MMOチタンアノード プール水中の塩化ナトリウムを電気分解して次亜塩素酸（HClO）を生成します。次亜塩素酸は非常に効率的な消毒剤であり、従来の塩素系消毒剤よりも80倍以上効果的です。消毒処理を終えた次亜塩素酸は、塩化物イオンと水に分解されます。 チタン 家庭用プール、ホテルやクラブのプール、大型ウォーターパーク、オリンピック規格の競技用プールなど、スイミングプール業界向けに、高性能で長寿命、かつカスタマイズ可能な電解電極ソリューションを提供しています。
MMOチタン陽極コーティングシステム
MMOチタン陽極の性能は、その表面の混合金属酸化物コーティングに依存します。このコーティングによって、陽極の電気触媒活性、耐食性、電流効率、および寿命が決まります。Wstitanium社は、プール消毒用の複数のコーティングシステムを開発しました。
RuO₂-イリジウム-チタンコーティングは、プール消毒において最も主流で成熟したコーティングシステムです。高温熱分解により、混合酸化物チタン基材の表面に均一で緻密な多孔質触媒層が形成されます。最適なモル比は、RuO₂ 40～50 mol%、IrO₂ 20～30 mol%、TiO₂ 20～40 mol%です。加速寿命試験（1 mol/L H₂SO₄溶液、電流密度20 kA/m²）により、その長寿命が3000時間以上であることが確認されています。
- 塩素発生過電圧：≤1.13V（対SCE）
- 電流効率：85%以上
- 1kWhの電気エネルギーで200gの塩素が生成される
- 分極率：≤40 mV/decade
- 塩分含有量：2500～3500ppm
- pH 1～12、温度 0～60℃
- 電流密度 ≤2500A/m²
- 寿命は5～8年です
イリジウム・タンタルコーティングは、酸素発生能と塩素発生能を併せ持つ高性能コーティングです。このコーティングシステムは、主成分として二酸化イリジウム（IrO₂）、安定剤として五酸化タンタル（Ta₂O₅）、担体として二酸化チタン（TiO₂）を使用しています。モル比は、IrO₂が60～70モル％、Ta₂O₅が20～30モル％、TiO₂が10～20モル％です。加速寿命試験の結果は5000時間以上です。
- 寿命：8〜12年
- 電流効率：92%以上
- 酸素発生過電圧：≤1.48V（対SCE）
- 塩素発生過電圧：≤1.20V（対SCE）
- pH 1～12、温度 0～80℃
- 電流密度 ≤4000A/m²
強酸、強アルカリ、高電流密度に対して優れた耐性を示します。また、その耐スケール性により、電極表面へのカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンの析出を効果的に抑制します。
MMOチタン陽極の比較
異なるコーティングシステムを採用したMMOチタン陽極の性能差をより直感的に理解していただくために、Wstitaniumは以下の詳細なパラメータ比較表を作成しました。すべてのデータは、Wstitanium研究所における実際の試験結果と権威ある業界標準に基づいています。
| RuO₂-IrO₂-TiO₂ | IrO₂-Ta₂O₅-TiO₂ | Pt（プラチナ） | デフォルト規格／試験方法 | |
|---|---|---|---|---|
| 基板 | ASTM B265 Gr1/Gr2 純チタン | ASTM B265 Gr1/Gr2 純チタン | ASTM B265 Gr1/Gr2 純チタン | チタン純度 ≥ 99.5% |
| コーティングの厚さ | 6〜15 µm | 8〜20 µm | 0.2〜10 µm | X線蛍光分析法（XRF） |
| コーティングの均一性 | ≥95％ | ≥95％ | ≥98％ | 表面形状測定 |
| 塗膜密着強度 | ≧15MPa | ≧18MPa | ≧20MPa | スクラッチテスト |
| 塩素発生ポテンシャル（SCEとの比較） | ≤ 1.13V @ 2000 A/m² | ≤ 1.20V @ 2000 A/m² | ≤ 1.10V @ 2000 A/m² | 三電極システム、3% NaCl溶液 |
| 酸素発生ポテンシャル（SCEとの比較） | ≤ 1.55V @ 1000 A/m² | ≤ 1.48V @ 1000 A/m² | ≤ 1.45V @ 1000 A/m² | 三電極システム、0.5mol/L H₂SO₄溶液 |
| 現在の効率 | ≥85％ | ≥92％ | ≥95％ | 有効塩素生成のためのヨウ素滴定法 |
| 動作電流密度 | 500～1500A/m² | 300～1000A/m² | 500～2000A/m² | プール消毒に最適な条件 |
| 最大電流密度 | 2000A/㎡ | 3000A/㎡ | 10000A/㎡ | 短期運用 |
| セル動作電圧 | 2.8～3.5V / 単セル | 3.0～3.8V / 単セル | 2.5～3.2V / 単セル | 電流密度と電極間隔に依存する |
| pH範囲 | 1-12 | 1-14 | 1-14 | 長期安定稼働 |
| 使用温度 | 0-60°C | 0-85°C | 0-150°C | - |
| フッ化物イオン耐性 | フッ素は塗膜の腐食を促進する | |||
| 防汚性 | フェア | グッド | 素晴らしい | - |
| 設計耐用年数 | 5〜8年 | 8〜12年 | 15〜20年 | 連続運転 |
| 加速寿命試験 | ≥3000時間 | ≥5000時間 | ≥10000時間 | 1mol/L H₂SO₄、20kA/m² |
| エネルギー消費 | 3～4 kWh/kg Cl₂ | 3.5～4.5 kWh/kg Cl₂ | 2.5～3.5 kWh/kg Cl₂ | デフォルトの動作条件 |
| 初期費用 | 技法 | より高い | 最高 | - |
| 総所有コスト（TCO） | 最低 | 低くなる | より高い | 10年周期 |
| 主な応用シナリオ | 標準的な海水プール、住宅用プール、小型・中型商業用プール | 温泉プール、ミネラル豊富なプール、大型公共プール、複雑な水質管理が行われているプール | 医療リハビリ用プール、ベビー用プール、高級プライベートプール | - |
1. 加速寿命試験条件：1mol/L H₂SO₄溶液、温度25±2℃、電流密度20kA/m²。試験失敗は、セル電圧が2V上昇した場合と定義する。
2. 設計耐用年数は、標準条件（塩分濃度3000～4000ppm、水温25～30℃、pH7.2～7.8、連続運転、逆電流なし、定期メンテナンス）に基づいています。
3. 実際の耐用年数は、現場の運転条件、メンテナンス頻度、水質環境によって異なります。
スイミングプール用MMOチタン陽極構造
Wstitaniumは、様々なタイプのプール消毒装置や設置要件に対応できるよう、多様な形状のMMOチタン陽極を提供しています。各陽極形状には独自の利点と適用シナリオがあります。当社の技術チームがお客様のニーズに最適な製品をご提案いたします。
チタン陽極板
- 最大寸法：2000mm × 1000mm
- 表面粗さ：Ra≤3.2μm
- 平面度：≤0.1mm/m
- 家庭用プール用塩素消毒器
- 業務用プール用塩素消毒器
チタン板状陽極の厚さは通常0.5～3.0mmです。導電接続部は、溶接チタン端子、銅チタン複合端子、またはフランジ／ボルト接続のいずれかです。
メッシュチタン陽極
- ワイヤー直径：1-10mm
- メッシュサイズ：5×10mm～20×40mm
- 最大サイズ：1000mm×2000mm
- 溶接または端子接続
- 大規模な公共プールの場合
肉処理用チタン陽極はチタンメッシュ製で、比表面積が大きく、流体透過性に優れています。高流量のプール循環水消毒システムに適しています。
管状チタン陽極
- 外径: 10-200mm
- 壁の厚さ：1-5mm
- 最大長さ：3000mm
- ねじ込み式／フランジ式接続
- 循環水配管用
管状チタン陽極は、継ぎ目のないチタン管でできています。内面と外面の両方にMMOコーティングが施されており、360度均一な電解が可能で、高い機械的強度を備えています。
チタン棒陽極
- 直径：5-50mm
- 長さ：100-1000mm
- ねじ込み接続、溶接接続
チタン棒陽極は、MMOでコーティングされたチタンの固体棒でできています。シンプルな構造で耐衝撃性に優れています。様々な形状の電解槽に適しています。チタン棒陽極は、主に小型プールやスパプールの消毒装置に使用されます。
バスケット型チタン陽極
- 辺の長さ：50～1000mm
- メッシュサイズ：2×2mm～20×20mm
- 溶接されたチタン製のハンドルと端子
バスケット型チタン陽極は、バスケット状の構造を持つチタンメッシュでできています。非常に大きな比表面積と極めて低い接地抵抗を有しています。バスケット型チタン陽極は、主に大型プールやウォーターパークにおける集中型陰極防食システムに適しています。
カスタム製造
- フッ化物イオン濃度が高い水の場合
- 硬度の高い水の場合
- 高温プール用
お客様の水質条件と性能要件に基づき、コーティングの組成と配合を最適化いたします。また、お客様の電解槽の構造と設置スペースに合わせて、あらゆる形状、サイズ、接続端子を備えたMMOチタン陽極をカスタマイズ製作いたします。
FAQ
スイミングプールで使用されるMMOチタン陽極には、主に3種類のコーティングシステムがあります。ルテニウム・イリジウムチタンコーティング、イリジウム・タンタルチタンコーティング、そしてプラチナコーティングです。
ルテニウム・イリジウムチタンコーティング：塩素化過電圧が低く、電流効率が高く、コストも低いため、海水プールに最適なコーティング材です。
イリジウム・タンタル・チタンコーティング：優れた耐腐食性と良好なスケール防止性を備え、温泉プール、ミネラル含有量の多いプール、複雑な水質条件のプールに適しています。
プラチナコーティング：最高の電気触媒活性と優れた化学的安定性を持ち、水中に有害物質を一切放出しません。医療リハビリ用プール、幼児用プール、極めて高い水質基準が求められる高級プライベートプールに最適です。
コーティングシステムを選ぶ際には、プールの水質、使用状況、予算などの要素を考慮する必要があります。Wstitaniumの技術エンジニアが、お客様の状況に合わせて最適なコーティングシステムをご提案いたします。
スイミングプールに必要なMMOチタン陽極の面積を計算するには、以下の要素を考慮する必要があります。
プールの総水量（V）、単位：m³
プール循環流量（Q）、単位：m³/h
必要有効塩素生成量（C）、単位：g/h
アノード動作電流密度（J）、単位：A/m²
電流効率（η）、単位：％
計算式は以下のとおりです。
有効塩素生成量 C = 0.001 × V × 24 / T
ここでTはプール水の循環サイクルであり、通常は4～6時間である。
必要な総電流 I = C / (1.323 × η)
ここで、1.323は理論上の電気化学当量であり、単位はg/(A・h)です。
必要な陽極面積 A = I / J
Wstitaniumの技術エンジニアは、お客様のプールの詳細なパラメータに基づいて精密な計算を行い、最適な陽極の面積と数量を決定します。
MMOチタン陽極表面へのスケール付着は、主に水中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンが陰極表面に析出することによって起こります。スケールは電解槽の抵抗を増加させ、電解効率を低下させ、ひどい場合には短絡を引き起こす可能性があります。
陽極表面に既にスケールが形成されている場合は、以下の洗浄方法をお勧めします。
酸洗浄：電極を5～10％の希塩酸またはクエン酸溶液に1～2時間浸漬した後、きれいな水で十分にすすいでください。
逆電流洗浄：定期的に電極の極性を反転させ、電気分解によって発生する水素ガスを利用してスケールを除去します。
機械的洗浄：柔らかいブラシで電極表面を優しくブラッシングしてスケールを除去してください。コーティングを傷つけないように注意してください。
スケールの蓄積を防ぐ方法には、以下のようなものがあります。
プールの水の硬度を管理すること。一般的には、総硬度が300mg/L以下であることが求められる。
逆電流洗浄を定期的に、通常は週に1回、1回につき5～10分間実施してください。
スケール防止コーティングを施した陽極を使用する。
流入水の硬度を下げる。
塩水塩素発生装置では、陽極と陰極の面積比は一般的に1:1から1:2の間である。具体的な比率は、電解槽の構造、電流密度、水質条件によって異なる。
陰極面積が小さすぎると、陰極電流密度が過剰に高くなり、スケール生成や水素発生過電圧の増加、エネルギー消費量の増加につながります。一方、陰極面積が大きすぎると、電解槽のコストと容積が増加します。
Wstitaniumは、最適な性能を確保するために、電解槽の設計において、特定の用途条件に基づいて陽極と陰極の面積比を最適化します。
塩素生成量が不足する原因としては、以下のものが考えられます。
塩分濃度不足：プールの水中の塩分濃度が低すぎます。一般的に、2500～3500ppmの塩分濃度が必要です。
電流不足：整流器の出力電流が低すぎるか、電流設定値が低すぎます。
陽極の劣化：陽極を長期間使用すると、コーティングが摩耗し、電解効率が低下します。
電極スケール：電極表面に深刻なスケールが付着すると、電気分解反応に影響を及ぼします。
水流不足：電気分解槽内の水流が不十分だと、塩素が時間内に除去されません。
整流器の故障：整流器に不具合が生じ、出力電圧または電流が異常になります。
はい。MMOチタン陽極は主に海水プールの消毒に使用されますが、淡水プールにも使用できます。淡水プールの場合、MMOチタン陽極を用いた電解消毒を行うには、水に少量の塩（一般的に1000～2000ppm）を加えるだけで済みます。
従来の化学消毒法と比較すると、塩を加えた淡水プールでも、水質の向上、塩素臭の消失、メンテナンスの容易さといった利点があります。さらに、塩分濃度が低いため、泳ぐ人の皮膚や目への刺激もほとんどありません。
