En la electrólisis de agua de alta eficiencia para la producción de hidrógeno, la industria cloro-álcali y la síntesis electroquímica, la actividad catalítica y la conductividad de la capa de difusión del electrodo determinan directamente la eficiencia energética y la estabilidad del sistema de electrólisis. El fieltro de titanio recubierto con rutenio-iridio de TOPTITECH, con dimensiones de 100 × 100 mm y un espesor de solo 0,25 mm, se fabrica a partir de fieltro de fibra de titanio de alta calidad mediante un proceso dual: sinterización por plasma al vacío + electrodeposición anódica.

Después del recubrimiento con rutenio-iridio, la superficie del fieltro de titanio desarrolla una película de óxido densa y de alta superficie con apariencia de "barro agrietado". Este recubrimiento reduce significativamente el sobrepotencial tanto para las reacciones de evolución de cloro como de evolución de oxígeno (sobrepotencial de evolución de oxígeno ≤270 mV a 1000 A/m²), al tiempo que ofrece una excelente resistencia a la pasivación y a las corrientes inversas. El espesor ultradelgado de 0,25 mm minimiza el aumento de la distancia entre electrodos, reduciendo así la resistencia óhmica dentro del electrolizador.

Especificaciones del producto

Material: Titanio Gr1

Tamaño: 100 × 100 × 0,25 mm

Recubrimiento: Rutenio-iridio

Técnica: Sinterización + electrodeposición

Características del Producto

Alta actividad catalítica con sobrepotencial significativamente reducido – El recubrimiento de óxido mixto de rutenio-iridio proporciona abundantes sitios activos, logrando un sobrepotencial de reacción de evolución de oxígeno (OER) tan bajo como 250 mV (a 1000 A/m²) y un sobrepotencial de reacción de evolución de cloro (CER) por debajo de 30 mV. En comparación con el fieltro de titanio sin recubrir, el voltaje de electrólisis se reduce entre 0,2 y 0,5 V, lo que se traduce en un ahorro energético sustancial.

Estructura porosa tridimensional para una transferencia de masa rápida – Con una porosidad ≥65 % y diámetros de fibra de 20–50 μm, el fieltro de titanio forma una red de canales 3D interconectados. El electrolito y las burbujas de gas pueden penetrar rápidamente, con diámetros de desprendimiento de burbujas ≤100 μm, lo que reduce en gran medida los efectos de bloqueo por gas y lo hace especialmente adecuado para operaciones de alta densidad de corriente (≥5000 A/m²).

Fuerte adhesión del recubrimiento y tolerancia a corrientes inversas – El proceso de deposición anódica crea un enlace químico entre el óxido de rutenio-iridio y el sustrato de titanio, con una resistencia de adhesión >5 MPa. El recubrimiento no se desprende bajo ciclos frecuentes de arranque-parada o sobretensiones de corriente inversa, logrando una vida operativa continua superior a 10.000 horas para procesos de electrólisis con carga dinámica.

Ultradelgado y flexible para montaje de espacio cero – Con un espesor de 0,25 mm combinado con una excelente flexibilidad, el fieltro puede laminarse directamente sobre membranas de intercambio de protones o separadores para permitir un diseño de electrolizador de espacio cero, reduciendo la distancia entre electrodos a menos de 0,3 mm y disminuyendo las pérdidas óhmicas en más del 40 %.

Aplicaciones

Electrólisis de agua PEM para producción de hidrógeno (PTL anódica) – Como capa de transporte porosa anódica (PTL) en un electrolizador PEM, el fieltro de titanio recubierto con rutenio-iridio cataliza eficientemente la reacción de evolución de oxígeno a bajos voltajes, al mismo tiempo que guía la eliminación de oxígeno y evita el secado de la membrana, aumentando la eficiencia de producción de hidrógeno a más del 78 %.

Industria cloro-álcali (capa modificadora de cátodo o ánodo activo) – Utilizado en celdas de membrana de intercambio iónico como sustrato de recubrimiento de evolución de cloro en el lado del ánodo, puede reemplazar las mallas de titanio DSA convencionales, reduciendo el voltaje de la celda aproximadamente 0,3 V. Cuando se aplica en el lado del cátodo para la evolución de hidrógeno, permite un diseño de electrodo bifuncional, ahorrando entre 50 000 y 80 000 kWh por cada 10 000 toneladas de cloro anualmente.

Síntesis electroquímica (electro-oxidación orgánica / tratamiento de aguas residuales) – En la degradación por oxidación electrocatalítica de contaminantes orgánicos (por ejemplo, fenol, colorantes, aguas residuales de plaguicidas), el fieltro de titanio recubierto sirve como ánodo de flujo continuo. Aprovechando su alta superficie específica y su alto sobrepotencial de evolución de oxígeno, genera eficientemente radicales hidroxilo (·OH), logrando una eliminación de DQO superior en más del 30 % en comparación con electrodos de placa plana.

Electrólisis alcalina de agua de espacio cero (capa de difusión de electrodo compuesto) – En electrolizadores alcalinos, el fieltro se lamina sobre electrodos a base de níquel como una capa catalítica-difusora integrada. La estructura ultradelgada de 0,25 mm permite espacios entre electrodos extremadamente estrechos, reduciendo la resistencia del sistema.