MMO Titanium Anodeplade

Plade MMO titanium anoder tilbyder de dobbelte fordele ved et højstyrkesubstrat og en meget aktiv belægning. De reducerer overpotentialet for ilt- og klorudvikling betydeligt, forbedrer den elektrokatalytiske aktivitet og modstår korrosion fra ekstreme medier såsom stærke syrer og baser. Plade-MMO-titaniumanoder er blevet standardkomponenter inden for områder som vandelektrolyse til hydrogenproduktion, galvanisering, vandbehandling og metalelektrolytisk raffinering.

Specifikationer for pladeformede MMO-titaniumanoder

Titansubstratet er den bærende base for den pladeformede MMO-titananode. Dets materiale, tykkelse og overfladebehandling påvirker direkte anodens mekaniske stabilitet og belægningens vedhæftning.

TitaniumIndustrielt rent titanium anvendes, hvor TA1 (Gr. 1) og TA2 (Gr. 2) er de mest almindeligt anvendte. TA1 tilbyder højere renhed (titanindhold ≥ 99.5%) og fremragende korrosionsbestandighed, hvilket gør det velegnet til anvendelser som vandbehandling i fødevarekvalitet og syntese af farmaceutiske mellemprodukter. TA2 har en lidt højere styrke end TA1, hvilket tilbyder en mere omkostningseffektiv løsning og anvendes i vid udstrækning i industrielle anvendelser såsom galvanisering og konventionel elektrolyse.

SubstrattykkelseDet typiske område er 1.0 mm-5.0 mm. Små elektrolytiske celler (såsom laboratorieudstyr og små galvaniseringsceller) bruger typisk en tykkelse på 1.0-2.0 mm. Store industrielle elektrolytiske celler (såsom vandelektrolyse-hydrogenproduktionsceller og industrielle klor-alkali-celler) bruger typisk en tykkelse på 3.0-5.0 mm for at undgå substratdeformation på grund af elektrolyttens tryk og langvarig arbejdsbelastning.

OverfladebehandlingFor at forbedre vedhæftningen mellem MMO-belægningen og titansubstratet gennemgår titanpladen en grundig overfladeforbehandling, herunder sandblæsning og bejdsning. Sandblæsning bruger aluminiumoxid eller kvartssand til at skabe en ru "udhulet" overflade (ruhed Ra 1.5-3.0 μm), hvilket øger belægningens vedhæftningsområde. Bejdsning bruger oxalsyre eller en blanding af flussyre og salpetersyre til at fjerne overfladeoxidlaget og urenheder.

Specifikationer for MMO-belægning

MMO-belægning er afgørende for at bestemme anodens elektrokatalytiske ydeevne. Dens sammensætning, tykkelse og belastning skal tilpasses baseret på de specifikke reaktionskrav, såsom iltudvikling eller klorudvikling.

Klor-udviklende belægninger, baseret på RuO₂ (rutheniumdioxid) og kombineret med TiO₂, SnO₂ og andre materialer, er velegnede til anvendelser som klor-alkaliindustrien og afsaltning af havvand (elektrolytisk antifouling). Ilt-udviklende belægninger, baseret på IrO₂ (iridiumdioxid) eller IrO₂-RhO₂ (iridium-rhodiumoxid), tilbyder forbedret modstandsdygtighed over for iltkorrosion og er velegnede til anvendelser som vandelektrolyse til hydrogenproduktion, galvanisering (såsom forkromning og nikkelbelægning) og spildevandsbehandling (anodisk oxidation og nedbrydning af organisk materiale). I klor-udviklende anvendelser kan belægningstykkelsen kontrolleres til 5-10 μm, da Cl⁻ er mindre korrosivt for belægningen. I ilt-udviklende anvendelser skal belægningstykkelsen øges til 10-20 μm, da dannelsen af ​​O₂ har en mere udtalt skurende effekt på belægningen.

MålStandardstørrelser spænder fra 100 mm x 200 mm (lille) til 1000 mm x 2000 mm (stor). For eksempel bruger små elektropletteringsceller ofte anodeplader på 300 mm x 500 mm. Store klor-alkali-elektrolyseceller kræver specialfremstillede, overdimensionerede anoder på 800 mm x 1500 mm.

Fladhed og tolerancePladeanoder skal opfylde strenge krav til planhed med en planhedstolerance på ≤1 mm pr. meter. Dette forhindrer ujævn afstand mellem pladen og katoden på grund af pladens bøjning, hvilket kan føre til lokaliseret strømkoncentration ("hot spots") og accelereret belægningstab. Dimensionstolerancer er inden for ±0.5 mm (tykkelse) og ±2 mm (længde og bredde).

Fordele ved pladetype MMO-titaniumanoder

Pladetype MMO-titananoder tilbyder omfattende fordele på tværs af fire nøgledimensioner: levetid, energiforbrug, miljøvenlighed og tilpasningsevne. Deres centrale konkurrencefordele kan opsummeres i følgende fem hovedpunkter:

(I) Ultralang levetid

Pladelignende MMO-titaniumanoder har en levetid på 5-10 år. Denne fordel stammer fra to centrale designfunktioner: For det første titansubstratets korrosionsbestandighed, som modstår langvarige angreb fra stærke syrer (såsom H₂SO₄ og HCl), stærke baser (såsom NaOH) og højkoncentrerede saltopløsninger (såsom NaCl). For det andet MMO-belægningens selvbeskyttende egenskaber: Ædelmetaloxiderne i belægningen danner en stabil krystalstruktur, der udelukkende fungerer som katalysatorer til at overføre elektroner i elektrokemiske reaktioner, hvilket resulterer i et ekstremt lavt selvforbrug (for eksempel kan Ir-belægningen i scenarier med iltudvikling forbruge så lidt som 0.1 mg/A/år).

(II) Lavt energiforbrug

MMO-belægningens høje elektrokatalytiske aktivitet bidrager direkte til de økonomiske fordele ved lavt overpotentiale og høj strømeffektivitet. Den pladeformede MMO-titaniumanode har et klorudviklingsoverpotentiale på kun 0.1-0.2 V og et iltudviklingsoverpotentiale på 0.3-0.5 V. Strømeffektiviteten af ​​den pladeformede MMO-titaniumanode kan nå 95%-98%. Højere strømeffektivitet betyder, at mere af den inputelektriske energi bruges til målreaktionen (f.eks. Cl⁻→Cl₂, H₂O→O₂), og mindre spildes på sidereaktioner (f.eks. H₂-udvikling).

(III) Miljøvenlig og forureningsfri

Titansubstratet og MMO-belægningen er ekstremt kemisk stabile, hvilket resulterer i stort set ingen ionopløsning under drift (ædelmetaloppløsning <0.01 mg/L) og ingen forurening af elektrolytten eller spildevandet.

(IV) Stærk strukturel tilpasningsevne

Den pladeformede struktur er det centrale designhøjdepunkt ved den pladeformede MMO-titaniumanode. Sammenlignet med rørformede anoder (velegnede til små rum og lave strømningshastigheder) og netanoder (velegnede til stærkt spredt strøm) er den plane struktur af pladeanoder lettere kompatibel med forskellige elektrolysører. De kan installeres lodret (f.eks. i elektropletteringsceller og vandelektrolyse-hydrogenproduktionsceller) eller vandret (f.eks. i store spildevandsbehandlingselektrolysører). Flere anodeplader kan kombineres parallelt, hvilket gør det muligt at justere antallet af plader fleksibelt baseret på elektrolysørens kapacitet, hvilket eliminerer behovet for brugerdefinerede anodedesigns.

(V) Stabile mekaniske egenskaber

Titansubstratets høje styrke og sejhed giver den pladeformede MMO-titananode fremragende mekaniske egenskaber: dens trækstyrke når 300-500 MPa, hvilket gør det muligt for den at modstå elektrolyttrykket i elektrolysatoren. I elektrolysescenarier med høj temperatur (f.eks. koncentrerede NaOH-opløsninger ved 120 °C) lider titansubstratet ikke af intergranulær korrosion. I elektrolytter med høj flow (f.eks. antifouling-systemer til afsaltningselektrolyse med flowhastigheder >2 m/s) skaller MMO-belægningen ikke af på grund af væskeerosion.