MMO titán anódlemez

Lemezes MMO titán anódok kettős előnyt kínálnak: nagy szilárdságú hordozót és rendkívül aktív bevonatot. Jelentősen csökkentik az oxigén- és klórfejlődés túlzott potenciálját, fokozzák az elektrokatalitikus aktivitást, és ellenállnak az extrém közegek, például erős savak és bázisok okozta korróziónak. A lemezes MMO titánanódok standard alkatrészekké váltak olyan területeken, mint a hidrogéntermeléshez használt vízelektrolízis, a galvanizálás, a vízkezelés és a fémelektrolitikus finomítás.

A lemez alakú MMO titán anódok specifikációi

A titán hordozó a lemez alakú MMO titán anód tartóalapja. Anyaga, vastagsága és felületkezelése közvetlenül befolyásolja az anód mechanikai stabilitását és a bevonat tapadását.

TitánIpari tisztaságú titánt használnak, leggyakrabban a TA1 (1. gr.) és a TA2 (2. gr.) típusú titánt használják. A TA1 nagyobb tisztaságú (titántartalom ≥ 99.5%) és kiváló korrózióállósággal rendelkezik, így alkalmassá teszi olyan alkalmazásokhoz, mint az élelmiszeripari minőségű vízkezelés és a gyógyszeripari intermedierek szintézise. A TA2 valamivel nagyobb szilárdsággal rendelkezik, mint a TA1, így költséghatékonyabb megoldást kínál, és széles körben használják ipari alkalmazásokban, például galvanizálásban és hagyományos elektrolízisben.

AljzatvastagságA tipikus tartomány 1.0 mm-5.0 mm. Kis elektrolizáló cellák (például laboratóriumi berendezések és kis galvanizáló cellák) jellemzően 1.0-2.0 mm vastagságot használnak. Nagy ipari elektrolizáló cellák (például vízelektrolízises hidrogéntermelő cellák és klóralkáli ipari cellák) jellemzően 3.0-5.0 mm vastagságot használnak, hogy elkerüljék az aljzat deformációját az elektrolit nyomása és a hosszú távú terhelés miatt.

FelületkezelésAz MMO bevonat és a titán hordozó közötti tapadás fokozása érdekében a titánlemez szigorú felületi előkezelésen esik át, beleértve a homokfúvást és a pácolást. A homokfúvás alumínium-oxidot vagy kvarchomokot használ egy érdes „gödrös” felület létrehozásához (érdesség Ra 1.5-3.0 μm), növelve a bevonat tapadási területét. A pácolás oxálsavat vagy hidrogén-fluorid-salétromsav keveréket használ a felületi oxidréteg és a szennyeződések eltávolítására.

MMO bevonat specifikációk

A MMO bevonat kulcsfontosságú az anód elektrokatalitikus teljesítményének meghatározásához. Összetételét, vastagságát és töltetét az adott reakciókövetelmények, például az oxigén- vagy klórfejlődés alapján kell testre szabni.

A RuO₂ (ruténium-dioxid) alapú, TiO₂-vel, SnO₂-vel és más anyagokkal kombinált klórfejlesztő bevonatok olyan alkalmazásokhoz alkalmasak, mint a klóralkáli ipar és a tengervíz sótalanítása (elektrolitikus lerakódásgátló bevonat). Az IrO₂ (iridium-dioxid) vagy IrO₂-RhO₂ (iridium-ródium-oxid) alapú oxigénfejlesztő bevonatok fokozott ellenállást biztosítanak az oxigénes korrózióval szemben, és alkalmasak olyan alkalmazásokhoz, mint a víz elektrolízise hidrogéntermeléshez, galvanizálás (például krómozás és nikkelezés) és szennyvízkezelés (szerves anyagok anódos oxidációs lebontása). Klórfejlesztő alkalmazásokban a bevonat vastagsága 5-10 μm között szabályozható, mivel a Cl⁻ kevésbé korrozív a bevonatra. Oxigénfejlesztő alkalmazásokban a bevonat vastagságát 10-20 μm-re kell növelni, mivel az O₂ képződése kifejezettebb súroló hatással van a bevonatra.

MéretekA szabványméretek 100 mm x 200 mm-től (kicsi) 1000 mm x 2000 mm-ig (nagy) terjednek. Például a kis galvanizáló cellák gyakran 300 mm x 500 mm-es anódlemezeket használnak. A nagy klóralkáli elektrolízis cellákhoz egyedi gyártású, túlméretezett, 800 mm x 1500 mm-es anódokra van szükség.

Síkfelület és toleranciaA lemezanódoknak szigorú síklapúsági követelményeknek kell megfelelniük, méterenként ≤1 mm síklapúsági tűréssel. Ez megakadályozza a lemez és a katód közötti egyenetlen távolságot a lemez hajlítása miatt, ami lokalizált áramkoncentrációhoz („forró pontokhoz”) és gyorsított bevonatveszteséghez vezethet. A mérettűrések ±0.5 mm-en (vastagság) és ±2 mm-en (hosszúság és szélesség) belül vannak.

A lemezes MMO titán anódok előnyei

A lemezes MMO titánanódok átfogó előnyöket kínálnak négy fő dimenzióban: élettartam, energiafogyasztás, környezetbarát jelleg és alkalmazkodóképesség. Fő versenyelőnyeik a következő öt fő pontban foglalhatók össze:

(I) Ultra hosszú élettartam

A lemezes MMO titánanódok 5-10 éves élettartamot kínálnak. Ez az előny két fő tervezési jellemzőből fakad: Először is, a titán hordozó korrózióállóságából, amely ellenáll az erős savak (például H₂SO₄ és HCl), erős bázisok (például NaOH) és erősen tömény sóoldatok (például NaCl) hosszú távú támadásának. Másodszor, az MMO bevonat önvédő tulajdonságaiból: a bevonatban lévő nemesfém-oxidok stabil kristályszerkezetet alkotnak, kizárólag katalizátorként működve az elektronok átvitelében az elektrokémiai reakciókban, ami rendkívül alacsony önfogyasztási arányt eredményez (például oxigénfejlődés esetén az Ir bevonat akár 0.1 mg/A/év is fogyaszthat).

(II) Alacsony energiafogyasztás

Az MMO bevonat magas elektrokatalitikus aktivitása közvetlenül hozzájárul az alacsony túlfeszültség és a magas áramhatásfok gazdasági előnyeihez. A lemez alakú MMO titánanód klórfejlődési túlfeszültsége mindössze 0.1-0.2 V, oxigénfejlődési túlfeszültsége pedig 0.3-0.5 V. A lemez alakú MMO titánanód áramhatásfoka elérheti a 95%-98%-ot. A magasabb áramhatásfok azt jelenti, hogy a bemeneti elektromos energia nagyobb része felhasználódik a célreakcióhoz (pl. Cl⁻→Cl₂, H₂O→O₂), és kevesebb vész kárba a mellékreakciókon (pl. H₂-fejlődés).

(III) Környezetbarát és szennyezésmentes

A titán hordozó és az MMO bevonat rendkívül kémiailag stabil, aminek eredményeként működés közben gyakorlatilag nem oldódik fel ion (nemesfém-oldódás <0.01 mg/l), és az elektrolit vagy a szennyvíz sem szennyeződik.

(IV) Erős strukturális alkalmazkodóképesség

A lemez alakú szerkezet a lemez alakú MMO titán anód központi tervezési jellemzője. A cső alakú anódokhoz (kis helyekre és alacsony áramlási sebességre alkalmasak) és a hálós anódokhoz (nagy szórt áramhoz alkalmasak) képest a lemezanódok sík szerkezete könnyebben kompatibilis a különféle elektrolizálókkal. Telepíthetők függőlegesen (pl. galvanizáló cellákban és vízelektrolízis hidrogéntermelő cellákban) vagy vízszintesen (pl. nagyméretű szennyvíztisztító elektrolizálókban). Több anódlemez párhuzamosan kombinálható, így a lemezek száma rugalmasan állítható az elektrolizáló kapacitása alapján, kiküszöbölve az egyedi anódkialakítások szükségességét.

(V) Stabil mechanikai tulajdonságok

A titán hordozó nagy szilárdsága és szívóssága kiváló mechanikai tulajdonságokkal ruházza fel a lemez alakú MMO titán anódot: szakítószilárdsága eléri a 300-500 MPa-t, ami lehetővé teszi, hogy ellenálljon az elektrolizátoron belüli elektrolitnyomásnak. Magas hőmérsékletű elektrolízis esetén (pl. tömény NaOH oldatok 120°C-on) a titán hordozó nem szenved szemcsék közötti korróziótól. Nagy áramlási sebességű elektrolitokban (pl. sótalanító elektrolízis antifouling rendszerek >2 m/s áramlási sebességgel) az MMO bevonat nem pereg le a folyadék eróziója miatt.