Malla de ánodo de titanio MMO

Ánodo de titanio de malla MMO (ánodo de malla recubierto de óxido metálico a base de titanio), un miembro clave de la ánodo dimensionalmente estable La familia (DSA) es cada vez más popular en el campo electroquímico debido a su diseño estructural único y su excelente rendimiento.

Los ánodos de titanio MMO utilizan una base de titanio comercialmente puro, recubierto con óxidos de metales preciosos como rutenio, iridio y tántalo. Esto crea un sustrato de malla de titanio con alta conductividad, fuerte actividad catalítica y excelente resistencia a la corrosión. Su principal ventaja reside en la perfecta fusión de la estabilidad estructural del titanio con las propiedades catalíticas de los óxidos de metales preciosos. Además, la alta porosidad de la estructura de malla mejora significativamente la eficiencia de la reacción electroquímica.

Desde la producción a gran escala en la industria cloroalcalina hasta el mecanizado a escala micrométrica en galvanoplastia de precisión, desde el tratamiento avanzado de aguas residuales industriales hasta la protección catódica de grandes estructuras de acero, los ánodos de titanio MMO de malla se han convertido en componentes centrales indispensables en una amplia gama de campos.

Especificaciones de los ánodos de titanio Mesh MMO

El sistema de especificaciones para ánodos de titanio MMO de malla se estructura en torno a tres dimensiones fundamentales: propiedades del sustrato, parámetros de recubrimiento y dimensiones estructurales. Se pueden combinar diferentes especificaciones para adaptarse con precisión a diversos requisitos operativos.

(I) Especificaciones del sustrato

El sustrato, como base estructural del electrodo, determina directamente la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión del ánodo. Actualmente, el material más utilizado es el titanio industrialmente puro, que cumple con la norma ASTM B265Gr1.
El sustrato de malla de titanio suele tener un grosor de entre 0.6 y 0.89 mm, ampliable a entre 0.3 y 2.0 mm para aplicaciones especiales. El tamaño de la malla es rectangular o cuadrada, con especificaciones estándar que van desde 2.5 × 4.6 mm hasta 25 × 50 mm. La porosidad puede alcanzar el 60 %-80 %, lo que garantiza un flujo fluido del electrolito y proporciona una amplia área de reacción. La longitud del sustrato se puede personalizar para satisfacer los requisitos del equipo, hasta 76 m, y los anchos, desde 10 mm hasta 1220 mm, satisfaciendo así diversas necesidades de instalación, desde pequeñas celdas electrolíticas hasta grandes sistemas de protección catódica.

(II) Especificaciones de recubrimiento

El recubrimiento es fundamental para la función catalítica del ánodo de titanio MMO de malla. Su formulación y parámetros determinan directamente el rendimiento electroquímico del electrodo. El sistema de evolución de cloro utiliza un óxido compuesto de RuO₂-IrO₂, apto para entornos con cloro, como la industria cloroalcalina. El sistema de evolución de oxígeno utiliza un óxido mixto de IrO₂-Ta₂O₅, apto para aplicaciones como la electrólisis de sulfatos. Para aplicaciones especializadas de alta precisión, se utiliza una capa de modificación de metal del grupo del platino para mejorar aún más la estabilidad catalítica.

Los parámetros técnicos clave del recubrimiento están estrictamente controlados: el espesor debe ser superior a 2.0 micrones para garantizar una capa protectora y catalítica completa; la densidad del cristal se controla entre 6 y 12 g/cm³ y la resistencia del recubrimiento se mantiene entre 9 y 11 microhms/cm para garantizar una excelente conductividad y actividad catalítica.

(III) Rendimiento electroquímico

El rendimiento electroquímico es un indicador fundamental de la viabilidad del ánodo, que abarca principalmente la capacidad de conducción de corriente, las características de potencial y la vida útil. En cuanto a la densidad de corriente, este ánodo puede soportar sobretensiones transitorias de hasta 10 000 A/m², y se recomienda controlar su funcionamiento a largo plazo a ≤5,000 A/m². La salida de corriente lineal varía entre 1.32 y 23.1 mA/m² según el modelo.

Las características de potencial varían según la formulación del recubrimiento. El sobrepotencial de evolución de cloro en sistemas de evolución de cloro es ≤1.36 V (en comparación con SHE), mientras que el sobrepotencial en sistemas de evolución de oxígeno es entre un 20 % y un 30 % menor que el de los electrodos tradicionales, lo que reduce significativamente el voltaje de la celda y el consumo de energía. En cuanto a la vida útil, con una corriente nominal de 110 mA/m², el producto estándar tiene una vida útil de más de 100 años, y en condiciones industriales de electrólisis de alta intensidad, puede alcanzar los 5-7 años. El sustrato de titanio puede recubrirse de 3 a 5 veces, lo que prolonga su vida útil.

(IV) Adaptabilidad ambiental

El ánodo de titanio MMO de malla ofrece una excepcional adaptabilidad ambiental, con especificaciones diseñadas para satisfacer plenamente los exigentes requisitos de diversas condiciones de operación. Su resistencia a ácidos y alcalinos cubre todo el rango de pH de 0 a 14, lo que permite un funcionamiento estable en entornos ácidos y alcalinos extremos, como el ácido sulfúrico concentrado y la sosa cáustica. Su tolerancia a la sal ha sido validada en aplicaciones de desalinización, soportando concentraciones de Cl⁻ superiores a 300 g/L. También ofrece resistencia a temperaturas a corto plazo de hasta 80 °C y puede soportar temperaturas aún más altas gracias a un recubrimiento mejorado.

Ventajas del ánodo de titanio Mesh MMO

El ánodo de titanio MMO de malla ofrece ventajas integrales en diseño estructural, rendimiento y costo general, reflejadas específicamente en los siguientes cinco aspectos:

(I) Estructura de malla

La alta porosidad (60-80%) de la estructura de malla aumenta su superficie específica de 3 a 5 veces en comparación con los electrodos planos, lo que mejora significativamente la eficiencia de transferencia de masa del electrolito y el área de contacto de reacción. Esto permite reacciones electroquímicas más completas. En condiciones de corriente equivalente, la velocidad de reacción aumenta más de un 40% en comparación con los electrodos convencionales. Además, la fluidez de la estructura de malla evita la acumulación de productos de reacción en la superficie del electrodo, lo que reduce la polarización y garantiza una electrólisis más estable y eficiente.

(II) Estabilidad dimensional

El sustrato de titanio logra cero pérdidas durante la electrólisis. Las fluctuaciones de voltaje de la celda se controlan con un margen de ±2 %. Dado que el recubrimiento de óxido de metal precioso reduce el sobrepotencial de reacción, el voltaje de operación es entre un 10 % y un 20 % menor que el de los ánodos de grafito, lo que mejora la eficiencia energética general del sistema de electrólisis entre un 15 % y un 25 %. En la industria cloroalcalina, por ejemplo, el uso de este ánodo puede reducir el consumo de energía de CC entre 200 y 300 kWh por tonelada de sosa cáustica.

(III) Resistencia superior a la corrosión

El sustrato de titanio y el recubrimiento de óxido de metal precioso forman un sistema protector sinérgico que dota al ánodo de una excepcional resistencia a la corrosión. En entornos altamente corrosivos, como los que contienen cloro y flúor, puede funcionar de forma estable y durante largos periodos sin desgaste apreciable, eliminando así el problema de los electrodos convencionales que contaminan el electrolito con lodos e impurezas debido a la corrosión.

(IV) Respetuoso con el medio ambiente y limpio

El material de recubrimiento es químicamente estable y no se lixivia iones de metales pesados ​​durante la electrólisis, lo que evita la contaminación del producto catódico. Es especialmente adecuado para aplicaciones que requieren alta pureza, como la producción de productos químicos de grado alimenticio y la galvanoplastia de precisión. En aplicaciones de tratamiento de aguas residuales, no libera contaminantes y puede catalizar eficazmente la degradación de contaminantes orgánicos, logrando la doble ventaja ambiental de un proceso de tratamiento libre de contaminación.

(V) Ventajas de costos

La longevidad y estabilidad del ánodo de titanio MMO se traducen directamente en importantes ventajas en cuanto a costes de mantenimiento: se elimina la necesidad de sustituir frecuentemente los electrodos, lo que reduce el tiempo de inactividad del equipo y los costes de mano de obra. La estabilidad dimensional elimina la necesidad de ajustar regularmente el espaciado entre electrodos, lo que reduce la carga de trabajo de mantenimiento rutinario. El material base puede reciclarse y reutilizarse tras un fallo del recubrimiento, lo que evita el desecho innecesario de los electrodos tradicionales.

Los cálculos muestran que, si bien el costo de compra inicial del ánodo de titanio MMO de malla es más alto que el de los electrodos tradicionales, su costo de ciclo de vida es más del 40 % menor que el de los ánodos de grafito y aproximadamente un 30 % menor que el de los ánodos de aleación de plomo, lo que lo convierte en un producto económico típico con "alta inversión inicial y bajos costos a largo plazo".

Aprovechando sus fortalezas en mecanizado de sustratos, tecnología de recubrimiento, fabricación de precisión y servicios personalizados, Wstitanium mejora aún más el valor de aplicación de los ánodos de titanio MMO de malla, brindándole soluciones que equilibran calidad y rentabilidad. Con el continuo desarrollo y los avances tecnológicos de la industria electroquímica, los ánodos de titanio MMO de malla están preparados para lograr avances en campos aún más emergentes, en particular en nuevas energías, fabricación de alta gama y protección ambiental.