znanja

Mješoviti metalni oksid (MMO) titanijske mrežaste anode postali su sve popularniji u raznim industrijskim primjenama zbog svoje iznimne učinkovitosti i izdržljivosti. Ove se anode izrađuju presvlačenjem titanijske mrežaste podloge mješavinom oksida plemenitih metala, obično uključujući iridij, rutenij i tantal. Dobiveni proizvod kombinira čvrstoću i otpornost na koroziju titana s elektrokatalitičkim svojstvima metalnih oksida. Ova jedinstvena kombinacija čini MMO titanske mrežaste anode prikladnima za širok raspon primjena, od katodne zaštite do procesa obrade vode i elektrolize.

Kako MMO titanske mrežaste anode rade u sustavima katodne zaštite?

Katodna zaštita je tehnika koja se koristi za sprječavanje korozije metalnih konstrukcija izloženih korozivnim okruženjima, kao što su podzemni cjevovodi, offshore platforme i pomorski brodovi. MMO titanske mrežaste anode igraju ključnu ulogu u sustavima katodne zaštite od impresionirane struje (ICCP), gdje služe kao anodna komponenta.

U ICCP sustavu, MMO titanska mrežasta anoda spojen je na izvor istosmjerne struje i postavljen u neposrednoj blizini metalne konstrukcije kojoj je potrebna zaštita. Anoda otpušta elektrone u okolni elektrolit (kao što je tlo ili morska voda), koji zatim teku prema zaštićenoj strukturi (katodi). Taj protok elektrona stvara zaštitni sloj na površini katode, učinkovito sprječavajući koroziju.

Mrežasta struktura MMO titanskih anoda nudi nekoliko prednosti u primjenama katodne zaštite:

1. Velika površina: Mrežasti dizajn pruža visok omjer površine i volumena, što omogućuje učinkovitu distribuciju elektrona i izlaznu struju.

2. Jednolika raspodjela struje: Otvorena struktura mreže omogućuje ravnomjerniju raspodjelu struje po zaštićenoj površini, osiguravajući sveobuhvatnu zaštitu.

3. Nizak otpor: Titanijska podloga nudi nizak električni otpor, smanjujući potrošnju energije i poboljšavajući ukupnu učinkovitost sustava.

4. Trajnost: MMO premazi na mreži od titana vrlo su otporni na habanje i koroziju, osiguravajući dugotrajnu učinkovitost u teškim uvjetima.

5. Fleksibilnost: Mrežasta struktura može se lako oblikovati i prilagoditi složenim geometrijama, što je čini prikladnom za zaštitu struktura s nepravilnim površinama.

MMO titanske mrežaste anode pokazale su se posebno učinkovitima u zaštiti armiranobetonskih konstrukcija, kao što su mostovi, parkirne garaže i morski gatovi. U ovim primjenama, mreža se može ugraditi u beton tijekom izgradnje ili nanijeti na površinu postojećih konstrukcija. Otvorena struktura mreže omogućuje dobro spajanje s betonom, a istodobno pruža učinkovitu katodnu zaštitu ugrađenoj čeličnoj armaturi.

Nadalje, MMO titanske mrežaste anode naširoko se koriste u aplikacijama na moru i podmorju, gdje su njihova otpornost na koroziju i trajnost bitni. Mogu se instalirati na offshore platforme, podmorske cjevovode i druge morske strukture kako bi pružili dugotrajnu zaštitu od visoko korozivnog okruženja morske vode.

Koje su prednosti korištenja MMO anoda od titanijske mreže u obradi vode?

Pročišćavanje vode je drugo polje gdje MMO titanske mrežaste anode našli značajne primjene. Ove se anode intenzivno koriste u procesima elektrokemijske obrade vode, uključujući elektrokoagulaciju, elektrooksidaciju i elektrokloriranje. Jedinstvena svojstva MMO anoda od titanijske mreže nude nekoliko prednosti u primjenama obrade vode:

1. Učinkovito uklanjanje onečišćenja: Elektrokatalitička svojstva MMO premaza omogućuju učinkovitu oksidaciju raznih organskih i anorganskih onečišćenja u vodi. To uključuje uklanjanje teških metala, organskih zagađivača i patogena.

2. Stvaranje klora: U sustavima za elektrokloriranje, MMO titanske mrežaste anode mogu učinkovito generirati klor iz kloridnih iona prisutnih u vodi. Ova proizvodnja klora na licu mjesta posebno je korisna za dezinfekciju u bazenima, rashladnim tornjevima i postrojenjima za obradu pitke vode.

3. Niska potrošnja energije: Visoka elektrokatalitička aktivnost MMO premaza, u kombinaciji s niskim električnim otporom titanijskog supstrata, rezultira manjom potrošnjom energije u usporedbi s tradicionalnim materijalima za elektrode.

4. Tretman bez kemikalija: Elektrokemijski tretman vode korištenjem MMO anoda od titanijske mreže često smanjuje ili eliminira potrebu za kemijskim dodacima, što ga čini ekološki prihvatljivom alternativom konvencionalnim metodama tretmana.

5. Skalabilnost: Mrežasta struktura omogućuje jednostavno skaliranje sustava za obradu kako bi se prilagodili različitim brzinama protoka vode i opterećenjima onečišćenja.

6. Dug životni vijek: Otpornost na koroziju i izdržljivost MMO anoda od titanijske mreže doprinose dugom radnom vijeku, smanjujući troškove održavanja i zamjene.

U komunalnim postrojenjima za pročišćavanje vode, MMO titanske mrežaste anode koriste se u naprednim oksidacijskim procesima za uklanjanje neposlušnih organskih spojeva i novonastalih kontaminanata koji se ne uklanjaju učinkovito konvencionalnim metodama obrade. Visoki oksidacijski potencijal ovih anoda omogućuje razgradnju složenih organskih molekula u jednostavnije, biorazgradljivije spojeve.

Pročišćavanje industrijskih otpadnih voda još je jedno područje u kojem MMO titanske mrežaste anode briljiraju. Posebno su učinkoviti u pročišćavanju otpadnih voda iz tekstilne, farmaceutske i petrokemijske industrije, koje često sadrže visoke razine organskih zagađivača i obojenih spojeva. Proces elektrooksidacije pomoću MMO anoda može postići visoke stope uklanjanja ovih onečišćenja, često nadmašujući učinkovitost tradicionalnih metoda biološke obrade.

Mogu li MMO titanske mrežaste anode poboljšati učinkovitost procesa elektrolize?

Elektroliza je ključni proces u raznim industrijskim primjenama, uključujući obnavljanje metala, proizvodnju klor-alkalija i proizvodnju vodika. MMO titanijske mrežaste anode pokazale su značajan potencijal u poboljšanju učinkovitosti i izvedbe ovih procesa elektrolize.

U primjenama oporabe metala, kao što je elektrodobivanje bakra ili cinka, MMO titanijske mrežaste anode nude nekoliko prednosti:

1. Visoka strujna učinkovitost: Elektrokatalitička svojstva MMO premaza omogućuju visoku strujnu učinkovitost, što dovodi do poboljšanih stopa povrata metala.

2. Niski prenapon: MMO anode pokazuju nizak prenapon za oslobađanje kisika, smanjujući potrošnju energije u procesu elektrolize.

3. Otpornost na pasivizaciju: Stabilni oksidni premaz sprječava stvaranje pasivizirajućih slojeva na površini anode, osiguravajući dosljednu izvedbu tijekom vremena.

4. Dimenzijska stabilnost: Za razliku od tradicionalnih olovnih anoda, MMO titanske mrežaste anode zadržavaju svoj oblik i dimenzije tijekom rada, što dovodi do ravnomjernije raspodjele struje i dosljedne kvalitete proizvoda.

U klor-alkalnoj industriji, gdje se klor i natrijev hidroksid proizvode elektrolizom slane vode, MMO titanske mrežaste anode postale su standard. Njihova sposobnost učinkovitog generiranja klora uz otpornost na koroziju u visoko agresivnom okruženju klora dovela je do značajnih poboljšanja u učinkovitosti procesa i kvaliteti proizvoda.

Proizvodnja vodika putem elektrolize vode je polje u nastajanju gdje MMO titanske mrežaste anode obećavaju. Dok se katalizatori na bazi platine obično koriste za reakciju oslobađanja kisika (OER) u elektrolizi vode, MMO premazi nude isplativiju alternativu s usporedivim performansama. Velika površina mrežaste strukture, u kombinaciji s katalitičkom aktivnošću MMO premaza, omogućuje učinkovito oslobađanje kisika, čime se poboljšava ukupna učinkovitost proizvodnje vodika.

Korištenje MMO anoda od titanijske mreže u procesima elektrolize također donosi dobrobiti za okoliš. Njihov dug životni vijek i otpornost na trošenje smanjuju učestalost zamjene, smanjujući stvaranje otpada. Dodatno, odsutnost toksičnih materijala u njihovom sastavu (za razliku od olovnih anoda) čini ih ekološki prihvatljivijim izborom za primjene industrijske elektrolize.

U zaključku, MMO titanske mrežaste anode pokazali su se svestranim i učinkovitim u širokom rasponu primjena, od katodne zaštite do procesa obrade vode i elektrolize. Njihova jedinstvena kombinacija svojstava, uključujući visoku elektrokatalitičku aktivnost, otpornost na koroziju i trajnost, čini ih idealnim izborom za mnoge industrijske elektrokemijske primjene. Kako se istraživanje u ovom području nastavlja, možemo očekivati ​​daljnja poboljšanja u MMO premazima i proširene primjene ovih inovativnih materijala za elektrode.

Ako ste zainteresirani za proizvode tvrtke Xi'an Taijin New Energy & Materials Sci-Tech Co., Ltd., molimo kontaktirajte nas. yangbo@tjanode.com.

Reference:

1. Kraft, A. (2007). Dopirani dijamant: kompaktni pregled novog, svestranog materijala elektrode. International Journal of Electrochemical Science, 2(5), 355-385.

2. Chen, X., Chen, G. i Yue, PL (2001). Stabilna Ti/IrOx-Sb2O5-SnO2 anoda za oslobađanje O2 s visokom učinkovitošću oslobađanja kisika. Journal of Physical Chemistry B, 105(20), 4623-4628.

3. Comninellis, C. i Chen, G. (Ur.). (2010). Elektrokemija za okoliš. Springer Science & Business Media.

4. Martínez-Huitle, CA, i Ferro, S. (2006). Elektrokemijska oksidacija organskih polutanata za pročišćavanje otpadnih voda: izravni i neizravni procesi. Chemical Society Reviews, 35(12), 1324-1340.

5. Panizza, M. i Cerisola, G. (2009). Izravna i posredovana anodna oksidacija organskih polutanata. Chemical Reviews, 109(12), 6541-6569.

6. Trasatti, S. (2000). Elektrokataliza: razumijevanje uspjeha DSA®. Electrochimica Acta, 45(15-16), 2377-2385.

7. Nidheesh, PV, Zhou, M. i Oturan, MA (2018). Pregled uklanjanja sintetičkih bojila iz vode elektrokemijskim naprednim oksidacijskim procesima. Kemosfera, 197, 210-227.

8. Sires, I., Brillas, E., Oturan, MA, Rodrigo, MA, i Panizza, M. (2014.). Elektrokemijski napredni oksidacijski procesi: danas i sutra. pregled. Znanost o okolišu i istraživanje onečišćenja, 21(14), 8336-8367.

9. Zoski, CG (Ur.). (2007). Priručnik za elektrokemiju. Elsevier.

10. Pletcher, D. i Walsh, FC (1990). Industrijska elektrokemija. Springer Science & Business Media.