¿Cómo se aplican los ánodos dimensionalmente estables (DSA) para la industria cloroalcalina?

¿Cómo se aplican los ánodos dimensionalmente estables (DSA) para la industria cloroalcalina?

Durante la primera mitad del siglo XX, las células cloroalcalinas estaban equipadas con ánodos de grafito. A pesar de haber sido una tecnología bien establecida para la evolución anódica del cloro, las desventajas relacionadas con el consumo de grafito eran evidentes. La oxidación del grafito, no solo provocó la contaminación del cloro, sino que también redujo la vida útil de los ánodos a un máximo de 24 meses. Además, el consumo de grafito aumenta el espacio entre los electrodos, lo que conduce a un aumento en el consumo de energía durante la vida útil del electrodo.

En 1965, la cerveza inventa ánodos dimensionalmente estables (DSA) para la industria cloroalcalina. La cerveza se refiere a que el electrodo consta de un sustrato metálico (titanio, tántalo, circonio, niobio) y un recubrimiento hecho de al menos dos óxidos. Uno de los óxidos contiene un metal del grupo del platino (platino, iridio, rodio, paladio, rutenio u osmio) y el segundo es un óxido de uno de los siguientes metales: manganeso, plomo, cromo, cobalto, hierro, titanio, tantalio, circonio y silicio. Beer afirmó que el titanio era el metal preferido para el sustrato, ya que el titanio forma una capa protectora espontánea de óxido de titanio que evita el ataque del electrolito y no exhibe una resistencia significativa al flujo de corriente.

Estas características hacen del titanio el material más adecuado para ser utilizado como un sustrato para ánodos en celdas de cloro-álcali. En cuanto a la elección del metal activo, la selección del rutenio, en forma de óxido, se basó en primer lugar en su precio en comparación con el platino o el iridio. Los intentos de mejorar la estabilidad del recubrimiento condujeron a la adición de óxido de titanio como estabilizador del óxido metálico. Por lo tanto, la composición final de los primeros ánodos comerciales fue un sustrato de titanio recubierto con una película binaria de óxido de rutenio-titanio. Hoy en día, la composición de DSA para la evolución del cloro se ha mantenido casi sin cambios. Solo la adición de óxido de iridio a la composición original fue un hito relevante. Se demostró que la adición de óxido de iridio evita la pérdida de rutenio, lo que lleva a la extensión de la vida útil de los ánodos de 2-3 años a 8 años.