Los nuevos materiales de electrodos de titanio para reemplazar los electrodos tradicionales son la tendencia futura de los materiales de electrodos

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Como componente central de la electrólisis,electrodo de titanioTiene las ventajas de alta eficiencia, verdor y ahorro de energía, y está reemplazando gradualmente a los electrodos tradicionales. En el contexto del carbono dual, la industria de los electrodos de titanio ha marcado el comienzo de oportunidades de desarrollo. El aumento en la proporción de producción de hidrógeno mediante electrólisis del agua promoverá la expansión del espacio de mercado de materiales de electrodos relacionados. En el futuro, la industria de materiales para electrodos de titanio continuará innovando y actualizando la tecnología para ayudar a lograr los objetivos de doble carbono.

1. Descripción general de la industria de los electrodos de titanio.

La tecnología de electrólisis es una nueva tecnología que utiliza métodos electroquímicos para electrolizar diversas soluciones salinas a través de ánodos y cátodos para preparar nuevos materiales (materiales metálicos, materiales orgánicos, etc.), como la electrólisis de láminas de cobre, láminas de aluminio, electrólisis hidrometalúrgica para extraer níquel, metales de cobalto, cobre y zinc, electrólisis de solución de cloruro de sodio para formar hipoclorito de sodio para esterilización y desinfección, electrólisis de agua para producir hidrógeno y electrosíntesis de diversos compuestos orgánicos. Los productos producidos por electrólisis son materias primas importantes en la economía nacional. Los materiales de los electrodos de titanio son los componentes centrales clave en el proceso de electrólisis. Su rendimiento y estructura de electrodos afectan directamente el consumo de energía del proceso de electrólisis, la pureza, la calidad y el rendimiento de los productos de electrólisis, y afectan directamente el entorno de producción y los costos de producción de las empresas transformadoras.

Con el desarrollo continuo de la tecnología de productos electrolíticos, los materiales de los electrodos también han pasado por tres generaciones de innovación y desarrollo tecnológico debido a sus propias características. La primera generación son electrodos de grafito tradicionales, la segunda generación son electrodos de aleación a base de plomo y la tercera generación son electrodos recubiertos de óxido metálico a base de titanio. Entre ellos, la primera generación de electrodos de grafito tradicionales y la segunda generación de materiales de electrodo, electrodos de aleación a base de plomo, tienen baja dificultad técnica y alto grado de industrialización, pero poca durabilidad y alto consumo de energía. La tercera generación de electrodos de óxido a base de titanio es el material de electrodo que se está desarrollando actualmente. Tiene una fuerte resistencia a la corrosión y es más ecológico, ahorra energía y es más eficiente. La tecnología ha ido madurando gradualmente y actualmente se encuentra en la etapa de promoción del producto. En algunas industrias (como la de láminas de cobre electrolítico), está reemplazando gradualmente a los electrodos tradicionales a base de plomo. Ecológico, ahorro de energía, alta eficiencia y gran durabilidad son las tendencias de desarrollo futuro de los materiales de electrodos. En el contexto de la "neutralidad de carbono", está obligado a promover los continuos avances tecnológicos y las actualizaciones de la tercera generación de materiales de electrodos recubiertos de óxido metálico a base de titanio, y realizar la innovación del alto consumo de energía y el gran consumo de energía en el campo de la electrólisis. . Promover la consecución de objetivos de ahorro de energía y reducción del consumo y ayudar a alcanzar los objetivos duales de carbono lo antes posible.

En el campo de las láminas de cobre electrolítico, el uso y promoción de electrodos recubiertos de óxido metálico a base de titanio es la dirección de desarrollo futuro de las láminas de cobre de alto rendimiento. En términos de rendimiento, los electrodos recubiertos de óxido metálico a base de titanio tienen buena resistencia a la corrosión, bajo consumo de energía, voltaje de celda estable durante el proceso de electrólisis y buena uniformidad del espesor de la lámina en bruto; en términos de eficiencia de electrólisis, debido a la alta actividad electrocatalítica de los óxidos de metales preciosos superficiales, la velocidad de reacción se puede aumentar considerablemente, con una mayor eficiencia de conversión de energía, reemplazar los electrodos tradicionales a base de plomo es la tendencia de desarrollo futuro; En términos de proceso, las máquinas integradas de láminas en bruto extranjeras generalmente adoptan un proceso integrado, con una placa de electrodo de titanio de 1 mm, fijada con tornillos avellanados en el frente, porque el recubrimiento es fácil de despegar, lo que hace que la lámina de cobre ultrafina sea propensa a líneas suaves y arena de burbujas, mientras que el tipo doméstico de retroceso es el principal, y la producción de láminas de cobre ultrafinas es relativamente estable.

2. En el contexto de los objetivos de doble carbono, existe una tendencia de desarrollo para que los electrodos de titanio eficientes, ecológicos y que ahorren energía reemplacen a los electrodos tradicionales.

En el contexto de los objetivos duales de carbono y el apoyo del Plan de Trabajo Integral del "14º Plan Quinquenal" para la Conservación de Energía y la Reducción de Emisiones, el desarrollo de materiales para electrodos seguramente se actualizará e iterará en la dirección de un alto rendimiento, ecología y bajo consumo. consumo de energía. La preparación de electrodos de titanio se realiza recubriendo la superficie de sustratos de titanio con óxidos de metales preciosos. Este material de electrodo tiene las características de bajo sobrepotencial, bajo voltaje del tanque de trabajo, alta eficiencia de producción y bajo consumo de energía. En comparación con los ánodos tradicionales de grafito y plomo, es más eficiente, ecológico y ahorra energía. En la actualidad, los electrodos de titanio se utilizan ampliamente en láminas de cobre electrolítico, láminas de aluminio electrolítico, hidrometalurgia, tratamiento de aguas residuales, síntesis orgánica electrolítica, producción electrolítica de hidrógeno en agua y otras industrias. Todos estos campos requieren el uso de electrólisis para preparar productos relacionados. Por lo tanto, reducir el consumo de energía y el consumo de energía es la tarea central de implementar los objetivos estratégicos nacionales de "doble carbono" en este campo. La tecnología de "electrólisis verde" proporcionará materiales clave para electrodos de titanio y equipos relacionados para la industria, ayudando a las empresas relacionadas a lograr sus objetivos de "reducción de carbono". La sustitución de los electrodos tradicionales por nuevos materiales de electrodos es la tendencia de desarrollo de los materiales de electrodos en el futuro.

3. La proporción deproducción de hidrógeno por electrólisis del aguaestá aumentando gradualmente y el espacio de mercado para materiales de electrodos relacionados es amplio en el futuro

La energía del hidrógeno es un componente vital del futuro sistema energético sin emisiones de carbono. Como una de las principales direcciones de desarrollo de las nuevas energías en el futuro, países de todo el mundo están realizando activamente una gran cantidad de investigaciones en profundidad. Mi país ha emitido sucesivamente planes de políticas de alto nivel, como el "Plan de desarrollo a mediano y largo plazo para la industria de la energía del hidrógeno (2021-2035)" y el "Decimocuarto plan quinquenal para un sistema energético moderno" para fomentar avances en los cuellos de botella técnicos de la industria de la energía del hidrógeno y mejorar la estabilidad y competitividad de la cadena industrial y de suministro. En el aspecto industrial, la industria de la energía del hidrógeno es una industria emergente estratégica y una dirección de desarrollo clave para las industrias futuras. En el desarrollo de la industria energética del hidrógeno, la producción de hidrógeno es crucial. En la actualidad, la energía de hidrógeno nacional de mi país proviene principalmente de la producción de carbón a hidrógeno, lo que representa aproximadamente el 64% de la capacidad de producción de hidrógeno de mi país, la producción de hidrógeno como subproducto industrial representa el 21%, la producción de hidrógeno a gas natural representa el 14%. y la producción de hidrógeno por electrólisis del agua representa menos del 2%. Según el Libro Blanco sobre la industria de la energía del hidrógeno y las pilas de combustible de China (2020), la proporción de hidrógeno producido por electrólisis del agua aumentará gradualmente hasta el 10% en 2030, y el margen de mejora se multiplicará por cuatro en los próximos diez años. La proporción de hidrógeno producido por electrólisis del agua aumentará al 70% en 2060. En el futuro, a medida que la tecnología del hidrógeno producido por electrólisis del agua madure y el costo disminuya, el mercado del hidrógeno producido por electrólisis del agua se irá liberando gradualmente. lo que aumentará la demanda de materiales de electrodos relacionados, como placas bipolares para hidrógeno producido por electrólisis del agua, y el espacio de mercado es amplio.

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