Titaanielektrodit elektrolyysiin

Kloorialkaliteollisuus on aikaisin skenaario laajamittaiseen teolliseen käyttöön{0}}titaanielektrodit elektrolyysiin, ja se on tällä hetkellä galvanolyysikenttä, joka kuluttaa eniten titaanielektrodeja maailmanlaajuisesti. Perinteisen grafiittielektrodin hallitseman kloorialkaligalvanolyysin aikakaudella elektrolyyttikennon käyttövirrantiheys on yleensä alle 3 kA/m ² ja energiankulutus klooritonnia kohti ylittää 2600 kWh. Lisäksi grafiittielektrodit syöpyvät nopeasti vahvassa klooripitoisessa ympäristössä, ja niiden keskimääräinen käyttöikä on vain 8-12 kuukautta. Toistuva elektrodien vaihto ei ainoastaan ​​lisää suuresti tuotantolinjan ylläpitokustannuksia.

Mutta se johtaa myös suuren määrän grafiittituhkaa sekoittumiseen elektrolyyttisiin tuotteisiin, ja kloorikaasun puhtautta on vaikea ylittää 98 % pitkään aikaan. Rutenium-iridiumilla päällystettyjen titaanielektrodien laajan käytön myötä nykyaikaisten ioninvaihtokalvokloori-alkaligalvanolyysikennojen käyttövirrantiheys on nostettu arvoon 5-6 kA/m ², ja energiankulutus klooritonnia kohti on laskettu alle 2200 kWh:n, mikä säästää yli 15 % energiaa perinteisiin prosesseihin verrattuna. Kyllästetyssä suolaisen veden galvanolyysiympäristössä, jossa kloridi-ionien pitoisuus on yli 300 g/l, pinnalle muodostuu dynaamisesti stabiili passivointisuojakalvo, ja jatkuva vakaa käyttöikä voi olla 8-12 vuotta, mikä on yli 10 kertaa perinteisten grafiittielektrodeihin verrattuna.

Kotimaisen kloorialkaliteollisuuden julkisesti saatavilla olevien toimintatietojen mukaan 100 000 tonnin vuotuinen kloorialkalituotantolinja voi säästää vuosittain yli 20 miljoonaa kilowattituntia sähköä käyttämällä titaanielektrodeja.

Samaan aikaan kloorikaasun puhtaus pysyy vakaana 99,9 %:ssa, mikä täyttää täysin loppupään kemiallisten tuotteiden, kuten PVC:n ja epikloorihydriinin, korkealaatuiset-tuotantotarpeet. Tällä hetkellä yli 95 % nykyaikaisista kloorialkalituotantolinjoista maailmanlaajuisesti on saattanut päätökseen titaanielektrodien vaihdon, ja titaanielektrodien tunkeutumisaste kotimaisessa kloorialkaliteollisuudessa on saavuttanut 100 %, mikä eliminoi kokonaan suuren-energiankulutuksen ja saastuttavan grafiitin galvanolyysiprosessin.

Uudessa energian galvanolyysiteollisuudessa titaanielektrodit elektrolyysiin ovat avainlaitteita vihreän vedyn valmistuksen ja litiumkuparifolion tuotannon kahdelle ydinratalle. Protoninvaihtokalvon (PEM) vesielektrolyysin vedyn tuotantoskenaariossa galvanolyysiympäristö on voimakkaasti hapan järjestelmä, jonka pH on<2. Traditional iron-based and nickel based electrodes will corrode rapidly in a short period of time and cannot operate stably for a long time. However, the high stability titanium anode with iridium tantalum coating can work stably for a long time at high current densities of 2A/cm ² or more, withstand strong acidic environments, and the oxygen evolution overpotential is more than 150mV lower than that of ordinary electrodes, significantly reducing the unit energy consumption of green hydrogen production.

Tällä hetkellä Kiinan valtavirran megawatin PEM-elektrolyysikennot käyttävät kaikki räätälöityjä suurikokoisia -anodikomponentteja, joiden yhden kennon vedyn tuotantokapasiteetti on yli 1000 Nm ³/h ja järjestelmän vetytuotannon tehonkulutus on 4,5 kWh/Nm ³, mikä tukee laajaa-kotimaisen vihreän vetyteollisuuden kustannusten alentamista. Kun valmistetaan elektrolyyttistä kuparifoliota litiumakkuja varten, ti-katoditela, jonka pinta on kiillotettu ja modifioitu, on ydinkomponentti 6 μm:n ultra-ohutta litiumkuparikalvoa varten. Pinnan tasainen johtavuus varmistaa kupari-ionien tasaisen laskeutumisen telan pinnalle.

Valmistetun ultra-ohuen kuparikalvon paksuustoleranssia säädetään ± 0,5 μm:n sisällä, ja vetolujuus ylittää 500 MPa, mikä täyttää täysin uusien energian litiumakkujen korkeat energiatiheysvaatimukset.

Julkiset tiedot johtavilta kotimaisista litiumakkukuparifolioyhtiöistä osoittavat, että erittäin{0}}ohuilla kuparikalvoilla, jotka on valmistettu käyttämällä kotimaassa tuotettuja huippuluokan-ti-katoditeloja, on vakaa yli 98 %:n tuottoaste ja jatkuva yli 10 vuoden käyttöikä, mikä rikkoo täysin ulkomaisten yritysten aiemman teknologisen monopolin kotimaisten riippumattomien valssien ja uusien energiatehokkuuksien hallinnan ja uusien energiakehitysten hallinnassa. toimialan ketju.

Natriumkloraattigalvanolyysin tuotantoprosessissa titaanielektrodit voivat toimia vakaasti korkean pitoisuuden natriumkloraattielektrolyytissä pitkään. Galvanolyysiprosessi johtaa lyijy-vapaiden ionien liukenemiseen, ja tuotetun natriumkloraattituotteen puhtaus saavuttaa yli 99,5 %, mikä täyttää täysin ilotulitteiden, sähinkäisten ja rikkakasvien torjunta-aineiden valmistuksen korkealaatuiset-raaka-ainevaatimukset. Hienon orgaanisen sähkökemiallisen synteesin yhteydessä korkean -puhtaustuotteen avulla voidaan saavuttaa suunnattu orgaaninen sähkökemiallinen synteesi kalvottomissa galvanolyysijärjestelmissä, kuten adiponitriilin elektrolyyttinen dimerointi ja L-kysteiinin sähköpelkistys. Tuotteen korkea selektiivisyys voi välttää orgaanisten molekyylien liiallisen hapettumisen, mikä johtaa yli 90 %:n tuotteen saantoon ja vähentää merkittävästi kolmen jätteen poistumista perinteisissä kemiallisissa synteesiprosesseissa.

Meriveden bromin uuton galvanolyysi-skenaariossa titaanielektrodit voivat selektiivisesti hapettaa bromidi-ioneja alkuainebromiksi merivedessä, joka sisältää 60-70 mg/l matalan pitoisuuden bromidi-ioneja. Bromin uuttotehokkuus ylittää 90%, ja laitteiden jatkuva käyttöikä ylittää 5 vuotta, mikä vähentää merkittävästi meriveden bromin uuton tuotantokustannuksia. Lisäksi sillä on korvaamaton rooli kymmenissä segmentoiduissa galvanolyysiskenaarioissa, kuten elektrolyyttisessä hopean talteenotossa, elektrolyyttisessä kuparin puhdistuksessa ja otsonin vesigalvanolyysin tuottamisessa, ja se on keskeinen perusta, joka tukee koko modernin galvanolyysiteollisuuden tehokasta toimintaa.