DSA، MOC و BDD، کدام یک را می توانید بفهمید؟

امروز به طور خلاصه در مورد تحقیقات مربوط به فناوری تصفیه آب الکتروشیمیایی با شما صحبت خواهیم کرد. چه چیزی در مورد DSA، MOC و BDD در عنوان می توانید بفهمید؟ در واقع، آنها سه علامت اختصاری انگلیسی بزرگ هستند که نشان دهنده سه نوع مختلف الکترود هستند و همچنین نشان دهنده سه جهت تحقیقاتی محبوب ترین فناوری تصفیه آب الکتروشیمیایی امروزی هستند.

اول از همه، الکترود DSA را Shape Stable Anode می نامند، نام کامل انگلیسی آن Dimensionally Stable Anodes است. این الکترود یک آند بر پایه تیتانیوم و با پوشش فعال اکسید فلزی پوشیده شده است. روش تولید نیز بسیار ساده است. ابتدا یک صفحه فلزی بی اثر را به عنوان ماده پایه پیدا کنید. متداول ترین مورد استفاده، فلز تیتانیوم است. سطح را با اسید تمیز کنید و سپس یک لایه کاتالیزور روی آن بمالید (معمولاً جزء مؤثر کاتالیزور انواع اکسیدهای فلزات گرانبها به نسبت های مختلف است. با تکرار این فرآیند، یک فیلم اکسید فلزی نجیب در نهایت می تواند بر روی سطح بستر رسوب کند مقاومت در برابر تغییر فاصله کوچک قطب، مقاومت در برابر خوردگی قوی، استحکام مکانیکی و عملکرد پردازشی، عمر طولانی، هزینه کم و عملکرد الکتروکاتالیستی خوب برای واکنش های الکترود، که برای کاهش پتانسیل تکامل اکسیژن و واکنش های تکامل کلر و صرفه جویی در انرژی الکتریکی مفید است. .

بعد، بیایید در مورد الکترود MOC صحبت کنیم. الکترود MOC نیز نوعی الکترود DSA است. در مقایسه با الکترود سنتی روتنیوم-ایریدیم، الکترود MOC با بخشی از ماده گرافن دوپ شده است. از نظر ظاهری، تفاوت زیادی بین الکترودهای MOC و الکترودهای روتنیم-ایریدیم وجود ندارد. مواد پایه یکسان هستند، یا صفحات تیتانیوم یا مش تیتانیوم، و پوشش نیز یک لایه سیاه است، و تفاوت تقریبا نامرئی است. نقش افزودن گرافن چیست؟

بر اساس گزارش ها، سه مزیت زیر وجود دارد:

1. از آنجایی که گرافن دارای سطح ویژه بزرگی است، افزودن آن می تواند سطح تماس بین پوشش کاتالیزوری و آب را افزایش دهد و در نتیجه راندمان استفاده از جریان را بهبود بخشد.

2. از آنجایی که گرافن دارای خاصیت جذب خاصی است، می تواند آلاینده های مورد نظر در آب را تا سطح آند غنی کند و سپس از اکسیداسیون مستقیم و اکسیداسیون غیرمستقیم الکترولیز برای حذف آلاینده ها استفاده کند.

3. از آنجایی که گرافن رسانایی الکتریکی خوبی دارد، افزودن آن می تواند به طور مناسب مقاومت کلی آند را کاهش دهد و در نتیجه مصرف انرژی ناکارآمد ناشی از گرما و صرفه جویی در انرژی را کاهش دهد.

به طور خلاصه، هدف نهایی آن افزایش طول عمر، بهبود اثر تصفیه، در نتیجه کاهش هزینه های عملیاتی و نگهداری سالانه ناشی از استهلاک صفحه، و افزایش رقابت پذیری فناوری الکتروکاتالیستی در بازار و سایر فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته است. اما قیمت تقریباً 2-3 برابر DSA است. قیمت الکترودهای MOC حدود 2.3w/m² است که تقریباً دو برابر الکترودهای روتنیوم و ایریدیوم است. هنگام خرید باید هزینه را در نظر بگیرید.

نام کامل الکترود BDD الکترود فیلم الماس دوپ شده با بور نامیده می شود. به دلیل خواص کاتالیزوری خوب الماس (در واقع C)، به یک ماده الکترود بالقوه تبدیل می شود. با این حال، الماس خالص یک عایق است و الکتریسیته را هدایت نمی کند. برای غلبه بر این نقص، مردم راه‌هایی برای ترکیب اتم‌های بور در آن پیدا کردند و الماس دوپ شده با بور را به دست آوردند که می‌تواند به طور موثر خواص رسانایی الماس را بهبود بخشد، بنابراین فناوری الکترود BDD بعدی متولد شد.

در مقایسه با الکترود DSA، الکترود BDD پایداری شیمیایی بهتر و پتانسیل تکامل اکسیژن بالاتری دارد و پنجره الکتروشیمیایی آن وسیع‌تر است و می‌تواند به طور موثر انواع بیشتری از آلاینده‌های آلی را تجزیه کند. بنابراین، از نظر اثر تصفیه، الکترودهای BDD پتانسیل بالایی در تصفیه فاضلاب دارند، اما الکترودهای BDD هنوز بسیار گران هستند.

کسی آزمایش هایی انجام داده است. برای همان نوع فاضلاب، با چگالی جریان یکسان و نتایج کیفیت پساب یکسان، بازده جریان الکترود روتنیوم-ایریدیوم معادل حذف 20 میلی گرم در لیتر COD به ازای هر تن آب در هر کیلووات ساعت است، در حالی که الکترود BDD 20 میلی گرم در لیتر COD به ازای هر تن آب در هر کیلووات ساعت را حذف می کند. الکتریسیته می تواند 60 میلی گرم در لیتر COD را حذف کند که 3 برابر قبلی است. این بدان معنی است که برای حذف همان جرم COD، الکترود BDD مورد نیاز 1/3 الکترود روتنیم-ایریدیم است. با این حال، با توجه به اینکه هزینه الکترود BDD حدود 8 برابر هزینه الکترود روتنیوم-ایریدیوم است، از نظر بازده جریان به تنهایی، نمی تواند ضرر هزینه بالای الکترودهای BDD را پوشش دهد.

با خلاصه کردن این سه الکترود، چه از نظر عمر سرویس تئوری، هزینه، بازده فعلی، یا فناوری جدید، همه آنها DSA کمتر یا مساوی MOC کمتر یا برابر با BDD هستند. از منظر کاربرد مهندسی نهایی، الکترودهای DSA هنوز اکثریت بازار را اشغال می کنند. اگر می خواهند از نظر سهم بازار از الکترودهای DSA سنتی پیشی بگیرند، MOC و BDD هنوز راه درازی در پیش دارند.