¿Por qué los ánodos de titanio recubiertos de rutenio son los mejores para Cl2 Evolution?

¿Por qué los ánodos de titanio recubiertos de rutenio son los mejores para Cl2 Evolution?

En la producción de Cl2, generalmente circula a través de las celdas electroquímicas una solución acuosa de aproximadamente 30% de salmuera (NaCl), con un pH de 2-4 y una temperatura de 75-90oC. Se pasa una corriente eléctrica continua a través de la salmuera para descargar Cl2 en el ánodo de titanio recubierto. La evolución del O2, como en muchos procesos anódicos, es una reacción secundaria inevitable que ocurre en el ánodo con Cl2.

Los electrodos de titanio recubiertos de RuO2-TiO2 se encuentran entre los mejores ánodos para la evolución del Cl2 por las siguientes razones:
1. No se pasivan fácilmente;
2. Tienen pocos problemas de disolución ya que la reacción se produce a bajo sobrepotencial;
3. No se humedecen fácilmente con Hg en las celdas de Hg, por lo que el gas Cl2 se libera fácilmente para evitar el atrapamiento de gas y el desgaste del recubrimiento.

En soluciones de cloruro diluido a pH más alto, la eficiencia de la evolución del Cl2 disminuye como resultado de la aparición de la reacción secundaria. La eficiencia de la evolución del Cl2 depende de la concentración y composición del electrolito, la densidad de corriente, la naturaleza del electrodo y la temperatura.
En la electrólisis de clorato, el cloro se produce en el ánodo de titanio recubierto a partir de iones de cloruro. A continuación, las moléculas de cloro se hidrolizan y posteriormente forman el producto de clorato por oxidación química.

La reacción de evolución del O2 puede ocurrir favorablemente tanto en medios ácidos como alcalinos en ánodos de RuO2-TiO2. Sin embargo, los ánodos basados en RuO2-TiO2 son inestables para la evolución del O2, ya que exhiben una vida útil mucho más corta en tales aplicaciones debido a la disolución del recubrimiento.

Los medios alcalinos habrían sido la opción preferida para aplicaciones prácticas; sin embargo, los medios de comunicación tienden a atacar los ánodos de RuO2-TiO2. Por lo tanto, se prefiere la opción de solución ácida para la evolución del O2 en ánodos basados en RuO2. La evolución del O2 es disminuir a medida que aumenta la concentración de cloruro. Además, a baja densidad de corriente, la evolución del O2 disminuye a medida que disminuye el RuO2 en la capa activa. Los períodos de vida más cortos de los ánodos basados en RuO2 para la evolución del O2 se atribuyen a la oxidación del rutenio a RuO3 soluble o a los estados de oxidación altamente volátiles del RuO4, respectivamente.