음극은 단순한 다른 판이 아닙니다

구매자는 Ru-Ir 또는 Ir-Ta, 코팅 부하(g/m²), Gr1 대 Gr2 기판, 정격 수명(년) 등 소모 세부 사항에서 양극을 지정합니다. 음극은 아마도 문장을 얻습니다. 그러나 현장에서 출력이 떨어지고 누군가가 양극을 가리키기 시작하면 실제 문제가 시작된 곳이 음극인 경우가 많습니다. 우리는 이것을 몇 번 이상 보았습니다.

차아염소산나트륨 생성기에서 양극은 염소를 방출하고 음극은 수소를 방출합니다. 반쪽 반응은 종이에서 깔끔하게 보입니다. 양극에서는 2Cl⁻ → Cl² + 2e⁻; 음극에서는 2H2O + 2e⁻ → H2 + 2OH⁻. 한쪽에는 산화제가 있고 다른 쪽에는 수소와 알칼리성이 있습니다. 그 알칼리도는 국소 pH를 높입니다. 경수에서는 칼슘과 마그네슘이 침전되기 시작합니다. 스케일이 항상 양극에 형성되는 것은 아닙니다. 매우 자주 음극 표면이나 스페이서 메쉬, 흐름 채널 및 플레이트 사이의 개스킷 홈에 형성됩니다.

한 해수 평형수 장치는 3개월 작동 후 유리 염소 생산량의 약 18%를 잃었습니다. 구매자의 이메일에는 "양극 실패, 코팅 실패"라고 적혀 있습니다. 우리는 음극 사진을 요청했습니다. 석회 페이스트처럼 두께가 2~3mm인 흰색 비늘입니다. 양극 전압은 이동하지 않았습니다. 그러나 음극의 활성 영역이 줄어들고 유효 간격이 좁아지고 기포가 빠져나오지 못하고 물질 전달이 떨어지고 염소 용해 효율도 함께 떨어졌습니다. 산 세척 주기를 조정하고 유지 관리 체크리스트에 음극을 추가한 후 유리 염소가 다시 나타났습니다. 양극은 결코 문제가 되지 않았습니다.

음극재도 모든 경우에 적용할 수 있는 것은 아닙니다. 티타늄 음극은 염소에 대한 내성이 있고 제조가 쉽지만 모든 임무에 대한 답은 아닙니다. 고전류 밀도 알칼리 수소 생산에서 음극 성능은 수소 발생 과전압으로 판단되므로 시스템에 따라 백금 도금 티타늄, 니켈 기반 기판, Raney 니켈 또는 스테인레스 스틸 메쉬 구조를 볼 수 있습니다. 차아염소산염, 수영장 소독 및 해수 전기염소처리의 경우 일반적으로 티타늄 음극이 적합하지만 표면 마감, 거칠기 및 스케일링 경향은 매우 다양합니다. 동일한 작동 전류에서 거친 음극은 기포를 보유합니다. 부드러운 것은 그것들을 흘린다. 셀 전압 곡선은 동일하게 보이지 않습니다.

전극 간 간격도 미달 항목입니다. 구매자는 "플레이트 200×400mm, 500g/h 필요"라는 문의를 공백 없이 보냅니다. 간격은 플레이트 형상, 유속 및 듀티 사이클에 의해 결정되는 설계 변수이며 나중에 입력하는 숫자가 아닙니다. 간격이 넓을수록 기포 체류 시간이 길어지고 저항 강하가 높아지며 전압도 높아집니다. 간격이 좁을수록 스케일이 간격을 더 빨리 메우고 청소 빈도가 두 배로 늘어납니다. 높은 염화물, 빠른 염소 발생 및 무거운 가스 부하를 갖는 해수 전기분해는 기수 또는 연염수 시스템보다 더 세심한 간격 및 흐름 채널 설계가 필요합니다. "동일한 플레이트"는 "동일한 성능"을 의미하지 않습니다.

다음으로는 수소 안전성이 있습니다. 음극은 수소를 만든다. 작고 밀폐된 셀 하우징에서는 수소 농도가 올라갑니다. 부적절한 환기는 정말 위험합니다. NFPA 표준 및 분류 협회 규칙은 수소 분산을 각주가 아닌 주요 안전 요구 사항으로 간주합니다. 대부분의 소형 발전기 사고는 양극 펑크가 아닙니다. 음극실 환기 장치가 없고, 산 세척 전에 수소가 제거되지 않으며, 스파크 소스 근처에 열려 있는 유지 관리 해치가 없습니다. 수소를 배출해야 하는 요구 사항은 음극에서 시작됩니다.

결국 우리는 판매 및 서비스 팀에 규칙을 부여했습니다. "양극 실패"라는 불만 사항이 들어오면 먼저 세 가지 질문을 하십시오. 음극의 크기가 조정되었는지, 간격이 변경되었는지, 수소는 어디로 가는지. 양극 전압 로그를 가져오기 전에 이 세 가지를 살펴보세요. 현장 경험에 따르면 반환된 "실패한 양극"의 상당 부분은 음극측 문제가 해결된 후에는 재코팅이 필요하지 않았습니다.

양극 사양을 배우는 것은 올바른 본능입니다. 그러나 전해조는 "양극과 또 다른 금속 조각"이 아닙니다. 양극 반응, 음극 반응, 기포, 유동장, pH 경계층, 간격, 밀봉 및 수소 배출에 의해 결정되는 시스템입니다. 코팅만 보고, 음극은 무시하고, 물은 무시하고 불만 바라보고 있는 것입니다.