המוצר. על מנת לפתור את הבעיות הללו, הטכנולוגיה של ייצור הממברנה של נתרן הידרוקסיד החלה להופיע באמצע-20 המאה, כלומר, שימוש בממברנת חילופי יונים מיוחדת בתא האלקטרוליטי להפרדת האנודה והקתודה, כך שנתרן הידרוקסיד וגז כלור יכולים לעבור מהקתודה והאנודה בהתאמה. זרימה יוצאת, שיפור טוהר המוצר וניצול האנרגיה החשמלית. נכון לעכשיו, שיטת הממברנה הפכה לטכנולוגיה המרכזית של מכונות נתרן הידרוקסיד, המהווה יותר מ-80% מכושר הייצור העולמי של נתרן הידרוקסיד.
הביקוש בשוק למכונות נתרן הידרוקסיד תלוי בעיקר בצריכה ובמחיר של נתרן הידרוקסיד, כמו גם בניצול של כלור ותוצרי לוואי של מימן. על פי דוח שוק הנתרן הידרוקסיד העולמי, צריכת הנתרן הידרוקסיד העולמית עמדה על כ-82 מיליון טון בשנת 2019 וצפויה לגדול ל-97 מיליון טון עד 2025, עם קצב צמיחה שנתי ממוצע של 2.8%. אזור אסיה-פסיפיק הוא שוק הצרכנים הגדול ביותר לנתרן הידרוקסיד, המהווה יותר מ-45% מהצריכה העולמית, בעיקר בשל התפתחות של תעשיות נייר, טקסטיל, כימיקלים ואחרות באזור.
אירופה וצפון אמריקה הן שווקים צרכניים משניים לנתרן הידרוקסיד, המהווים כ-25% מהצריכה העולמית, בעיקר בשל ביקוש מתעשיות הניקוי, הנפט והגז באזור. מחיר הנתרן הידרוקסיד מושפע ממלח גולמי, חשמל, תחבורה וגורמים אחרים, ובדרך כלל מראה תנודות מחזוריות4. כלור ומימן הם תוצרי לוואי בתהליך הייצור של נתרן הידרוקסיד, והניצול שלהם ישפיע גם על הביקוש בשוק למכונות נתרן הידרוקסיד. כלור משמש בעיקר לייצור פוליוויניל כלוריד (PVC), אקונומיקה, חומרי הדברה ומוצרים אחרים, בעוד מימן משמש בעיקר לייצור אמוניה, מתנול, תאי דלק ומוצרים אחרים.
מגמת הפיתוח העתידית של מכונות נתרן הידרוקסיד היא בעיקר לשפר את יעילות הייצור, להפחית את צריכת האנרגיה, להפחית את הזיהום הסביבתי ולפתח שדות יישומים חדשים. על מנת להשיג מטרות אלו, החדשנות הטכנולוגית של מכונות נתרן הידרוקסיד מתמקדת בעיקר בהיבטים הבאים:
ייעל את העיצוב של התא האלקטרוליטי כדי לשפר את צפיפות הזרם ויעילות האלקטרוליזה, להפחית קורוזיה של האלקטרודות והצטברות לכלוך, ולהאריך את חיי השירות של התא האלקטרוליטי.
שפר את הביצועים של ממברנת חילופי יונים, הפחתת התנגדות וחדירות, שפר סלקטיביות ויציבות, הפחתת אובדן ריכוז של נתרן הידרוקסיד ואוסמוזה הפוכה של כלור.
נצל אנרגיה מתחדשת וחום פסולת לייצור חשמל, הפחתת עלויות חשמל ופליטת פחמן, ושיפור יעילות אנרגטית וידידותיות לסביבה.
לפתח מדיה אלקטרוליטית חדשה, כגון נוזלים יוניים, תערובות ממיסים, אלקטרוליטים מוצקים וכו', להחלפת תמיסות מי מלח מסורתיות, להפחית את צריכת המלח והזרמת שפכים ולשפר את הבטיחות והגמישות של האלקטרוליזה.
הרחב תחומי יישומים חדשים של נתרן הידרוקסיד, כגון המרת ביומסה, לכידה וניצול פחמן, מיצוי ושחזור מתכות, הכנת ננו-חומר וכו', כדי להגדיל את הערך המוסף ופוטנציאל השוק של נתרן הידרוקסיד.