Nel campo dell'elettrochimica, le reazioni elettrochimiche comportano il movimento della regione superficiale dell'elettrodo accompagnato da reazioni catalitiche eterogenee, simili ai fenomeni osservati nella catalisi chimica. Denominato elettrocatalisi, questo processo comprende l'alterazione delle velocità e dei tipi di reazione degli elettrodi a seconda dei materiali del substrato dell'elettrodo all'interno di un elettrolita specifico, in condizioni di sovrapotenziale equivalenti. La scelta dei materiali degli elettrodi appropriati costituisce un mezzo efficace per migliorare l'efficienza delle reazioni catalitiche elettrochimiche, poiché diversi materiali degli elettrodi possono indurre cambiamenti significativi nella velocità della reazione elettrochimica.
Un'applicazione notevole del metodo elettrochimico risiede nel trattamento della materia organica recalcitrante, in cui i composti organici non biodegradabili possono essere convertiti in forme biodegradabili. Poiché la velocità di conversione elettrochimica dei composti organici è generalmente lenta, vengono impiegate diverse strategie per migliorare il processo. Questi includono l'aumento della sovratensione dell'elettrodo, il miglioramento della superficie dell'elettrodo, la selezione di materiali per elettrodi superiori e il miglioramento della struttura dell'elettrodo.
Inoltre, la ricerca sugli elettrodi multicomponente è importante nelle reazioni elettrochimiche. Ad esempio, la progettazione di un anodo Ti/SnO2·Sb2O3·MnO2/PbO2·MnO2 esemplifica l'uso di elettrodi multicomponente. La causa principale del guasto dell'anodo di titanio risiede nella diffusione dell'ossigeno nascente prodotto dalla reazione di evoluzione dell'ossigeno, che porta alla formazione di una pellicola di TiO2 non conduttiva sulla superficie del titanio. Uno strato attivo di PbO2MnO2 viene applicato sulla superficie dell'elettrodo per attivare l'anodo. Inoltre, per ridurre la diffusione dell'ossigeno nascente sulla superficie del titanio, viene introdotto uno strato intermedio di SnO2·Sb2O3·MnO2 tra la matrice dell'elettrodo di titanio e lo strato attivo. Questo anodo presenta un'elevata attività elettrocatalitica e stabilità elettrochimica durante il trattamento delle acque reflue fenoliche.
L'elettrodo di titanio funge da componente critico nelle macchine per l'elettrolisi dell'acqua, incidendo direttamente sulla qualità complessiva della macchina. La scelta degli elettrodi dipende dalla natura specifica del lavoro da svolgere. Nel campo del trattamento delle acque, gli elettrodi metallici devono soddisfare alcuni requisiti fondamentali:
Eccellente conduttività elettrica.
Forte resistenza alla corrosione.
Robusta resistenza meccanica e prestazioni di lavorazione.
Longevità in funzione.
Dimostrando buone prestazioni elettrocatalitiche.
In particolare nei processi di trattamento dell'acqua come la formazione di acqua ionizzata acida e alcalina attraverso l'elettrolisi dell'acqua, nell'acqua sono presenti varie sostanze ossidanti potenti come O3, H2O2 e HCLO. Ciò richiede l'uso di elettrodi funzionali specializzati in grado di resistere a tali condizioni. Dopo approfondite ricerche, la nostra azienda ha sviluppato un elettrodo di lunga durata – l'elettrodo rivestito in titanio – appositamente progettato per il trattamento dell'acqua. Questo elettrodo è costituito da un substrato di titanio puro rivestito con ossidi di metalli nobili del gruppo del platino. Presenta elevate prestazioni elettrocatalitiche, eccellente resistenza all'ossidazione e conduttività elettrica superiore.
I vantaggi di questo anodo sono i seguenti:
1. Il titanio possiede attributi come leggerezza, notevole robustezza, resistenza alla corrosione ed eccezionale resistenza al cloro umido, superando altri materiali metallici. Ad esempio, quando l'elettrolisi dell'acqua contiene tracce di cloruro, le piastre di acciaio inossidabile sono soggette a vaiolatura, con conseguente riduzione della durata degli elettrodi. Tuttavia, il titanio non presenta tali problemi.
2. L'inclusione di vari metalli preziosi del gruppo del platino nel rivestimento garantisce un'elevata efficienza di corrente, conduttività superiore, eccellenti prestazioni elettrocatalitiche, robusta resistenza all'ossidazione, durata operativa estesa ed efficienza energetica.
3. Dimostra prestazioni di polarità favorevoli.
