חומרי אלקטרודה טיטניום חדשים שיחליפו את האלקטרודה המסורתית הם המגמה העתידית של חומרי האלקטרודה

Gmail:alisa@jmyunti.com

כמרכיב הליבה של אלקטרוליזה,אלקטרודת טיטניוםבעל היתרונות של יעילות גבוהה, ירוקות וחיסכון באנרגיה, והוא מחליף בהדרגה את האלקטרודות המסורתיות. ברקע של פחמן כפול, תעשיית אלקטרודות הטיטניום פתחה הזדמנויות פיתוח. הגידול בשיעור ייצור המימן על ידי אלקטרוליזה של מים יקדם את הרחבת מרחב השוק של חומרי אלקטרודה קשורים. בעתיד, תעשיית חומרי האלקטרודות של טיטניום תמשיך לחדש ולשדרג את הטכנולוגיה כדי לסייע בהשגת יעדי הפחמן הכפולים.

1. סקירה כללית של תעשיית אלקטרודות טיטניום

טכנולוגיית אלקטרוליזה היא טכנולוגיה חדשה המשתמשת בשיטות אלקטרוכימיות לאלקטרוליזה של תמיסות מלח שונות באמצעות אנודות וקתודות להכנת חומרים חדשים (חומרי מתכת, חומרים אורגניים וכו'), כגון אלקטרוליזה של רדיד נחושת, רדיד אלומיניום, אלקטרוליזה הידרו-מטלורגית למיצוי ניקל, מתכות קובלט, נחושת ואבץ, אלקטרוליזה של תמיסת נתרן כלורי ליצירת נתרן היפוכלוריט לעיקור וחיטוי, אלקטרוליזה של מים להפקת מימן ואלקטרוסינתזה של תרכובות אורגניות שונות. המוצרים המיוצרים באלקטרוליזה הם חומרי גלם חשובים בכלכלה הלאומית. חומרי אלקטרודות טיטניום הם מרכיבי הליבה העיקריים בתהליך האלקטרוליזה. הביצועים ומבנה האלקטרודות שלהם משפיעים ישירות על צריכת האנרגיה של תהליך האלקטרוליזה, על הטוהר, האיכות והתפוקה של מוצרי האלקטרוליזה, ומשפיעים ישירות על סביבת הייצור ועלויות הייצור של מפעלים במורד הזרם.

עם הפיתוח המתמשך של טכנולוגיית המוצר האלקטרוליטי, חומרי האלקטרודות עברו גם שלושה דורות של חדשנות ופיתוח טכנולוגיים בשל המאפיינים שלהם. הדור הראשון הוא אלקטרודות גרפיט מסורתיות, הדור השני הוא אלקטרודות סגסוגת על בסיס עופרת, והדור השלישי הוא אלקטרודות מצופות מתכת על בסיס טיטניום. ביניהם, הדור הראשון של אלקטרודות גרפיט מסורתיות והדור השני של חומרי אלקטרודות, אלקטרודות סגסוגת על בסיס עופרת, בעלי קושי טכני נמוך ודרגת תיעוש גבוהה, אך עמידות ירודה וצריכת אנרגיה גבוהה. הדור השלישי של אלקטרודות תחמוצת טיטניום הוא חומר האלקטרודה שנמצא כעת בפיתוח. יש לו עמידות חזקה בפני קורוזיה והוא ירוק יותר, חוסך באנרגיה ויעיל. הטכנולוגיה הבשילה בהדרגה והיא נמצאת כעת בשלב קידום המוצר. בתעשיות מסוימות (כגון רדיד נחושת אלקטרוליטי), הוא מחליף בהדרגה אלקטרודות מסורתיות מבוססות עופרת. ירוק, חסכון באנרגיה, יעילות גבוהה ועמידות חזקה הם מגמות הפיתוח העתידיות של חומרי האלקטרודות. ברקע של "ניטרליות פחמן", היא מחויבת לקדם את פריצות הדרך והשדרוגים הטכנולוגיים המתמשכים של הדור השלישי של חומרי אלקטרודה מצופים תחמוצת מתכת מבוססי טיטניום, ולממש את החדשנות של צריכת אנרגיה גבוהה וצריכת חשמל גדולה בתחום האלקטרוליזה. . קדם את מימוש יעדי החיסכון באנרגיה והפחתת הצריכה וסייע בהשגת יעדי הפחמן הכפולים בהקדם האפשרי.

בתחום נייר הנחושת האלקטרוליטי, השימוש והקידום באלקטרודות מצופות תחמוצת מתכת על בסיס טיטניום הם כיוון הפיתוח העתידי של רדיד נחושת בעל ביצועים גבוהים. מבחינת ביצועים, לאלקטרודות מצופות מתכת על בסיס טיטניום יש עמידות טובה בפני קורוזיה, צריכת חשמל נמוכה, מתח תאים יציב במהלך תהליך האלקטרוליזה ואחידות טובה של עובי נייר הכסף הגולמי; במונחים של יעילות אלקטרוליזה, בשל הפעילות האלקטרוקטליטית הגבוהה של תחמוצות מתכות יקרות על פני השטח, ניתן להגדיל מאוד את קצב התגובה, עם יעילות המרת אנרגיה גבוהה יותר, החלפת אלקטרודות מסורתיות מבוססות עופרת היא מגמת הפיתוח העתידית; מבחינת תהליך, מכונות משולבות של נייר גולמי זר מאמצות בדרך כלל תהליך משובץ, עם לוחית אלקטרודה טיטניום 1 מ"מ, קבועה עם ברגים שקועים בחזית, מכיוון שקל לקלף את הציפוי, מה שהופך נייר נחושת דק במיוחד לנטייה לקווים רכים חול בועות, בעוד שסוג המשיכה המקומי הוא העיקרי, והייצור של רדיד נחושת דק במיוחד יציב יחסית.

2. ברקע של מטרות פחמן כפולות, מדובר במגמת פיתוח של אלקטרודות טיטניום יעילות, ירוקות וחסכונות באנרגיה להחלפת אלקטרודות מסורתיות

ברקע של יעדי פחמן כפולים ותמיכת "תוכנית החומש ה-14" המקיפה לשימור אנרגיה והפחתת פליטות, פיתוח חומרי האלקטרודות חייב להשתדרג ולחזור לכיוון של ביצועים גבוהים, ירוקות ונמוכות. צריכת אנרגיה. הכנת אלקטרודות טיטניום היא על ידי ציפוי פני השטח של מצעי טיטניום בתחמוצות מתכות יקרות. לחומר האלקטרודה הזה יש מאפיינים של פוטנציאל יתר נמוך, מתח מיכל עבודה נמוך, יעילות ייצור גבוהה וצריכת אנרגיה נמוכה. בהשוואה לאנודות מסורתיות על בסיס גרפיט ואנודות, היא יעילה יותר, ירוקה וחסכונית יותר באנרגיה. כיום, אלקטרודות טיטניום נמצאות בשימוש נרחב ברדיד נחושת אלקטרוליטי, רדיד אלומיניום אלקטרוליטי, הידרומטלורגיה, טיפול בשפכים, סינתזה אורגנית אלקטרוליטית, ייצור מימן מים אלקטרוליטי ותעשיות אחרות. כל התחומים הללו דורשים שימוש באלקטרוליזה להכנת מוצרים קשורים. לכן, הפחתת צריכת החשמל וצריכת האנרגיה היא המשימה המרכזית של יישום היעדים האסטרטגיים הלאומיים של "פחמן כפול" בתחום זה. טכנולוגיית "אלקטרוליזה ירוקה" תספק חומרי מפתח אלקטרודות טיטניום וציוד נלווה לתעשייה, ותסייע לחברות קשורות להשיג את יעדי "הפחתת הפחמן" שלהן. החלפת האלקטרודות המסורתיות בחומרי אלקטרודה חדשים היא מגמת הפיתוח של חומרי האלקטרודות בעתיד.

3. הפרופורציה שלייצור מימן על ידי אלקטרוליזה של מיםגדל בהדרגה, ומרחב השוק לחומרי אלקטרודה קשורים הוא רחב בעתיד

אנרגיית מימן היא מרכיב חיוני במערכת האנרגיה האפסית של פחמן העתידית. כאחד מכיווני הפיתוח העיקריים של אנרגיה חדשה בעתיד, מדינות ברחבי העולם עורכות באופן פעיל הרבה מחקר מעמיק. המדינה שלי הוציאה ברציפות תוכניות מדיניות ברמה העליונה כגון "תוכנית פיתוח לטווח בינוני וארוך לתעשיית אנרגיית המימן (2021-2035)" ו"תוכנית החומש ה-14 למערכת אנרגיה מודרנית" כדי לעודד פריצות דרך בצווארי הבקבוק הטכניים של תעשיית אנרגיית המימן ולשפר את היציבות והתחרותיות של השרשרת התעשייתית ושרשרת האספקה. בפן התעשייתי, תעשיית אנרגיית המימן היא תעשייה מתפתחת אסטרטגית וכיוון פיתוח מרכזי לתעשיות עתידיות. בפיתוח תעשיית אנרגיית המימן, ייצור המימן הוא קריטי. כיום, אנרגיית המימן המקומית של ארצי מגיעה בעיקר מייצור פחם למימן, המהווה כ-64% מכושר ייצור המימן של ארצי, ייצור מימן תעשייתי תוצר לוואי מהווה 21%, ייצור מימן בגז טבעי מהווה 14%, וייצור מימן אלקטרוליזה במים מהווה פחות מ-2%. על פי הספר הלבן על תעשיית אנרגיה מימן ותאי דלק בסין (2020), שיעור המימן המיוצר באלקטרוליזה של מים יגדל בהדרגה ל-10% בשנת 2030, והמקום לשיפור יעלה על פי 4 בעשר השנים הקרובות. שיעור המימן המיוצר באלקטרוליזה של מים יגדל ל-70% בשנת 2060. בעתיד, ככל שטכנולוגיית המימן המיוצר באלקטרוליזה של מים תהיה בוגרת יותר והעלות יורדת, שוק המימן המיוצר באלקטרוליזה של מים ישוחרר בהדרגה, מה שיגביר את הביקוש לחומרי אלקטרודה קשורים כמו לוחות דו-קוטביים למימן המיוצר באלקטרוליזה של מים, ומרחב השוק רחב.

news-750-750