مواد قطب كهربائي جديدة من التيتانيوم لتحل محل القطب الكهربائي التقليدي هي الاتجاه المستقبلي لمواد القطب الكهربائي

بريد جوجل:alisa@jmyunti.com

باعتباره المكون الأساسي للتحليل الكهربائي،قطب التيتانيوميتمتع بمزايا الكفاءة العالية والخضرة وتوفير الطاقة، ويحل محل الأقطاب الكهربائية التقليدية تدريجيًا. في ظل خلفية الكربون المزدوج، بشرت صناعة القطب الكهربائي التيتانيوم في فرص التنمية. إن الزيادة في نسبة إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء ستعزز توسيع مساحة السوق لمواد الأقطاب الكهربائية ذات الصلة. في المستقبل، ستواصل صناعة مواد قطب التيتانيوم ابتكار التكنولوجيا وتحديثها للمساعدة في تحقيق أهداف الكربون المزدوج.

1. نظرة عامة على صناعة قطب التيتانيوم

تقنية التحليل الكهربائي هي تقنية جديدة تستخدم الطرق الكهروكيميائية للتحليل الكهربائي للمحاليل الملحية المختلفة من خلال الأنودات والكاثودات لتحضير مواد جديدة (مواد معدنية، مواد عضوية، إلخ)، مثل التحليل الكهربائي لرقائق النحاس، ورقائق الألومنيوم، والتحليل الكهربائي المعدني لاستخلاص النيكل، معادن الكوبالت والنحاس والزنك، والتحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم لتكوين هيبوكلوريت الصوديوم للتعقيم والتطهير، والتحليل الكهربائي للمياه لإنتاج الهيدروجين، والتخليق الكهربائي للمركبات العضوية المختلفة. تعتبر المنتجات التي يتم إنتاجها عن طريق التحليل الكهربائي من المواد الخام المهمة في الاقتصاد الوطني. تعتبر مواد قطب التيتانيوم هي المكونات الأساسية الرئيسية في عملية التحليل الكهربائي. يؤثر أدائها وهيكلها الكهربائي بشكل مباشر على استهلاك الطاقة في عملية التحليل الكهربائي، ونقاء وجودة وإنتاج منتجات التحليل الكهربائي، ويؤثر بشكل مباشر على بيئة الإنتاج وتكاليف الإنتاج للمؤسسات النهائية.

مع التطوير المستمر لتكنولوجيا منتجات التحليل الكهربائي، خضعت مواد الأقطاب الكهربائية أيضًا لثلاثة أجيال من الابتكار التكنولوجي والتطوير بسبب خصائصها الخاصة. الجيل الأول هو أقطاب الجرافيت التقليدية، والجيل الثاني هو أقطاب سبائك الرصاص، والجيل الثالث هو أقطاب كهربائية مغلفة بأكسيد المعدن القائم على التيتانيوم. من بينها، الجيل الأول من أقطاب الجرافيت التقليدية والجيل الثاني من مواد الأقطاب الكهربائية، أقطاب السبائك القائمة على الرصاص، لديها صعوبة تقنية منخفضة ودرجة تصنيع عالية، ولكن متانة ضعيفة واستهلاك مرتفع للطاقة. الجيل الثالث من أقطاب أكسيد التيتانيوم هو مادة القطب التي يتم تطويرها حاليًا. تتميز بمقاومة قوية للتآكل وأكثر صديقة للبيئة وموفرة للطاقة وفعالة. لقد نضجت التكنولوجيا تدريجيًا وهي حاليًا في مرحلة ترويج المنتج. في بعض الصناعات (مثل رقائق النحاس كهربائيا)، فإنه يحل تدريجيا محل الأقطاب الكهربائية التقليدية القائمة على الرصاص. تعتبر البيئة وتوفير الطاقة والكفاءة العالية والمتانة القوية هي اتجاهات التطوير المستقبلية لمواد الأقطاب الكهربائية. في ظل خلفية "الحياد الكربوني"، لا بد من تعزيز الاختراقات التكنولوجية المستمرة وترقيات الجيل الثالث من مواد الأقطاب الكهربائية المطلية بأكسيد المعدن القائمة على التيتانيوم، وتحقيق ابتكار استهلاك الطاقة العالي واستهلاك الطاقة الكبير في مجال التحليل الكهربائي. . تعزيز تحقيق أهداف توفير الطاقة وخفض الاستهلاك والمساعدة في تحقيق أهداف الكربون المزدوج في أسرع وقت ممكن.

في مجال رقائق النحاس الإلكتروليتية، يعد استخدام وترويج الأقطاب الكهربائية المطلية بأكسيد معدن التيتانيوم هو اتجاه التطوير المستقبلي لرقائق النحاس عالية الأداء. من حيث الأداء، تتمتع الأقطاب الكهربائية المطلية بأكسيد المعدن القائم على التيتانيوم بمقاومة جيدة للتآكل، واستهلاك منخفض للطاقة، وجهد خلية مستقر أثناء عملية التحليل الكهربائي، وتوحيد جيد لسمك الرقائق الخام؛ من حيث كفاءة التحليل الكهربائي، بسبب نشاط التحفيز الكهربائي العالي لأكاسيد المعادن الثمينة السطحية، يمكن زيادة معدل التفاعل بشكل كبير، مع زيادة كفاءة تحويل الطاقة، واستبدال الأقطاب الكهربائية التقليدية القائمة على الرصاص هو اتجاه التطوير المستقبلي؛ من حيث العملية، تعتمد الآلات المتكاملة للرقائق الخام الأجنبية بشكل عام عملية مدمجة، مع لوحة قطب تيتانيوم 1 مم، مثبتة بمسامير غاطسة في المقدمة، لأن الطلاء سهل التقشير، مما يجعل رقائق النحاس الرقيقة جدًا عرضة للخطوط الناعمة و رمل الفقاعات، في حين أن نوع السحب الخلفي المحلي هو النوع الرئيسي، كما أن إنتاج رقائق النحاس الرقيقة للغاية مستقر نسبيًا.

2. في ظل أهداف الكربون المزدوج، هناك اتجاه تطوير لأقطاب التيتانيوم الفعالة والخضراء والموفرة للطاقة لتحل محل الأقطاب الكهربائية التقليدية

في ظل أهداف الكربون المزدوج ودعم خطة العمل الشاملة "الخطة الخمسية الرابعة عشرة" للحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات، فإن تطوير مواد الأقطاب الكهربائية لا بد أن يتم تطويره وتكراره في اتجاه الأداء العالي والخضرة والمنخفضة. استهلاك الطاقة. يتم تحضير أقطاب التيتانيوم عن طريق طلاء سطح ركائز التيتانيوم بأكاسيد المعادن الثمينة. تتميز مادة الإلكترود هذه بخصائص الجهد الزائد المنخفض والجهد المنخفض لخزان العمل وكفاءة الإنتاج العالية والاستهلاك المنخفض للطاقة. بالمقارنة مع الأنودات التقليدية من الجرافيت والرصاص، فهي أكثر كفاءة وصديقة للبيئة وموفرة للطاقة. في الوقت الحاضر، يتم استخدام أقطاب التيتانيوم على نطاق واسع في رقائق النحاس كهربائيا، ورقائق الألومنيوم كهربائيا، والمعادن المائية، ومعالجة مياه الصرف الصحي، والتوليف العضوي كهربائيا، وإنتاج هيدروجين الماء كهربائيا وغيرها من الصناعات. تتطلب جميع هذه المجالات استخدام التحليل الكهربائي لتحضير المنتجات ذات الصلة. ولذلك فإن تقليل استهلاك الطاقة واستهلاك الطاقة هو المهمة المركزية لتنفيذ الأهداف الاستراتيجية الوطنية "الكربون المزدوج" في هذا المجال. ستوفر تقنية "التحليل الكهربائي الأخضر" المواد الرئيسية لأقطاب التيتانيوم والمعدات ذات الصلة للصناعة، مما يساعد الشركات ذات الصلة على تحقيق أهدافها في "خفض الكربون". إن استبدال الأقطاب الكهربائية التقليدية بمواد إلكترودات جديدة هو اتجاه تطوير مواد الأقطاب الكهربائية في المستقبل.

3. نسبةإنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماءيتزايد تدريجيا، ومساحة السوق لمواد الأقطاب الكهربائية ذات الصلة واسعة في المستقبل

تعد طاقة الهيدروجين عنصرًا حيويًا في نظام الطاقة الخالي من الكربون في المستقبل. وباعتبارها أحد اتجاهات التنمية الرئيسية للطاقة الجديدة في المستقبل، تجري البلدان في جميع أنحاء العالم بنشاط الكثير من الأبحاث المتعمقة. لقد أصدرت بلادي على التوالي خطط سياسية رفيعة المستوى مثل "خطة التنمية المتوسطة والطويلة الأجل لصناعة الطاقة الهيدروجينية (2021-2035)" و"الخطة الخمسية الرابعة عشرة لنظام الطاقة الحديثة" لتشجيع تحقيق اختراقات في الاختناقات التقنية لصناعة الطاقة الهيدروجينية وتعزيز الاستقرار والقدرة التنافسية للسلسلة الصناعية وسلسلة التوريد. وعلى الجانب الصناعي، تعد صناعة الطاقة الهيدروجينية صناعة استراتيجية ناشئة واتجاهًا تنمويًا رئيسيًا للصناعات المستقبلية. في تطوير صناعة الطاقة الهيدروجينية، يعد إنتاج الهيدروجين أمرًا بالغ الأهمية. في الوقت الحاضر، تأتي الطاقة الهيدروجينية المحلية في بلدي بشكل رئيسي من إنتاج الفحم إلى الهيدروجين، وهو ما يمثل حوالي 64% من قدرة إنتاج الهيدروجين في بلدي، ويمثل إنتاج الهيدروجين كمنتج ثانوي 21%، ويمثل إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي 14%. ويشكل إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي للماء أقل من 2%. وفقًا للكتاب الأبيض حول صناعة الطاقة الهيدروجينية وخلايا الوقود في الصين (2020)، فإن نسبة الهيدروجين المنتج عن طريق التحليل الكهربائي للماء ستزيد تدريجيًا إلى 10% في عام 2030، وسيتجاوز مجال التحسين 4 مرات في السنوات العشر المقبلة. سترتفع نسبة الهيدروجين الناتج عن التحليل الكهربائي للمياه إلى 70% في عام 2060. وفي المستقبل، مع نضج تكنولوجيا الهيدروجين المنتج عن طريق التحليل الكهربائي للمياه وانخفاض التكلفة، سيتم إطلاق سوق الهيدروجين المنتج عن طريق التحليل الكهربائي للمياه تدريجيًا، مما سيزيد الطلب على مواد الأقطاب الكهربائية ذات الصلة مثل الألواح ثنائية القطب للهيدروجين المنتجة عن طريق التحليل الكهربائي للماء، ومساحة السوق واسعة.

news-750-750