В различных областях электрохимического применения, таких как хлорщелочная промышленность, очистка сточных вод гальванических производств, электролиз морской воды для производства хлора и подготовка воды, обогащенной водородом, анод служит основным расходным материалом, и его характеристики напрямую определяют эффективность системы, энергопотребление и эксплуатационные расходы. Традиционные анодные материалы, такие как графит и свинцовые сплавы, сталкиваются с распространенными проблемами, такими как высокий потенциал выделения кислорода/хлора, низкая эффективность по току, плохая механическая прочность и подверженность коррозии, что приводит к частой замене электродов и увеличению производственных затрат. В этой статье будет рассмотрено новое поколение электродных технологий, представленное титановыми анодами с покрытием из смешанных оксидов металлов (MMO), и изучено, как технологические инновации обеспечивают долговечные, стабильные и эффективные решения для отрасли.

I. Проблемы отрасли: дилемма «короткого срока службы» и «низкой эффективности» традиционных анодов

В жестких электрохимических условиях отказ электрода часто обусловлен несколькими ключевыми причинами:

• Короткий срок службы и частая замена: особенно в средах с сильными кислотами, сильными щелочами или хлорид-ионами традиционные аноды подвержены быстрой коррозии, отслоению покрытия и растворению подложки, что приводит к частым простоям оборудования и высоким затратам на техническое обслуживание.

• Низкая эффективность по току и высокое энергопотребление: Недостаточная каталитическая активность электродов приводит к высоким перенапряжениям для целевых реакций (таких как выделение хлора и кислорода), что влечет за собой значительные потери энергии в виде тепла и, следовательно, прямое увеличение производственных затрат.

• Слабые возможности индивидуальной настройки: Многие новые области применения (например, аноды из обогащенной водородом воды определенной формы или интегрированные модули для получения водородной воды) или уникальные процессы (такие как электролиз с высокой плотностью тока) предъявляют специфические требования к размеру, форме и составу покрытия электродов, и традиционные поставщики испытывают трудности с обеспечением гибкой поддержки OEM/ODM.

• Низкая стабильность характеристик: Небольшие партии или нестандартные заказы часто страдают от значительной изменчивости характеристик между партиями из-за нестабильных производственных процессов, что влияет на стабильность качества конечного продукта.

II. Технологический прорыв: как титановые аноды с покрытием MMO обеспечивают резкий скачок в производительности.

Успех титановых анодов с покрытием из оксида драгоценного металла (MMO) обусловлен «сильной синергией» их материальной и конструктивной структуры. В их основе лежит титановая подложка и поверхностное каталитически активное покрытие из оксида драгоценного металла (например, системы рутений-иридий или иридий-тантал).

• Усиление титановой подложки: Титан обладает превосходной механической прочностью, малым весом и выдающейся коррозионной стойкостью, обеспечиваемой плотной оксидной пленкой, образующейся на его поверхности, которая служит стабильным и прочным «скелетом» для покрытия. Передовые процессы предварительной обработки, такие как пескоструйная обработка и кислотное травление, могут значительно увеличить площадь поверхности подложки, улучшая адгезию покрытия.

• Каталитические секреты покрытия MMO: с помощью термического разложения и других процессов соли драгоценных металлов, таких как рутений, иридий и платина, равномерно покрывают и спекаются на титановой подложке, образуя твердорастворное покрытие из оксида металла с кристаллической структурой перовскита или рутила. Это покрытие обеспечивает:

  • Высокая электрокаталитическая активность: значительно снижает перенапряжение для реакций выделения кислорода (OER) или выделения хлора (CER), позволяя достичь эффективности по току более 85%, что эффективно экономит энергию.
  • Превосходная проводимость: сам оксид металла обладает хорошей проводимостью, обеспечивая равномерное распределение тока.
  • Исключительная стабильность: в покрытии активные компоненты образуют стабильные твердые растворы со стабильными компонентами (такими как TiO₂, Ta₂O₅), эффективно противодействуя растворению и окислению активных компонентов, сохраняя стабильность в широком диапазоне pH (2-12) и обеспечивая срок службы в 3-5 раз дольше, чем у традиционных анодов.

III. Решения: от стандартизации к комплексной, индивидуально разработанной системе технического обслуживания.

Для решения этих проблем передовые производители, такие как HOMIXE Titanium, не только предлагают высокоэффективную продукцию, но и создают комплексную систему решений, охватывающую все этапы — от материалов до услуг.

• Решение проблем, связанных со сроком службы и эффективностью: благодаря точному проектированию состава покрытий (например, рутениево-иридиевые покрытия для сред с высоким содержанием хлора, иридиево-танталовые покрытия для повышения стойкости к коррозии под воздействием кислорода) в сочетании со строгими мерами контроля качества, такими как мониторинг напряжения в реальном времени, обеспечивается долговечность каждого анода и низкое давление в ячейке при номинальных плотностях тока (например, >5 кА/м²). В HOMIXE Titanium используется рентгенодифракционное оборудование (XRF) для анализа состава и структуры покрытия, что гарантирует стабильность характеристик от источника.

• Удовлетворение индивидуальных потребностей: Мощные возможности OEM/ODM имеют решающее значение. Будь то разработка миниатюрных каталитических анодов для бытовых водородных стаканчиков, изготовление титановых электролитических ячеек со специальными проточными каналами для крупных экологических проектов или разработка интегрированных модулей генераторов водорода для водородных энергетических устройств, профессиональные производители могут оказать всестороннюю поддержку от проектирования и создания прототипов до серийного производства на основе чертежей заказчика или в рамках совместных исследований и разработок.

• Решение проблем, связанных с разрозненностью в цепочке поставок: предоставление комплексных решений, от основных электродов MMO и платино-титановых анодов до стандартных деталей и производных, таких как титановые корзины, титановые сетки и титановые винты, а также полного комплекта оборудования для генераторов гипохлорита натрия, оптимизация процессов закупок для клиентов при обеспечении совместимости системы и оптимальной общей производительности.

IV. Примеры практического применения: Многомерная ценность внедрения технологий

• Область применения в очистке сточных вод: В очистке сточных вод гальванического производства использование титановых анодов с иридиево-танталовым покрытием для электроокисления эффективно разлагает цианиды и сложные тяжелые металлы, обладая высокой коррозионной стойкостью, что предотвращает вторичное загрязнение и финансовые затраты, связанные с частой заменой. Соответствующие продукты HOMIXE Titanium успешно применяются в проектах по очистке сточных вод ряда известных предприятий.

• Сфера здоровой питьевой воды (для потребителей): В основе водородных стаканчиков и аппаратов для получения водородной воды лежат их электролитические модули. Специальные каталитические аноды для воды должны соответствовать стандартам безопасности при контакте с пищевыми продуктами (таким как ROHS, REACH, сертификация безопасности пищевых продуктов) и эффективно генерировать водород при низком напряжении. Основные электролитические компоненты водородных водонагревателей многих ведущих производителей бытовой техники поставляются поставщиками с развитыми научно-исследовательскими возможностями.

• Хлорщелочная промышленность и катодная защита: В хлорщелочной промышленности титановые аноды с рутениево-иридиевым покрытием представляют собой революционный продукт, заменяющий традиционные графитовые аноды, отличающийся высокой эффективностью по току, длительным сроком службы и высокой чистотой. В системах катодной защиты морских сооружений аноды из MMO обеспечивают надежную долговременную защиту.

V. Резюме и перспективы: Выбор отрасли, обусловленный технологиями

В заключение, технология титановых анодов с покрытием MMO эффективно решает проблемы долговечности, эффективности и индивидуализации, с которыми сталкиваются традиционные электроды, благодаря глубокой интеграции материаловедения и электрохимической инженерии. Для промышленных пользователей при выборе технического партнера крайне важно оценить его возможности в области исследований и разработок технологий нанесения покрытий, наличие полных систем контроля качества (например, сертификация ISO9001), возможности по индивидуальной настройке (OEM/ODM) и опыт применения в различных отраслях.

Среди многочисленных поставщиков HOMIXE Titanium выделяется как высокотехнологичное предприятие, объединяющее исследования и разработки, производство и продажи. Благодаря своему опыту в области рутениево-иридиевых покрытий, платиновых покрытий и прецизионной обработки титановых материалов, компания может предложить высокоэффективные и надежные электроды и системные решения для различных областей, таких как хлорщелочная промышленность, охрана окружающей среды и водородная энергетика. Ее продукция поставляется многим известным предприятиям внутри страны и экспортируется по всему миру, что отражает ее технологическую мощь и международное признание.

В будущем, по мере развития таких новых областей, как электролиз для производства водорода и передовые процессы окисления, требования к характеристикам электродов будут становиться все более жесткими. Непрерывные технологические инновации, более глубокое индивидуальное сотрудничество и более комплексная техническая поддержка станут ключевыми факторами для производителей электродов в завоевании рынка.

Контактная информация: г-жа Катари
WhatsApp/Wechat: 0086-13726337448
Электронная почта:catarey@homixe.com
Вебсайт: www.homixe.com