Ánodo de titanio de fabricación personalizada para electrólisis de agua
Los ánodos de titanio han mostrado muchas ventajas en el campo de la electrólisis del agua debido a su excelente rendimiento, alta resistencia a la corrosión, alta actividad electrocatalítica, larga vida útil y bajo consumo de energía, y se han convertido en una de las claves para promover el desarrollo tecnológico.
- Ánodo de iridio-titanio
- Ánodo de titanio Ir-Ta-Ti
- Ánodo de titanio Ru-Ir-Ti
- Ánodo de rutenio-titanio (RuO₂-TiO₂)
- Ánodo de grafito y titanio
- Ánodo de titanio personalizado
- Ánodo de titanio de metal de transición
- Ánodo de titanio de elementos de tierras raras
Ánodos de titanio para electrólisis del agua
Como método sostenible para producir hidrógeno, la electrólisis del agua ha atraído una gran atención. En los sistemas de electrólisis del agua, el rendimiento de los materiales de los electrodos es fundamental para la eficiencia, el consumo energético, la estabilidad y la vida útil de la electrólisis. El ánodo de titanio, como material avanzado para electrodos, ha demostrado un gran potencial de aplicación en el campo de la electrólisis del agua gracias a sus ventajas únicas en rendimiento.
El recubrimiento de óxido de rutenio puede reducir eficazmente el sobrepotencial de la evolución del cloro. Si bien el oxígeno y el hidrógeno se desprenden principalmente en la electrólisis del agua, este recubrimiento tiene cierto efecto en la reducción del sobrepotencial de la reacción anódica general, lo que permite que la electrólisis se realice a un voltaje relativamente bajo, ahorrando así electricidad.
El ánodo de titanio con revestimiento de iridio está especialmente diseñado para la reacción de desprendimiento de oxígeno, lo que reduce significativamente el sobrepotencial de desprendimiento de oxígeno, aproximadamente entre 0.2 y 0.3 V. El revestimiento de iridio se adapta a entornos electroquímicos complejos y es un material de ánodo de alto rendimiento comúnmente utilizado en la producción de hidrógeno por electrólisis del agua.
El ánodo de titanio recubierto de platino es adecuado para la producción precisa de hidrógeno mediante electrólisis de agua con requisitos extremadamente altos de rendimiento de los electrodos, como la investigación de laboratorio. Controle con precisión el proceso de reacción para obtener hidrógeno de alta calidad. Sin embargo, el alto costo del platino limita su aplicación a gran escala.
Principio de funcionamiento
Ánodo de titanio Está basado en titanio y recubierto con una capa de óxido metálico electrocatalíticamente activo (como platino, rutenio, iridio, etc.) en su superficie. El sustrato de titanio posee una buena resistencia mecánica que garantiza la estabilidad estructural del electrodo. Al mismo tiempo, el titanio es resistente a la corrosión y se mantiene relativamente estable en diversos entornos electrolíticos. El recubrimiento de óxido metálico es clave para el efecto electrocatalítico del ánodo de titanio, ya que le confiere una buena conductividad y un excelente rendimiento electrocatalítico.
En el electrólisis del aguaLa reacción de oxidación ocurre en el ánodo y la de reducción en el cátodo. En el ánodo de titanio, tomando como ejemplo la reacción de evolución de oxígeno, al pasar la corriente a través de la celda electrolítica, las moléculas de agua (H₂O) experimentan una reacción de oxidación: 2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺. Los componentes activos del recubrimiento pueden adsorber moléculas de agua, modificar la distribución de la nube electrónica de las moléculas de agua, reducir la energía de activación de la reacción y, por lo tanto, acelerar su velocidad. Al mismo tiempo, gracias a la buena conductividad del recubrimiento, la corriente se distribuye uniformemente sobre la superficie del ánodo, evitando el sobrecalentamiento local y la densidad de corriente excesiva, garantizando una reacción relativamente estable y mejorando la eficiencia de la electrólisis y la vida útil del electrodo.
Ventajas
- Alta resistencia a la corrosión
Los ánodos de titanio mantienen un rendimiento relativamente estable en entornos ácidos, alcalinos y electrolíticos que contienen oxidantes fuertes e iones corrosivos fuertes (como iones de cloruro).
- Alta actividad electrocatalítica
Los ánodos de titanio reducen significativamente el sobrepotencial de las reacciones en los electrodos, como la evolución del oxígeno y del hidrógeno. Con la misma entrada de energía eléctrica, se produce más hidrógeno y oxígeno.
- Reducir el consumo de energía
Dado que los ánodos de titanio pueden reducir el sobrepotencial de las reacciones en los electrodos, esto no solo reduce el coste de la producción de hidrógeno mediante electrólisis del agua, sino que también lo hace más competitivo en el mercado energético.
- Alta pureza del producto
Los ánodos de titanio pueden superar el problema de disolución de algunos ánodos tradicionales (como los ánodos de grafito y los ánodos de plomo), mejorando así la pureza del hidrógeno y el oxígeno.
Los diversos tipos de ánodos de titanio, como los de rutenio, iridio y platino, satisfacen las necesidades de rendimiento de los electrodos en diferentes aplicaciones y necesidades. En cuanto a su principio de funcionamiento, el efecto sinérgico de la matriz de titanio y el recubrimiento de óxido metálico permite catalizar eficientemente la electrólisis del agua. Sus ventajas, como alta resistencia a la corrosión, alta actividad electrocatalítica, larga vida útil, bajo consumo energético y capacidad para mejorar la pureza del producto, no solo mejoran el rendimiento y los beneficios económicos del sistema de electrólisis del agua, sino que también contribuyen decisivamente al desarrollo sostenible de la industria de las energías limpias.
