Pri visoko učinkoviti vodni elektrolizi za proizvodnjo vodika, v klor alkalni industriji in elektrokemični sintezi katalitična aktivnost in prevodnost difuzijske plasti elektrode neposredno določata energijsko učinkovitost in stabilnost elektroliznega sistema. Titanov filc, prevlečen z rutenij‑iridijem podjetja TOPTITECH, z dimenzijami 100 × 100 mm in debelino le 0,25 mm, je izdelan iz visokokakovostnega titanovega vlaknatega filca z dvostopenjskim postopkom: vakuumsko plazemsko sintranje + anodno depozicijsko elektroplatiranje.

Po nanosu prevleke iz rutenija in iridija se na površini titanovega filca oblikuje gost oksidni film s povečano specifično površino, ki spominja na "razpokano blato". Ta prevleka znatno zmanjša prenapetost tako pri reakciji nastajanja klora kot pri reakciji nastajanja kisika (prenapetost za nastajanje kisika ≤270 mV pri 1000 A/m²), hkrati pa nudi odlično odpornost proti pasivaciji in povratnemu toku. Izjemno tanka debelina 0,25 mm zmanjša povečanje razdalje med elektrodama, s čimer se zniža ohmska upornost znotraj elektrolizerja.

Specifikacije izdelkov

Material: Titan Gr1

Velikost: 100 × 100 × 0,25 mm

Prevlaka: Rutenij‑iridij

Tehnika: Sintranje + elektroplatiranje

Značilnosti izdelka

Visoka katalitična aktivnost z občutno zmanjšano prenapetostjo
Mešana oksidna prevleka iz rutenija in iridija zagotavlja obilo aktivnih mest, pri čemer dosega prenapetost za reakcijo nastajanja kisika (OER) že pri 250 mV (pri 1000 A/m²) in prenapetost za reakcijo nastajanja klora (CER) pod 30 mV. V primerjavi z nepokritim titanovim filcem se elektrolizna napetost zniža za 0,2–0,5 V, kar prinaša znatne prihranke energije.

Tridimenzionalna porozna struktura za hiter prenos snovi
S poroznostjo ≥65 % in premerom vlaken 20–50 μm tvori titanov filc med seboj povezano 3D mrežo kanalov. Elektrolit in plinski mehurčki lahko hitro prodrejo skoznjo, s premerom odcepitve mehurčkov ≤100 μm, kar močno zmanjša pojav zapiranja plina in je še posebej primerno za obratovanje pri visokih gostotah toka (≥5000 A/m²).

Močan oprijem prevleke in odpornost na povratni tok
Postopek anodnega nanašanja ustvari kemično vez med oksidom rutenij‑iridija in titanovim podlagom, z trdnostjo oprijema >5 MPa. Prevleka se ne odlušči niti pri pogostih ciklih vklapljanja/izklapljanja niti ob udarcih povratnega toka, pri čemer dosega neprekinjeno obratovalno življenjsko dobo več kot 10.000 ur pri elektroliznih procesih z dinamično obremenitvijo.

Izjemno tanek in upogljiv za sestavljanje brez reže
Zaradi debeline 0,25 mm v kombinaciji z odlično upogljivostjo lahko filc neposredno lamiramo na protonske izmenjevalne membrane ali separatorje, kar omogoči izvedbo elektrolizerja brez reže, zmanjša razdaljo med elektrodama na manj kot 0,3 mm in zniža ohmske izgube za več kot 40 %.

Uporaba izdelka

PEM vodna elektroliza za proizvodnjo vodika (anodna PTL)
Kot anodna porozna transportna plast (PTL) v PEM elektrolizerju titanov filc, prevlečen z rutenij‑iridijem, učinkovito katalizira reakcijo nastajanja kisika pri nizkih napetostih, hkrati pa omogoča odvod kisika in preprečuje izsuševanje membrane, s čimer dvigne učinkovitost proizvodnje vodika na več kot 78 %.

Klor alkalna industrija (aktivna katodna ali anodna modifikacijska plast)
Uporabljen v celicah z ionsko izmenjevalno membrano kot podlaga za prevleko za nastajanje klora na anodni strani lahko nadomesti običajno DSA titanovo mrežico, kar zniža napetost celice za približno 0,3 V. Ko ga nanesemo na katodno stran za reakcijo nastajanja vodika, omogoči bifunkcionalno zasnovo elektrode s prihrankom do 50.000–80.000 kWh na vsakih 10.000 ton klora letno.

Elektrokemična sinteza (organska elektro‑oksidacija / obdelava odpadne voda)
Pri elektrokatalitični oksidacijski razgradnji organskih onesnaževal (npr. fenolov, barvil, odpadne vode s pesticidi) prevlečeni titanov filc služi kot pretočna anoda. Izkoriščajoč svojo veliko specifično površino in visoko prenapetost za nastajanje kisika, učinkovito proizvaja hidroksilne radikale (·OH), pri čemer dosega več kot 30 % višje odstranjevanje KPK v primerjavi z ravnimi ploščatimi elektrodami.

Alkalična vodna elektroliza brez reže (kompozitna difuzijska plast elektrode)
V alkaličnih elektrolizerjih se filc laminira na elektrode na osnovi niklja kot integrirana katalitično-difuzijska plast. Zaradi izjemno tanke strukture 0,25 mm omogoča izjemno ozke razdalje med elektrodama, s čimer se zmanjša upornost sistema.