แอโนดไทเทเนียม (หรือที่รู้จักกันในชื่อแอโนดเคลือบโลหะออกไซด์ที่มีไทเทเนียมเป็นส่วนประกอบ, DSA, แอโนดเสถียรตามมิติ) เป็นวัสดุอิเล็กโทรดประสิทธิภาพสูงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาไฟฟ้าเคมี มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม มีกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาสูง และมีอายุการใช้งานยาวนาน

1. ลักษณะแกนของขั้วบวกไททาเนียม
- เสถียรภาพของมิติ: ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ช่วยให้มั่นใจได้ถึงแรงดันไฟฟ้าเซลล์ที่เสถียร
- ทนทานต่อการกัดกร่อนสูง: เหมาะสำหรับกรดเข้มข้น ด่างเข้มข้น และสื่อที่มี Cl⁻ โดยมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงกว่ากราไฟต์และขั้วบวกตะกั่วมาก
- แรงดันไฟฟ้าในการทำงานต่ำ: ศักย์ไฟฟ้าเกินต่ำสำหรับการเกิดออกซิเจน/คลอรีน ช่วยประหยัดพลังงานได้ 10%-20%
- อายุการใช้งานยาวนาน: ในอุตสาหกรรมคลอร์อัลคาไล อายุการใช้งานอาจยาวนานถึง 6 ปี ในขณะที่ขั้วบวกกราไฟต์มีอายุการใช้งานเพียง 8 เดือนเท่านั้น
- ความหนาแน่นกระแสไฟสูง: รองรับ 17A/dm² (ขั้วบวกกราไฟต์มีเพียง 8A/dm²) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

2. พื้นที่การใช้งานหลัก
(1) อุตสาหกรรมคลอร์อัลคาไล
- การอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกลือเพื่อผลิตคลอรีนและโซดาไฟ ขั้วบวกไททาเนียมสามารถลดแรงดันไฟฟ้าของเซลล์และปรับปรุงความบริสุทธิ์ของคลอรีน
- เปลี่ยนขั้วบวกกราไฟต์เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของอิเล็กโทรไลต์
(2) การบำบัดน้ำเสีย
- ออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าเร่งปฏิกิริยา: ย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียจากการพิมพ์และการย้อมสี อุตสาหกรรมยา และอุตสาหกรรมโค้ก โดยมีอัตราการกำจัด COD สูงถึง 90%
- เครื่องกำเนิดโซเดียมไฮโปคลอไรต์: ย่อยน้ำเกลือด้วยไฟฟ้าเพื่อสร้างสารฆ่าเชื้อ ใช้สำหรับบำบัดน้ำเสียในโรงพยาบาลและสระว่ายน้ำ
- การบำบัดน้ำเสียกัมมันตภาพรังสี: การกู้คืนโลหะกัมมันตภาพรังสี เช่น ยูเรเนียมและพลูโตเนียมด้วยวิธีอิเล็กโทรไลต์
(3) อุตสาหกรรมการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า
- ใช้สำหรับการชุบนิกเกิล ชุบโครเมียม ชุบทอง ฯลฯ เพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอของชั้นชุบและลดการปนเปื้อนจากสารละลายชุบ
- ศักย์ไฟฟ้าเกินของการวิวัฒนาการออกซิเจนต่ำกว่าศักย์ไฟฟ้าของขั้วบวกนำ 0.5V ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมาก
(4) โลหะวิทยาไฟฟ้า
- สกัดโลหะ เช่น ทองแดง สังกะสี และนิกเกิล เปลี่ยนขั้วบวกตะกั่ว และหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของขั้วลบ
- เหมาะสำหรับความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูง (เช่น 8000A/m²) และสภาวะระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดแคบ (5 มม.)
(5) การผลิตพลังงานใหม่และไฮโดรเจน
- การผลิตไฮโดรเจนโดยการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ: ลดศักย์เกินของการเกิดออกซิเจนและปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงาน
- แบตเตอรี่โซลิดสเตต: ใช้สำหรับการผลิตแผ่นไททาเนียม
(6) การใช้งานอื่น ๆ
- การป้องกันแคโทดิก: ป้องกันการกัดกร่อนของโครงสร้างเหล็กทางทะเล มีอายุการใช้งานมากกว่า 10 ปี
- การสังเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมี เช่น การเตรียมสารประกอบอินทรีย์และสารตั้งต้นทางเภสัชกรรม

3. กระบวนการเคลือบและการเลือก
- การเคลือบทั่วไป:
- รูทีเนียม (RuO₂): เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมคลอร์อัลคาไล ทนทานต่อการกัดกร่อน Cl⁻
- อิริเดียม (IrO₂): ทนกรดได้ดี เหมาะสำหรับการบำบัดน้ำเสีย
- การเคลือบแพลตตินัม: ใช้สำหรับการแยกไททาเนียมด้วยไฟฟ้าที่มีความบริสุทธิ์สูง ทนต่ออุณหภูมิสูง (600℃)
- รูปแบบโครงสร้าง: แผ่น, ท่อ, ตาข่าย, ลวด ฯลฯ สามารถปรับแต่งได้ตามความต้องการ

4. การบำรุงรักษาและยืดอายุการใช้งาน
- การทำความสะอาดปกติ: ล้างด้วยน้ำปราศจากไอออนหลังจากปิดเครื่องเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของตะกรัน
- หลีกเลี่ยงความเสียหายทางกล: ความเสียหายต่อชั้นแพลตตินัมจะทำให้พื้นผิวไททาเนียมเกิดการกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว
- การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า: การบำบัดด้วยกระแสไฟฟ้าย้อนกลับทุกๆ 3,000 ชั่วโมง เพื่อลอกชั้นการทำให้เฉื่อยออก

5. แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
- การเคลือบแบบคอมโพสิต เช่น การเคลือบแบบไล่ระดับแพลตตินัม-อิริเดียม ช่วยลดศักย์เกินของการวิวัฒนาการของออกซิเจน (ห้องปฏิบัติการได้ถึง 1.25V)
- การตรวจสอบอัจฉริยะ: เซ็นเซอร์แบบบูรณาการตรวจสอบการสูญเสียการเคลือบแบบเรียลไทม์
- การปกป้องสิ่งแวดล้อมและการประยุกต์ใช้พลังงานใหม่ เช่น แบตเตอรี่โซลิดสเตตและการผลิตไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพ