塩素-アルカリ産業におけるチタン陽極の中核的価値と技術構成

塩素{0}アルカリ産業におけるチタン陽極の中核的価値と技術構成

クロール-アルカリ産業における中心的なプロセスは、飽和食塩水を電気分解して塩素、苛性ソーダ、水素を生成することです。アノードは、電気分解プロセスの重要なコンポーネントとして、エネルギー消費、効率、および動作の安定性を直接決定します。一般に寸法安定アノード (DSA) として知られるチタン アノードは、その革新的な技術の進歩により、1970 年代以来業界標準として従来のグラファイト アノードに完全に取って代わりました。

チタンアノードの本質は複合電極材料です。その基板は工業用純チタン (グレード TA1/TA2) で作られており、機械的サポートと導電性を提供するためにメッシュまたはプレートに形成されています。機能コアは、熱分解酸化などのプロセスを通じてチタン基材表面にロードされたミクロン-レベルの電極触媒活性コーティングです。このコーティングは主に貴金属酸化物で構成されており、最も一般的にはルテニウム-チタン系（例: RuO₂-TiO₂）とイリジウム-タンタル系（例: IrO₂-Ta₂O₅）です。

この構造には基本的な利点があります。まず、チタン基板は電解条件下で不動態化され、寸法変化は最小限に抑えられます。これにより、電解槽内の長期にわたって安定した電極ギャップが確保され、電極の消耗による継続的な電圧上昇が防止されます。-第二に、活性コーティングは塩素発生反応に対して優れた触媒特性を示し、電気化学的過電圧を大幅に低減し、それによって DC 消費電力の大幅な節約を実現します。最後に、その高い触媒選択性により、酸素発生の副反応が効果的に抑制されます。これにより、塩素製品の純度が向上するだけでなく、その耐用年数もグラファイトアノードの数か月から 6 年以上に延長されます。現在、従来の膜電池プロセスでは主にコスト効率の高いルテニウム-ベースのコーティングが使用されていますが、強い酸素発生副反応を伴うプロセス（酸素脱分極陰極技術や塩素酸塩生成など）を伴うプロセスでは、より安定したイリジウム-タンタルベースのコーティングを使用する必要があります。