ટાઇટેનિયમ એનોડ (જેને ટાઇટેનિયમ-આધારિત મેટલ ઓક્સાઇડ કોટેડ એનોડ, DSA, ડાયમેન્શનલી સ્ટેબલ એનોડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી છે જેનો વ્યાપકપણે ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી ક્ષેત્રમાં ઉપયોગ થાય છે. તેમાં ઉત્તમ કાટ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ અને લાંબુ જીવન છે.

1. ટાઇટેનિયમ એનોડની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ
- પરિમાણીય સ્થિરતા: ઇલેક્ટ્રોલિસિસ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોડ અંતર યથાવત રહે છે, સ્થિર સેલ વોલ્ટેજ સુનિશ્ચિત કરે છે.
- મજબૂત કાટ પ્રતિકાર: મજબૂત એસિડ, મજબૂત આલ્કલી અને Cl⁻ ધરાવતા માધ્યમો માટે યોગ્ય, જેમાં કાટ પ્રતિકાર ગ્રેફાઇટ અને સીસાના એનોડ કરતા ઘણો વધારે છે.
- ઓછું ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ: ઓક્સિજન/ક્લોરિન ઉત્ક્રાંતિ માટે ઓછી ઓવરપોટેન્શિયલ, 10%-20% ઊર્જા બચાવે છે.
- લાંબુ આયુષ્ય: ક્લોર-આલ્કલી ઉદ્યોગમાં, આયુષ્ય 6 વર્ષ સુધી પહોંચી શકે છે, જ્યારે ગ્રેફાઇટ એનોડનું આયુષ્ય ફક્ત 8 મહિના છે.
- ઉચ્ચ પ્રવાહ ઘનતા: 17A/dm² ને સપોર્ટ કરે છે (ગ્રેફાઇટ એનોડ ફક્ત 8A/dm² છે), ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે.

2. મુખ્ય એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો
(૧) ક્લોર-આલ્કલી ઉદ્યોગ
- ક્લોરિન અને કોસ્ટિક સોડા, ટાઇટેનિયમ એનોડ ઉત્પન્ન કરવા માટે ખારા પાણીનું વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ સેલ વોલ્ટેજ ઘટાડી શકે છે અને ક્લોરિનની શુદ્ધતા સુધારી શકે છે.
- ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દૂષણ ટાળવા માટે ગ્રેફાઇટ એનોડ બદલો.
(2) ગંદા પાણીની સારવાર
- ઇલેક્ટ્રોકેટાલિટીક ઓક્સિડેશન: પ્રિન્ટિંગ અને ડાઇંગ, ફાર્માસ્યુટિકલ અને કોકિંગ ગંદા પાણીમાં કાર્બનિક પદાર્થોનું અવક્ષય, 90% સુધીના COD દૂર કરવાના દર સાથે.
- સોડિયમ હાઇપોક્લોરાઇટ જનરેટર: જંતુનાશક પેદા કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇઝ બ્રાઇન, હોસ્પિટલના ગટર અને સ્વિમિંગ પૂલના પાણીની સારવાર માટે વપરાય છે.
- કિરણોત્સર્ગી ગંદાપાણીની સારવાર: યુરેનિયમ અને પ્લુટોનિયમ જેવી કિરણોત્સર્ગી ધાતુઓની ઇલેક્ટ્રોલિટીક પુનઃપ્રાપ્તિ.
(3) ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ઉદ્યોગ
- પ્લેટિંગ લેયરની એકરૂપતા સુધારવા અને પ્લેટિંગ સોલ્યુશન પ્રદૂષણ ઘટાડવા માટે નિકલ પ્લેટિંગ, ક્રોમિયમ પ્લેટિંગ, ગોલ્ડ પ્લેટિંગ વગેરે માટે વપરાય છે.
- ઓક્સિજન ઉત્ક્રાંતિ ઓવરપોટેન્શિયલ લીડ એનોડ કરતા 0.5V ઓછી છે, જે ઊર્જાની નોંધપાત્ર બચત કરે છે.
(૪) ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક ધાતુશાસ્ત્ર
- તાંબુ, જસત અને નિકલ જેવી ધાતુઓ કાઢો, લીડ એનોડ બદલો અને કેથોડ દૂષણ ટાળો.
- ઉચ્ચ પ્રવાહ ઘનતા (જેમ કે 8000A/m²) અને સાંકડી આંતર-ઇલેક્ટ્રોડ અંતર (5mm) સ્થિતિઓ માટે યોગ્ય.
(5) નવી ઉર્જા અને હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન
- પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દ્વારા હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન: ઓક્સિજનની અતિશય ક્ષમતામાં ઘટાડો અને ઊર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો.
- સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી: ટાઇટેનિયમ-આધારિત પ્લેટ ઉત્પાદન માટે વપરાય છે.
(6) અન્ય એપ્લિકેશનો
- કેથોડિક સંરક્ષણ: 10 વર્ષથી વધુની સેવા જીવન સાથે, દરિયાઈ સ્ટીલ માળખાંનું કાટ-રોધક.
- ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંશ્લેષણ: જેમ કે કાર્બનિક સંયોજનો અને ફાર્માસ્યુટિકલ મધ્યસ્થીઓની તૈયારી.

૩. કોટિંગ પ્રક્રિયા અને પસંદગી
- સામાન્ય કોટિંગ્સ:
- રૂથેનિયમ (RuO₂): ક્લોર-આલ્કલી ઉદ્યોગ માટે યોગ્ય, Cl⁻ કાટ સામે પ્રતિરોધક.
- ઇરિડિયમ (IrO₂): મજબૂત એસિડ પ્રતિકાર, ગંદા પાણીની સારવાર માટે યોગ્ય.
- પ્લેટિનમ કોટિંગ: ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા ટાઇટેનિયમ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ માટે વપરાય છે, જે ઉચ્ચ તાપમાન (600℃) સામે પ્રતિરોધક છે.
- માળખાકીય સ્વરૂપ: પ્લેટ, ટ્યુબ, મેશ, વાયર, વગેરે, જરૂરિયાતો અનુસાર કસ્ટમાઇઝ કરી શકાય છે.

૪. જાળવણી અને આયુષ્ય વિસ્તરણ
- નિયમિત સફાઈ: સ્કેલ જમા થવાથી બચવા માટે બંધ કર્યા પછી ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીથી કોગળા કરો.
- યાંત્રિક નુકસાન ટાળો: પ્લેટિનમ સ્તરને નુકસાન થવાથી ટાઇટેનિયમ સબસ્ટ્રેટનો ઝડપી કાટ લાગશે.
- ઇલેક્ટ્રોલિટીક સક્રિયકરણ: પેસિવેશન સ્તરને દૂર કરવા માટે દર 3000 કલાકે વર્તમાન સારવારને ઉલટાવી દો.

૫. ભવિષ્યના વિકાસના વલણો
- સંયુક્ત આવરણ: જેમ કે પ્લેટિનમ-ઇરિડિયમ ગ્રેડિયન્ટ આવરણ, ઓક્સિજન ઉત્ક્રાંતિ ઓવરપોટેન્શિયલને વધુ ઘટાડે છે (પ્રયોગશાળા 1.25V સુધી પહોંચી ગઈ છે).
- બુદ્ધિશાળી દેખરેખ: સંકલિત સેન્સર વાસ્તવિક સમયમાં કોટિંગના નુકસાનનું નિરીક્ષણ કરે છે.
- પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને નવી ઉર્જા એપ્લિકેશનો: જેમ કે સોલિડ-સ્ટેટ બેટરી અને કાર્યક્ષમ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન.