Titaananoodide põhiväärtus ja tehniline koostis kloori{0}}leelisetööstuses

Titaananoodide põhiväärtus ja tehniline koostis kloori{0}}leelisetööstuses

Kloor-leelisetööstuses on põhiprotsess küllastunud soolvee elektrolüüs kloori, seebikivi ja vesiniku saamiseks. Anood kui elektrolüüsiprotsessi põhikomponent määrab otseselt energiatarbimise, tõhususe ja tööstabiilsuse. Titaananood, üldtuntud kui mõõtmetestabiilne anood (DSA), on tänu oma revolutsioonilistele tehnoloogilistele edusammudele täielikult asendanud traditsioonilised grafiitanoodid tööstusstandardina alates 1970. aastatest.

Titaananoodi põhiolemus on komposiitelektroodimaterjal. Selle põhimik on valmistatud puhtast tööstuslikust titaanist (klassid TA1/TA2), mis on mehaanilise toe ja juhtivuse tagamiseks moodustatud võrguks või plaadiks. Funktsionaalne südamik on mikroni-taseme elektrokatalüütiline aktiivne kate, mis kantakse titaansubstraadi pinnale selliste protsesside kaudu nagu termilise lagunemise oksüdatsioon. See kate koosneb peamiselt väärismetallioksiididest, kõige sagedamini ruteenium-titaanipõhistest süsteemidest (nt RuO₂-TiO₂) ja iriidium-tantaalipõhistest süsteemidest (nt IrO₂-Ta₂O₅).

Sellel struktuuril on põhimõttelised eelised. Esiteks passiveerub titaansubstraat elektrolüüsi tingimustes, mille mõõtmed muutuvad minimaalselt. See tagab elektrolüüsis pikaajalise stabiilse elektroodide vahe, vältides elektroodide kulumisest tingitud pidevat pinge tõusu. Teiseks on aktiivsel kattekihil suurepärased katalüütilised omadused kloori eraldumise reaktsiooni jaoks, vähendades märkimisväärselt elektrokeemilist ülepotentsiaali ja saavutades seeläbi alalisvoolutarbimise märkimisväärse kokkuhoiu. Lõpuks pärsib selle kõrge katalüütiline selektiivsus tõhusalt hapniku eraldumise kõrvalreaktsiooni. See mitte ainult ei paranda klooritoote puhtust, vaid pikendab ka selle kasutusiga mõnelt kuult grafiitanoodide puhul kuue aastani või kauemaks. Praegu kasutatakse tavalistes membraanrakkude protsessides valdavalt kulutasuvat ruteeniumi-titaanipõhist katet, samas kui tugevate hapnikueralduse kõrvalreaktsioonidega protsessides (nt hapniku{11}}depolariseeritud katoodtehnoloogia või kloraadi tootmisega seotud protsessid) peavad kasutama stabiilsemat iriidiumi{12}tataanipõhist katet.