Sähkökemian alalla sähkökemiallisiin reaktioihin liittyy elektrodin pinta-alueen liikettä, johon liittyy heterogeenisiä katalyyttisiä reaktioita, jotka ovat samanlaisia kuin kemiallisessa katalyysissä havaitut ilmiöt. Tämä prosessi, jota kutsutaan sähkökatalyysiksi, kattaa elektrodien reaktionopeuksien ja -tyyppien muuttamisen tietyn elektrolyytin sisällä olevista elektrodin substraattimateriaaleista vastaavissa ylipotentiaaliolosuhteissa. Sopivien elektrodimateriaalien valinta toimii tehokkaana keinona parantaa sähkökemiallisten katalyyttisten reaktioiden tehokkuutta, sillä erilaiset elektrodimateriaalit voivat aiheuttaa merkittäviä muutoksia sähkökemiallisen reaktion nopeuteen.
Eräs merkittävä sähkökemiallisen menetelmän sovelluskohde on vastahakoisen orgaanisen aineen käsittely, jossa ei-biohajoavia orgaanisia yhdisteitä voidaan muuttaa biohajoaviin muotoihin. Koska orgaanisten yhdisteiden sähkökemiallinen konversionopeus on yleensä hidas, prosessin parantamiseksi käytetään useita strategioita. Näitä ovat elektrodin ylipotentiaalin lisääminen, elektrodin pinta-alan kasvattaminen, ylivertaisten elektrodimateriaalien valinta ja elektrodin rakenteen parantaminen.
Lisäksi monikomponenttielektrodien tutkimus on tärkeää sähkökemiallisissa reaktioissa. Esimerkiksi Ti/SnO2·Sb2O3·MnO2/PbO2·MnO2-anodin suunnittelu on esimerkki monikomponenttielektrodien käytöstä. Titaanianodivaurion ensisijainen syy on hapen kehittymisreaktion tuottaman nousevan hapen diffuusio, joka johtaa johtamattoman TiO2-kalvon muodostumiseen titaanin pinnalle. Aktiivinen PbO2MnO2-kerros levitetään elektrodin pinnalle anodin aktivoimiseksi. Lisäksi syntyvän hapen diffuusion vähentämiseksi titaanin pinnalle asetetaan SnO2·Sb2O3·MnO2:n välikerros titaanielektrodimatriisin ja aktiivisen kerroksen väliin. Tällä anodilla on korkea elektrokatalyyttinen aktiivisuus ja sähkökemiallinen stabiilisuus fenolisen jäteveden käsittelyn aikana.
Titaanielektrodi toimii tärkeänä komponenttina vesielektrolyysikoneissa, mikä vaikuttaa suoraan koneen yleiseen laatuun. Elektrodien valinta riippuu tehtävän työn erityisluonteesta. Vedenkäsittelyn alalla metallielektrodien on täytettävä useita perusvaatimuksia:
Erinomainen sähkönjohtavuus.
Vahva korroosionkestävyys.
Vankka mekaaninen lujuus ja koneistussuorituskyky.
Pitkäikäisyys käytössä.
Osoittaa hyvää elektrokatalyyttistä suorituskykyä.
Erityisesti vedenkäsittelyprosesseissa, kuten hapon ja emäksisen ionisoidun veden muodostus veden elektrolyysillä, vedessä on erilaisia voimakkaita hapettavia aineita, kuten O3, H2O2 ja HCLO. Tämä edellyttää erityisten toiminnallisten elektrodien käyttöä, jotka pystyvät kestämään tällaisia olosuhteita. Laajan tutkimuksen jälkeen yrityksemme on kehittänyt pitkäikäisen elektrodin – titaanipäällysteisen elektrodin – joka on suunniteltu erityisesti vedenkäsittelyyn. Tämä elektrodi koostuu puhtaasta titaanisubstraatista, joka on päällystetty platinaryhmän jalometallioksideilla. Sillä on korkea elektrokatalyyttinen suorituskyky, erinomainen hapettumisenkestävyys ja erinomainen sähkönjohtavuus.
Tämän anodin edut ovat seuraavat:
1. Titaanilla on ominaisuuksia, kuten kevyt, huomattava lujuus, korroosionkestävyys ja poikkeuksellinen kestävyys märkää klooria vastaan, mikä ylittää muut metallimateriaalit. Esimerkiksi, kun vesielektrolyysi sisältää pieniä määriä kloridia, ruostumattomat teräslevyt ovat alttiita pistesyöpymiselle, mikä lyhentää elektrodien käyttöikää. Titaani ei kuitenkaan kohtaa tällaisia ongelmia.
2. Erilaisten platinaryhmän jalometallien sisällyttäminen pinnoitteeseen varmistaa korkean virrantehon, erinomaisen johtavuuden, erinomaisen sähkökatalyyttisen suorituskyvyn, vankan hapettumiskestävyyden, pidennetyn käyttöiän ja energiatehokkuuden.
3. Osoittaa suotuisaa napaisuutta.
