În domeniul electrochimiei, reacțiile electrochimice implică mișcarea regiunii suprafeței electrodului însoțită de reacții catalitice eterogene, similare fenomenelor observate în cataliza chimică. Denumit electrocataliză, acest proces cuprinde modificarea vitezei și tipurilor de reacție a electrodului în funcție de materialele substratului electrodului dintr-un electrolit specific, în condiții echivalente de suprapotenţial. Alegerea materialelor adecvate pentru electrozi servește ca un mijloc eficient de a spori eficiența reacțiilor catalitice electrochimice, deoarece diferitele materiale ale electrozilor pot induce modificări semnificative ale vitezei de reacție electrochimică.
O aplicație notabilă a metodei electrochimice constă în tratarea materiei organice recalcitrante, în care compușii organici nebiodegradabili pot fi transformați în forme biodegradabile. Deoarece viteza de conversie electrochimică a compușilor organici este în general lentă, sunt folosite mai multe strategii pentru a îmbunătăți procesul. Acestea includ creșterea suprapotențialului electrodului, îmbunătățirea suprafeței electrodului, selectarea materialelor superioare pentru electrozi și îmbunătățirea structurii electrodului.
Mai mult, cercetarea electrozilor multicomponent este importantă în reacțiile electrochimice. De exemplu, proiectarea unui anod Ti/SnO2·Sb2O3·MnO2/PbO2·MnO2 exemplifica utilizarea electrozilor multicomponent. Cauza principală a defectării anodului de titan constă în difuzia oxigenului în curs de dezvoltare produsă de reacția de evoluție a oxigenului, ceea ce duce la formarea unei pelicule de TiO2 neconductoare pe suprafața de titan. Un strat activ de PbO2MnO2 este aplicat pe suprafața electrodului pentru a activa anodul. În plus, pentru a reduce difuzia oxigenului în curs de dezvoltare pe suprafața de titan, se introduce un strat intermediar de SnO2·Sb2O3·MnO2 între matricea electrodului de titan și stratul activ. Acest anod prezintă activitate electrocatalitică ridicată și stabilitate electrochimică în timpul tratării apelor reziduale fenolice.
Electrodul de titan servește ca o componentă critică în mașinile de electroliză a apei, influențând direct calitatea generală a mașinii. Alegerea electrozilor depinde de natura specifică a muncii implicate. În domeniul tratării apei, electrozii metalici trebuie să îndeplinească mai multe cerințe fundamentale:
Conductivitate electrică excelentă.
Rezistență puternică la coroziune.
Rezistență mecanică robustă și performanță de prelucrare.
Longevitate în funcționare.
Demonstrează performanțe electrocatalitice bune.
În special în procesele de tratare a apei, cum ar fi formarea apei ionizate acide și alcaline prin electroliza apei, în apă există diferite substanțe oxidante puternice precum O3, H2O2 și HCLO. Acest lucru necesită utilizarea electrozilor funcționali specializați capabili să reziste la astfel de condiții. După cercetări ample, compania noastră a dezvoltat un electrod de lungă durată – electrodul acoperit cu titan – conceput special pentru tratarea apei. Acest electrod constă dintr-un substrat de titan pur acoperit cu oxizi de metale nobile din grupul platinei. Prezintă performanțe electrocatalitice ridicate, rezistență excelentă la oxidare și conductivitate electrică superioară.
Avantajele acestui anod sunt următoarele:
1. Titanul posedă atribute precum greutatea ușoară, rezistența remarcabilă, rezistența la coroziune și rezistența excepțională la clorul umed, depășind alte materiale metalice. De exemplu, atunci când electroliza apei conține urme de clorură, plăcile de oțel inoxidabil sunt predispuse la sâmburi, ceea ce duce la scurtarea duratei de viață a electrozilor. Cu toate acestea, titanul nu se confruntă cu astfel de probleme.
2. Includerea diferitelor metale prețioase din grupul de platină în acoperire asigură o eficiență ridicată a curentului, conductivitate superioară, performanță electrocatalitică excelentă, rezistență robustă la oxidare, durată de viață extinsă și eficiență energetică.
3. Demonstrează performanțe favorabile de polaritate.
