电解槽中的电极同样至关重要,它是电流进入或离开电解液的导体,电解过程就在电极相界面上发生氧化还原反应。电极分为阴极和阳极,与电源正极相连的是阳极,阳极上发生氧化反应;与电源负极相连的是阴极,阴极上发生还原反应。电解材料种类繁多,碳电极是常用材料之一,因其具有良好的导电性和化学稳定性,在许多电解过程中表现出色。此外,钛等金属也可作为电极材料,尤其在一些对电极耐腐蚀性要求较高的特殊电解应用中。在电镀工艺里,含有镀层金属的金属常作为阳极,待镀制品则作为阴极。电化学-超滤耦合工艺使回用率达90%。江西数据中心电极需求
钛电极可以根据不同的标准进行分类。按照涂层材料的不同,可分为钛基二氧化钌电极、钛基二氧化铱电极等。钛基二氧化钌电极常用于氯碱工业电解制氯,其对析氯反应具有良好的电催化活性和稳定性;钛基二氧化铱电极则在酸性介质中表现出优异的析氧性能,常用于电镀、电合成等领域。依据电极的用途,又可分为阳极和阴极。阳极在电解过程中发生氧化反应,阴极则发生还原反应,不同的电极用途决定了其表面涂层和结构的设计差异,以满足特定的电化学需求 。江西数据中心电极需求电化学技术处理过程安全环保。
循环水管道和换热器的电化学阴极保护可通过外加电流或牺牲阳极实现。以Impressed Current Cathodic Protection(ICCP)为例,钛镀铂阳极(寿命>20年)输出电流使碳钢管道电位极化至-850 mV(vs. CSE),腐蚀速率降低90%。设计需考虑:①阳极分布(每50米一组);②参比电极监控(Ag/AgCl);③绝缘法兰(防杂散电流)。某海水循环冷却系统中,ICCP技术使管道寿命从5年延长至15年以上。
循环水排污水的回用是节水关键,电化学-超滤(EC-UF)组合工艺可同步去除悬浮物、有机物和微生物。铝电极电解产生的Al³⁺水解后形成絮体(如Al(OH)₃),通过吸附和电中和作用强化UF膜污染控制,通量衰减率降低60%。典型操作条件:电流密度20 A/m²,膜通量50 L/(m²·h)。某热电厂的零排放项目中,EC-UF使反渗透进水SDI<3,回用率从70%提升至90%。
微电极的工作面积十分微小,其电极面积大小界限虽不十分严格,但这种小尺寸特性赋予了它独特优势。一方面,微电极实现了电极的微型化,在一些对空间要求极高的微纳器件或生物体内检测场景中,能轻松适配。另一方面,在电化学分析中,尽管整个电极并非微型化,但其极小的工作面积可使电极反应时发生明显的极化作用。通过微电极指示出的扩散电流与离子浓度存在线性关系,借此可精确测知溶液中离子的浓度,在痕量分析等方面表现出色。电化学系统处理能力可灵活调节。
一般循环水管壁的生物膜难以通过常规杀菌剂清洗,电化学生成的氢氧自由基(·OH)可氧化破坏生物膜胞外聚合物(EPS),实现物理剥离。采用脉冲电解模式(频率100 Hz,占空比50%)时,钛基电极产生的·OH能渗透至生物膜深层,剥离效率比连续电解提高40%。某制药厂案例中,每周运行2小时电化学处理,生物膜厚度从500 μm降至50 μm以下,换热效率恢复至设计值的95%。需注意高浓度·OH可能腐蚀非金属管道(如PVC),建议配合缓蚀剂投加。电化学氧化分解PFOA脱氟率>99%。循坏水电极除硬
电化学系统使冷却塔逼近温差降至3℃。江西数据中心电极需求
为克服单一电氧化的局限性,常将其与光催化、臭氧氧化或生物处理联用。例如,电氧化-光催化(EO-PC)系统中,TiO₂光阳极在紫外光激发下产生电子-空穴对,与电生成的·OH协同降解污染物,对双酚A的矿化率比单独电氧化提高40%。电氧化-生物耦合工艺(如前置电氧化提高废水可生化性)可降低能耗,适用于高浓度有机废水。此外,电氧化与膜过滤结合(如电化学膜生物反应器)能同步实现污染物降解和固液分离,但需解决膜污染和电极-膜模块集成设计问题。江西数据中心电极需求