Il valore fondamentale e la composizione tecnica degli anodi di titanio nell'industria dei cloro-alcalini

Il valore fondamentale e la composizione tecnica degli anodi di titanio nell'industria dei cloro-alcalini

Nell'industria dei cloro-alcalini, il processo principale è l'elettrolisi della salamoia satura per produrre cloro, soda caustica e idrogeno. L'anodo, in quanto componente chiave del processo di elettrolisi, determina direttamente il consumo energetico, l'efficienza e la stabilità operativa. L'anodo di titanio, comunemente noto come anodo dimensionalmente stabile (DSA), ha completamente sostituito i tradizionali anodi di grafite come standard del settore sin dagli anni '70 grazie ai suoi rivoluzionari progressi tecnologici.

L'essenza di un anodo di titanio è un materiale elettrodico composito. Il suo substrato è costituito da titanio puro industriale (gradi TA1/TA2), formato in una rete o piastra per fornire supporto meccanico e conduttività. Il nucleo funzionale è un rivestimento attivo elettrocatalitico di livello micron- caricato sulla superficie del substrato di titanio attraverso processi come l'ossidazione con decomposizione termica. Questo rivestimento è costituito principalmente da ossidi di metalli preziosi, più comunemente sistemi a base di rutenio-titanio (ad esempio, RuO₂-TiO₂) e sistemi a base di iridio-tantalio (ad esempio, IrO₂-Ta₂O₅).

Questa struttura offre vantaggi fondamentali. Innanzitutto, il substrato di titanio si passiva in condizioni di elettrolisi, subendo un cambiamento dimensionale minimo. Ciò garantisce una distanza tra gli elettrodi stabile a lungo-termine nell'elettrolizzatore, prevenendo il continuo aumento di tensione causato dal consumo degli elettrodi. In secondo luogo, il rivestimento attivo presenta eccellenti proprietà catalitiche per la reazione di evoluzione del cloro, riducendo significativamente la sovratensione elettrochimica e ottenendo così un sostanziale risparmio nel consumo di energia CC. Infine, la sua elevata selettività catalitica sopprime efficacemente la reazione collaterale di evoluzione dell'ossigeno. Ciò non solo migliora la purezza del prodotto di cloro, ma ne prolunga anche la durata da pochi mesi per gli anodi di grafite a sei anni o più. Attualmente, i processi convenzionali delle celle a membrana utilizzano prevalentemente il rivestimento economico a base di rutenio-titanio, mentre i processi con forti reazioni collaterali di evoluzione dell'ossigeno (ad esempio, quelli abbinati alla tecnologia del catodo depolarizzato di ossigeno-o alla produzione di clorato) devono utilizzare il rivestimento più stabile a base di iridio-tantalio.