इलेक्ट्रोलिसिस के लिए टाइटेनियम इलेक्ट्रोड

क्लोर क्षार उद्योग बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोग प्राप्त करने वाला सबसे प्रारंभिक परिदृश्य हैइलेक्ट्रोलिसिस के लिए टाइटेनियम इलेक्ट्रोड, और यह वर्तमान में दुनिया भर में टाइटेनियम इलेक्ट्रोड की सबसे बड़ी खपत वाला गैल्वेनोलिसिस क्षेत्र है। पारंपरिक ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड प्रभुत्व वाले क्लोर क्षार गैल्वेनोलिसिस के युग में, इलेक्ट्रोलाइटिक सेल का कार्यशील वर्तमान घनत्व आम तौर पर 3kA/m² से कम होता है, और प्रति टन क्लोरीन की ऊर्जा खपत 2600kWh से अधिक होती है। इसके अलावा, ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड मजबूत क्लोरीन वातावरण में तेजी से खराब हो जाते हैं, जिनकी औसत सेवा जीवन केवल 8-12 महीने है। बार-बार इलेक्ट्रोड बदलने से न केवल उत्पादन लाइन की रखरखाव लागत काफी बढ़ जाती है।

लेकिन इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादों में बड़ी मात्रा में ग्रेफाइट राख का मिश्रण भी होता है, और क्लोरीन गैस की शुद्धता लंबे समय तक 98% से अधिक होना मुश्किल है। रूथेनियम इरिडियम लेपित टाइटेनियम इलेक्ट्रोड के व्यापक उपयोग के साथ, आधुनिक आयन एक्सचेंज झिल्ली क्लोर क्षार गैल्वनोलिसिस कोशिकाओं का कार्यशील वर्तमान घनत्व 5-6kA/m² तक बढ़ गया है, और प्रति टन क्लोरीन की ऊर्जा खपत 2200kWh से कम हो गई है, जिससे पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में 15% से अधिक ऊर्जा की बचत होती है। 300 ग्राम/लीटर से ऊपर क्लोराइड आयनों की उच्च सांद्रता वाले संतृप्त खारे पानी के गैल्वनोलिसिस वातावरण में, सतह पर एक गतिशील रूप से स्थिर निष्क्रियता सुरक्षात्मक फिल्म बनेगी, और निरंतर स्थिर संचालन जीवन 8-12 साल तक पहुंच सकता है, जो पारंपरिक ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड से 10 गुना से अधिक है।

घरेलू क्लोर क्षार उद्योग में सार्वजनिक रूप से उपलब्ध परिचालन डेटा के अनुसार, 100000 टन के वार्षिक उत्पादन के साथ एक क्लोर क्षार उत्पादन लाइन टाइटेनियम इलेक्ट्रोड का उपयोग करके सालाना 20 मिलियन किलोवाट घंटे से अधिक बिजली बचा सकती है।

साथ ही, क्लोरीन गैस की शुद्धता 99.9% पर स्थिर रहती है, जो पीवीसी और एपिक्लोरोहाइड्रिन जैसे डाउनस्ट्रीम रासायनिक उत्पादों की उच्च गुणवत्ता वाली उत्पादन आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करती है। वर्तमान में, दुनिया भर में 95% से अधिक आधुनिक क्लोर क्षार उत्पादन लाइनों ने टाइटेनियम इलेक्ट्रोड के प्रतिस्थापन को पूरा कर लिया है, और घरेलू क्लोर क्षार उद्योग में टाइटेनियम इलेक्ट्रोड की प्रवेश दर 100% तक पहुंच गई है, जिससे उच्च ऊर्जा खपत और उच्च प्रदूषण ग्रेफाइट गैल्वनोलिसिस प्रक्रिया पूरी तरह से समाप्त हो गई है।

नई ऊर्जा गैल्वेनोलिसिस उद्योग में, इलेक्ट्रोलिसिस के लिए टाइटेनियम इलेक्ट्रोड हरित हाइड्रोजन तैयारी और लिथियम कॉपर फ़ॉइल उत्पादन के दो मुख्य ट्रैक के लिए प्रमुख उपकरण हैं। प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम) जल इलेक्ट्रोलिसिस हाइड्रोजन उत्पादन परिदृश्य में, गैल्वेनोलिसिस वातावरण पीएच के साथ एक अत्यधिक अम्लीय प्रणाली है<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.

वर्तमान में, चीन में मुख्यधारा के मेगावाट PEM इलेक्ट्रोलिसिस सेल सभी अनुकूलित बड़े आकार के एनोड घटकों का उपयोग करते हैं, जिसमें 1000Nm ³/h से अधिक की एकल कोशिका हाइड्रोजन उत्पादन क्षमता और 4.5kWh/Nm ³ के भीतर नियंत्रित प्रणाली हाइड्रोजन उत्पादन बिजली की खपत होती है, जो घरेलू हरित हाइड्रोजन उद्योग की बड़े पैमाने पर लागत में कमी का समर्थन करती है। लिथियम बैटरी के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर फ़ॉइल के उत्पादन में, सतह पर विशेष पॉलिशिंग और संशोधन उपचार के साथ टीआई कैथोड रोलर 6 μ मीटर अल्ट्रा - पतली लिथियम कॉपर फ़ॉइल के उत्पादन के लिए मुख्य घटक है। सतह की एकसमान चालकता रोलर सतह पर तांबे के आयनों के एकसमान जमाव को सुनिश्चित करती है।

उत्पादित अल्ट्रा{0}}पतली तांबे की पन्नी की मोटाई सहनशीलता ± 0.5 μ मीटर के भीतर नियंत्रित होती है, और तन्य शक्ति 500MPa से अधिक होती है, जो नई ऊर्जा लिथियम बैटरी की उच्च ऊर्जा घनत्व आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करती है।

शीर्ष घरेलू लिथियम बैटरी कॉपर फ़ॉइल कंपनियों के सार्वजनिक डेटा से पता चलता है कि घरेलू स्तर पर उत्पादित उच्च - अंत टी कैथोड रोलर्स का उपयोग करके उत्पादित अल्ट्रा {{0} पतली तांबे की फ़ॉइल में 98% से अधिक की स्थिर उपज दर और 10 वर्षों से अधिक का निरंतर परिचालन जीवन है, जो उच्च {{4} ) अंत टी कैथोड रोलर्स पर विदेशी कंपनियों के पिछले तकनीकी एकाधिकार को पूरी तरह से तोड़ देता है और घरेलू नई ऊर्जा उद्योग श्रृंखला के स्वतंत्र और नियंत्रणीय विकास का समर्थन करता है।

सोडियम क्लोरेट गैल्वेनोलिसिस की उत्पादन प्रक्रिया में, टाइटेनियम इलेक्ट्रोड लंबे समय तक उच्च सांद्रता वाले सोडियम क्लोरेट इलेक्ट्रोलाइट में स्थिर रूप से काम कर सकते हैं। गैल्वेनोलिसिस प्रक्रिया से सीसा मुक्त आयनों का विघटन होता है, और उत्पादित सोडियम क्लोरेट उत्पाद की शुद्धता 99.5% से अधिक तक पहुंच जाती है, जो आतिशबाजी, पटाखों और शाकनाशी उत्पादन के लिए उच्च गुणवत्ता वाले कच्चे माल की आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करती है। ठीक कार्बनिक विद्युत रासायनिक संश्लेषण के संदर्भ में, उच्च {{5} शुद्धता वाला उत्पाद डायाफ्राम मुक्त गैल्वेनोलिसिस प्रणालियों में दिशात्मक कार्बनिक विद्युत रासायनिक संश्लेषण प्राप्त कर सकता है, जैसे कि एडिपोनिट्राइल का इलेक्ट्रोलाइटिक डिमराइजेशन और एल - सिस्टीन का विद्युतीकरण। उत्पाद की उच्च चयनात्मकता कार्बनिक अणुओं के अत्यधिक ऑक्सीकरण से बच सकती है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पाद की उपज 90% से अधिक हो जाती है और पारंपरिक रासायनिक संश्लेषण प्रक्रियाओं में तीन अपशिष्टों के निर्वहन में काफी कमी आती है।

समुद्री जल ब्रोमीन निष्कर्षण गैल्वेनोलिसिस परिदृश्य में, टाइटेनियम इलेक्ट्रोड चुनिंदा रूप से ब्रोमाइड आयनों को 60-70mg/L कम सांद्रता वाले ब्रोमाइड आयनों वाले समुद्री जल में मौलिक ब्रोमीन में ऑक्सीकरण कर सकते हैं। ब्रोमीन निष्कर्षण दक्षता 90% से अधिक है, और उपकरण का निरंतर संचालन जीवन 5 वर्ष से अधिक है, जिससे समुद्री जल ब्रोमीन निष्कर्षण की उत्पादन लागत काफी कम हो जाती है। इसके अलावा, यह इलेक्ट्रोलाइटिक सिल्वर रिकवरी, इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर शुद्धि और ओजोन जल गैल्वेनोलिसिस उत्पादन जैसे दर्जनों खंडित गैल्वेनोलिसिस परिदृश्यों में एक अपूरणीय भूमिका निभाता है, और संपूर्ण आधुनिक गैल्वेनोलिसिस उद्योग के कुशल संचालन का समर्थन करने वाला मुख्य मूलभूत घटक है।