Egyedi gyártású titán anód elektrolízis vízhez
A titánanódok számos előnnyel rendelkeznek a víz elektrolízise területén kiváló teljesítményük, magas korrózióállóságuk, magas elektrokatalitikus aktivitásuk, hosszú élettartamuk és alacsony energiafogyasztásuk miatt, és a technológiai fejlődés előmozdításának egyik kulcsává váltak.
- Irídium-titán anód
- Ir-Ta-Ti titán anód
- Ru-Ir-Ti titán anód
- Ruténium-titán anód (RuO₂-TiO₂)
- Grafit-titán anód
- Egyedi titán anód
- Átmeneti fém titán anód
- Ritkaföldfém titán anód
Titán anódok elektrolízis vízhez
A hidrogén előállításának fenntartható módjaként a vízelektrolízis széles körű figyelmet kapott. A vízelektrolízis rendszerekben az elektródaanyagok teljesítménye kulcsszerepet játszik az elektrolízis hatékonyságában, az energiafogyasztásban, a stabilitásban és az élettartamban. A titánanód, mint fejlett elektródaanyag, egyedi teljesítményelőnyeinek köszönhetően nagy alkalmazási potenciált mutat a vízelektrolízis területén.
A ruténium-oxid bevonat hatékonyan csökkentheti a klórfejlődés túlfeszültségét. Bár a víz elektrolízise során főként oxigén és hidrogén fejlődik, bizonyos hatással van az anódreakció teljes túlfeszültségének csökkentésére, lehetővé téve az elektrolízis viszonylag alacsony feszültségen történő elvégzését, ezáltal áramot takarítva meg.
Az irídiumbevonatú titánanódot kifejezetten oxigénfejlődési reakcióhoz tervezték, jelentősen csökkentve az oxigénfejlődés túlfeszültségét, körülbelül 0.2-0.3 V-tal. Az irídiumbevonat alkalmazkodik az összetett elektrokémiai környezetekhez, és egy nagy teljesítményű anódanyag, amelyet általában a vízelektrolízis hidrogéntermelésében használnak.
A platinabevonatú titánanód alkalmas precíziós vízelektrolízises hidrogéntermelési forgatókönyvekhez, ahol rendkívül magasak az elektróda teljesítménykövetelményei, például laboratóriumi kutatásokban. A reakciófolyamat pontosan szabályozható a kiváló minőségű hidrogén előállítása érdekében. A platina magas ára azonban korlátozza széleskörű alkalmazását.
Működési elv
Titán anód titán alapú, és felületén elektrokatalitikusan aktív fém-oxid bevonattal (például platina, ruténium, irídium stb.) van bevonva. A titán hordozó jó mechanikai szilárdsággal rendelkezik, ami biztosítja az elektróda szerkezeti stabilitását. Ugyanakkor maga a titán korrózióálló, és viszonylag stabil marad a különböző elektrolit környezetekben. A fém-oxid bevonat kulcsfontosságú a titánanód elektrokatalitikus hatásához, jó vezetőképességet és kiváló elektrokatalitikus teljesítményt biztosít a titánanódnak.
A víz elektrolíziseAz oxidációs reakció az anódnál, a redukciós reakció pedig a katódnál megy végbe. A titánanód esetében, ha például az oxigénfejlődési reakciót vesszük alapul, amikor az áram áthalad az elektrolizáló cellán, a vízmolekulák (H₂O) oxidációs reakción mennek keresztül: 2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺. A bevonatban lévő aktív komponensek adszorbeálhatják a vízmolekulákat, megváltoztathatják a vízmolekulák elektronfelhő-eloszlását, csökkenthetik a reakció aktiválási energiáját, és ezáltal felgyorsíthatják a reakciósebességet. Ugyanakkor a bevonat jó vezetőképességének köszönhetően az áram egyenletesen oszlik el az anód felületén, elkerülve a helyi túlmelegedést és a túlzott áramsűrűséget, biztosítva, hogy a reakció viszonylag stabil körülmények között menjen végbe, és javítva az elektrolízis hatékonyságát és az elektróda élettartamát.
Előnyök
- Magas korrózióállóság
A titánanódok viszonylag stabil teljesítményt nyújtanak savas, lúgos és elektrolit környezetben, amelyek erős oxidálószereket és erős korrozív ionokat (például kloridionokat) tartalmaznak.
- Magas elektrokatalitikus aktivitás
A titánanódok jelentősen csökkentik az elektródareakciók, például az oxigén- és hidrogénfejlődés túlfeszültségét. Ugyanazon elektromos energiabevitel mellett több hidrogén és oxigén keletkezik.
- Csökkentse az energiafogyasztást
Mivel a titánanódok csökkenthetik az elektródareakciók túlfeszültségét, ez nemcsak a víz elektrolízisével történő hidrogéntermelés költségeit csökkenti, hanem versenyképesebbé is teszi azt az energiapiacon.
- Magas terméktisztaság
A titánanódok képesek leküzdeni egyes hagyományos anódok (például grafitanódok és ólomanódok) oldódási problémáját, ezáltal javítva a hidrogén és az oxigén tisztaságát.
A különféle titánanódok, mint például a ruténiumbevonat, az irídiumbevonat és a platinabevonatú titánanód, képesek megfelelni az elektróda teljesítménykövetelményeinek a különböző alkalmazási forgatókönyvek és igények esetén. Működési elvét tekintve a titánmátrix és a fém-oxid bevonat szinergikus hatása hatékonyan katalizálhatja a víz elektrolízisét. Előnyei, mint például a magas korrózióállóság, a magas elektrokatalitikus aktivitás, a hosszú élettartam, az alacsony energiafogyasztás és a terméktisztaság javításának képessége, nemcsak az elektrolízis vízrendszer teljesítményét és gazdasági előnyeit javítják, hanem határozottan támogatják a tisztaenergia-ipar fenntartható fejlődését is.
