¿Qué factores afectan la eficiencia electrocatalítica del ánodo de IrO2-Ta2O5/titanio?

¿Qué factores afectan la eficiencia electrocatalítica del ánodo de IrO2-Ta2O5/titanio?

Está claro que las propiedades electrocatalíticas del ánodo dependen significativamente de la microestructura del catalizador, como la morfología de la superficie y la composición de fases. Un área de superficie electroquímicamente activa (ECSA) más grande también proporcionará más sitios para la evolución del oxígeno y, por lo tanto, conducirá a un voltaje de operación más bajo. Se ha investigado que los ánodos con 50-70 mol% de IrO2 no solo tienen el mayor ECSA, sino también la mayor actividad electroquímica. Además, el 70 mol% de IrO2 con 30 mol% de Ta2O5 fue el mejor con respecto a la estabilidad del ánodo.

Normalmente, el IrO2-Ta2O5 preparado tiene una morfología superficial heterogénea de "grieta por lodo", que está rodeada por un área plana con IrO2 disperso y agregados de IrO2. Los límites de los cristalitos de IrO2 son modificados por Ta2O5 amorfo. Las partículas finas de IrO2 (alrededor de 30-100 nm) en el área plana de la superficie del recubrimiento dominan como catalizador para los REA, mientras que las otras, como los agregados de IrO2 más grandes y las partículas de IrO2 incrustadas en las grietas, muestran poca influencia. Incluso las partículas de IrO2 más pequeñas de 10 nm o menos, que se dispersan uniformemente en el "área plana" del recubrimiento, tienen muy buena actividad catalítica para los REA.

La vida útil es otro problema para los ánodos en aplicaciones industriales. Los mecanismos de desactivación del ánodo IrO2-Ta2O5/Ti generalmente se pueden atribuir al consumo del componente activo en la capa de recubrimiento y / o la pasivación del sustrato debajo de la capa de recubrimiento, que depende principalmente de la microestructura del recubrimiento. Además, se ha propuesto que el proceso de desactivación del ánodo es el siguiente: (1) la disolución de los óxidos recubiertos como etapa dominante, (2) la disolución y oxidación anódica del sustrato de Ti, que luego conduce al desprendimiento del recubrimiento y la falla del ánodo. La vida útil de un ánodo de óxido bajo REA siempre será limitada. En consecuencia, mejorar la estabilidad de la capa de recubrimiento para impedir el proceso de disolución es tan importante como mejorar la actividad electrocatalítica hacia los REA a través de la modificación de la microestructura del recubrimiento.