Électrodes en titane pour appareils électrolysés à eau

Henan Chalco fournit des électrodes en titane et des modules d’électrolyse pour la désinfection intégrée de l’eau électrolysée dans les appareils ménagers.

Nous fournissons cinq systèmes de surface — à base de Ru, Ru-Ir, à base d’Ir, Sn-Sb et platinés — en formes de maille, plaque, feuille, tube et tige, adaptés au dessin et aux conditions de votre eau d’alimentation.

Ce que fournit Henan Chalco

Niveaux d’approvisionnement :

La personnalisation couvre : dimensions de contour, ouvertures et ouvertures de mailles, position des bornes et méthode de conduction, écart d’électrode, conception du chemin d’écoulement, interfaces de boîtier, système de revêtement et charge de revêtement.

Substrat : titane de grade 1 / grade 2 selon ASTM B265.

Documents : certificat de matériau, rapport dimensionnel, description du système de revêtement, rapport d’essai RoHS

Henan Chalco exploite des lignes automatisées de production d’électrodes avec un volume stable, une inspection interne des produits, ainsi que sa propre capacité de R&D pour les formulations et procédés de revêtement.

Le système de gestion de la qualité est certifié ISO 9001, avec un champ de certification couvrant la fabrication de produits à anode métallique.

Envoyez-nous votre prélèvement d’électrodes ou de cellule avec le TDS et la dureté de l’eau d’alimentation, et nous effectuerons une première revue du système et de la structure du revêtement.

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Options de revêtement et leurs évolutions

Le choix d’un revêtement n’est pas une question de savoir lequel dure le plus longtemps. C’est une question de ce qu’il y a dans votre eau et de l’oxydant que vous devez produire.

Les trois premières sont des électrodes de titane recouvertes d’oxyde de métal mixte (MMO), également communément appelées DSA (anodes dimensionnellement stables) dans l’industrie.

Le titane platiné n’est pas un MMO — c’est un plaque métallique en platine, pas un revêtement d’oxyde métallique.

Choisir un revêtement en fonction de l’oxydant dont vous avez besoin

Revêtements évolutifs au chlore pour la génération de HOCl

Les oxydes à base de Ru et mixtes Ru-Ir présentent un surpotentiel d’évolution du chlore faible dans l’eau contenant du chlorure. La réaction anodique est de 2Cl⁻ − 2e⁻ → Cl₂, suivie de Cl₂ + H₂O → HOCl + HCl, produisant un acide hypochloreux.

C’est la voie courante pour la désinfection de l’eau électrolysée dans les appareils : les lave-glaces et lavabos à vaisselle dosés au sel, ainsi que les toilettes intelligentes et les épurateurs de sol qui électrolysent directement l’eau du robinet, suivent généralement cette voie.

Ces revêtements dépendent d’une quantité suffisante d’ions chlorure dans l’eau. Lorsque l’alimentation approche de l’eau pure et que le chlorure est très court, la réaction anodique passe de l’évolution du chlore à l’évolution de l’oxygène — et les revêtements évoluant en chlore ne sont pas conçus pour une évolution soutenue de l’oxygène, donc fonctionner dans cette condition à long terme accélère la perte du revêtement.

Revêtements à base d’iridium pour le service d’évolution de l’oxygène

Les revêtements à base d’IR sont positionnés pour assurer la stabilité lors d’un service d’évolution d’oxygène, et non pour la production de chlore. Ils conviennent à l’eau à faible teneur en chlorure ou aux électrolytes acides et oxydants, et leur valeur réside dans la durabilité du revêtement dans ces conditions.

Les revêtements à base d’IR sont souvent décrits comme « très efficaces pour générer des radicaux hydroxyles et bien adaptés à la décomposition des organes organiques. » Selon la classification acceptée des anodes actives/non actives, c’est l’inverse — des groupes de recherche publiés RuO₂, IrO₂ et Pt comme anodes actives : leur surpotentiel d’évolution de l’oxygène est faible, les hydroxyles de surface sont chimisorbés et fortement liés, et il reste moins d’hydroxyles libres disponibles pour la réaction ;

tandis que SnO₂, PbO₂ et BDD sont regroupés comme anodes non actives, avec un surpotentiel d’évolution de l’oxygène élevé et des hydroxyles physorbés et plus librement disponibles — c’est la famille des matériaux à l’origine de · Oxydation dominée par OH.

Donc, si votre objectif est de décomposer les résidus organiques via · OH, la sélection devrait pointer vers la famille des matériaux à surpotentiel d’oxygène élevé — le système Sn-Sb de notre gamme — et non vers les revêtements à base d’IR.

Revêtements d’étain et d’antimoine pour le service électrolytique à ozone et à surpotentiel élevé

Les revêtements Sn-Sb appartiennent à la famille des inactifs décrits ci-dessus, avec un surpotentiel d’évolution de l’oxygène élevé.

Leur principale utilisation dans les appareils est la génération d’ozone électrolytique. La réaction anodique est de 3H₂O − 6e⁻ → O₃ + 6H⁺, et les applications typiques sont les irrigateurs oraux et les unités compactes de désodorisation — des produits à très faible volume d’eau où l’évolution du chlore dosé au sel n’est pas pratique.

Les systèmes SnO₂ dopés au Sb et co-dopés au Ni-Sb peuvent atteindre une efficacité substantielle du courant d’ozone dans l’électrolyte acide à température ambiante.

Titan platiné pour cellules compactes et à faible courant

Les électrodes platinées Ti/Pt sont disponibles avec une épaisseur de plaque de 0,5 à 20 μm, sélectionnées selon les exigences de densité de courant et de durée de vie.

Ils appartiennent à la famille des matériaux actifs et sont choisis lorsque la cellule est compacte, que le budget actuel est limité ou que les conditions de service rendent le MMO inadapté.

Comparé aux revêtements à base d’oxyde MMO, le platine comporte un coût matériau nettement plus élevé et n’est généralement pas le premier choix pour les électrodes à grande surface.

Comment choisir

Indiquez-nous les conditions de votre eau d’alimentation et l’oxydant ciblé, et nous identifierons le revêtement qui convient le mieux.

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Spécifications des électrodes

Les valeurs de potentiel ne peuvent pas être comparées entre différentes sources sans leurs conditions d’essai ; une déclaration complète inclut l’électrode de référence, la composition et la concentration de l’électrolyte, la température, la densité de courant, la surface effective de l’électrode et la méthode d’essai.

Quelques éléments au niveau de l’assemblage doivent également être corrigés lors de la conception : la direction d’entrée et de sortie et le champ d’écoulement (qui régissent la libération des bulles et l’uniformité de la concentration), la position et la méthode de conduction des bornes, ainsi que la protection de la face revêtue lors de la manipulation et de l’assemblage — une rayure sur la face revêtue devient un point de défaillance local.

Que vous ayez besoin d’une feuille d’électrodes, d’une paire assortie de plaques électrolytiques ou d’un pack d’électrodes complet, tout peut être conçu selon le dessin.

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Anodes en titane pour appareils électroménagers

Électrodes inversant la polarité de la saumure

Électrodes inversant la polarité de l’eau du robinet

Électrodes de génération de chlore

Électrodes de génération d’ozone

Pile électrolytique sous l’évier

Anode, cathode et paires inversant la polarité

Cette section répond à une question que les tables de sélection sautent généralement mais que la conception structurelle rencontre toujours : les revêtements ci-dessus s’appliquent-ils à quelle face ?

Conceptions à polarité fixe

Les exigences en matière d’anode et de cathode sont totalement différentes.

L’anode porte la réaction d’oxydation et nécessite un revêtement électrocatalytique ; la cathode fait principalement évoluer de l’hydrogène et ses besoins en revêtement sont bien inférieurs — de nombreux modèles utilisent simplement du titane non revêtu ou un autre matériau conducteur.

Les conceptions à inversion de polarité sont un cas différent

Lorsque la paire s’inverse périodiquement, les deux faces prennent la fonction anodique à tour de rôle, donc les deux nécessitent généralement un revêtement, et la formulation doit survivre à des commutations répétées de polarité. C’est la raison directe pour laquelle une électrode inversante coûte plus cher par pièce qu’une électrode à polarité fixe.

Pour la conception d’appareils, cela signifie trois entrées à régler avant le prototypage :

• Polarité fixe ou inversion périodique
• Si vous inversez, à quel intervalle
• Si le côté cathode doit aussi être recouvert (ce qui découle de l’élément 1)

Tant que ces trois éléments ne sont pas réparés, toute recommandation ou devis de revêtement ne peut être qu’une fourchette.

Deux séries d’électrodes inversant la polarité : eau du robinet et saumure

Les électrodes inverses ne sont pas une spécification unique mais deux gammes de produits séparées par milieu d’électrolyse. Le milieu définit la formulation du revêtement et le potentiel d’évolution du chlore, et il fixe le prix.

Le type eau du robinet fait face à une faible concentration de chlorure et à une faible scalation ; le type saumure subit une charge d’évolution soutenue du chlore à haute concentration de chlorure.

Les deux ne sont pas interchangeables — faire fonctionner un appareil dosé au sel sur des électrodes de type eau du robinet place la charge d’évolution du chlore au-delà de la condition de conception.

Des paires d’électrodes aux modules complets d’électrolyse

Si vous disposez déjà de la capacité de conception de flux et d’étanchéité, acheter des feuilles d’électrodes est généralement plus flexible et moins cher ; si le projet d’appareil nécessite un cycle de développement plus court et que vous préférez ne pas valider vous-même le champ d’écoulement et le dégagement de bulles, un module est la voie la plus rapide.

Les fenêtres de fonctionnement des cinq types de modules de qualité appliance sont les suivantes :

Pression de travail : les deux premiers types 0,07–3,0 kgf/cm² ; les trois derniers ≤0,2 MPa. La durée de vie typique des types sans membrane et acide-alcalin est de >5 000 h.

Les types membrane et acide-alcalin utilisent une structure d’électrolyse multicouches, et les étages peuvent être empilés pour correspondre au volume de sortie et à la concentration. Le type acide-alcalin est disponible en 3 / 5 / 7 / 9 / 11 étages, avec un contour de 206 × 105 mm, avec une épaisseur de 35 à 76,5 mm selon le nombre d’étages.

Le type sous l’évier est un système à flux qui produit à la demande sans stockage ; le boîtier fendu est facile à ouvrir et le pack d’électrodes peut être remplacé seul — cela détermine directement les coûts d’entretien ultérieurs et la stratégie des pièces de rechange pour l’appareil, et il vaut la peine d’être réglé à l’étape de la conception structurelle.

Les deux premiers types electrolysent directement l’eau du robinet, donc la sortie dépend du chlorure déjà présent dans l’eau ; lorsque le TDS d’alimentation descend sous la fenêtre, la sortie de chlore libre diminue de manière notable. Ce n’est pas un défaut de module — la condition électrochimique n’est tout simplement pas remplie. Les appareils vendus dans les régions d’eau douce doivent en tenir compte dès la phase de conception.

Cellule de désinfection à la couche et au chlore

Cellule acide hypochloreuse pure (membrane)

Cellule à acide hypochlorose pur (sans membrane)

Pile d’électrolyse d’eau acide-alcaline

Sélection des électrodes par type d’appareil

Le volume d’eau, le cycle de travail et les conditions d’alimentation varient considérablement selon les types d’appareils, tout comme la sélection des électrodes.

Lave-vaisselle et lave-linges de produits frais

Ce qu’ils partagent, c’est un volume d’eau élevé, un besoin d’une grande surface de contact et un contact alimentaire élevé.

La direction du revêtement dépend de la dose ou non du sel : avec le sel, la voie d’évolution du chlore produit du HOCl ; sans sel, il faut d’abord vérifier que le chlorure dans l’eau est suffisant pour soutenir l’évolution du chlore.

En termes de forme, les packs d’électrodes en feuilles ou mailles à grande surface sont courants.

Pour une RFQ, nous avons besoin de : dimensions de la cellule et méthode de montage, si le sel est dosé, temps d’exécution par cycle, et marché cible.

Toilettes intelligentes et sièges de bidet

L’eau électrolysée ici est principalement utilisée pour l’auto-nettoyage des buses et la pulvérisation en céramique des bols, avec un faible volume d’eau par cycle, une tâche intermittente et un espace d’installation limité.

Les revêtements sont principalement à évolution chlorée, les électrodes sont généralement de petites feuilles, et le courant de fonctionnement est faible. La sélection se concentre sur la stabilité sous une fonction intermittente à long terme.

Pour une RFQ, nous avons besoin de : espace d’installation disponible, temps de fonctionnement et intervalle par cycle, ainsi que qualité de l’eau d’alimentation.

Nettoyeurs de sol et robots à serpiller

Ces appareils produisent directement l’eau du robinet par électrolyse sans dosage de sel, sont envoyés dans des régions avec un TDS très différent et circulent en continu.

Cette catégorie est la plus sensible à la stratégie de renversement — dans les régions d’eau dure, la cathode s’écrase rapidement et l’intervalle de retournement doit être plus court, tandis que la réversion plus fréquente consomme le revêtement. Il vaut la peine de fixer la plage de qualité de l’eau du marché cible avant la sélection.

Pour une RFQ, nous avons besoin : la plage de TDS et de dureté de l’eau du robinet sur le marché cible, la capacité du réservoir, et le temps de fonctionnement par cycle.

Irrigateurs buccaux, laveuses à la couche et unités compactes de désodorisation

Ce groupe suit la voie de l’ozone électrolytique Sn-Sb, couvrant les irrigateurs buccaux, les unités d’eau désinfectante domestique (rinçage des mains, désinfection de la vaisselle, ustensiles de cuisine et odeurs intérieures pour animaux) ainsi que les purificateurs compacts désodorisants (réfrigérateur, armoire à chaussures, salle de bain).

Les volumes d’eau vont de très petits à modérés, et les électrodes sont généralement miniatures à petites feuilles. La contrainte provient de l’espace structurel et du schéma d’alimentation plutôt que de la zone d’électrolyse ; cela permet une fenêtre de validation du prototype plus complète.

Pour une RFQ, nous avons besoin de : dimensions de la chambre d’électrolyse, méthode d’alimentation et plafond de courant, ainsi que temps de fonctionnement par cycle.

Stérilisation des armoires, machines à laver et désinfectants pour l’air

Ces produits utilisent principalement un filtrage ou un pulvérisateur : une solution d’acide hypochlorose générée par électrolyse dosée au sel mouille le filtre, l’air contaminé est désinfecté et désodorisé par contact gaz-liquide, et sur certains modèles, un ventilateur d’extraction transporte une trace d’acide hypochloroux pour supprimer les bactéries aux surfaces environnantes.

La même structure apparaît dans les systèmes d’air frais montés au mur et à conduits. Les électrodes sont principalement des feuilles ou mailles évolutives au chlore, et l’essentiel est d’adapter la méthode de circulation au cycle de travail.

Pour une RFQ, nous avons besoin de : méthode de circulation, durée du cycle, capacité de chambre ou de réservoir, et si le sel est dosé.

Durée de vie, inversion de polarité et fenêtres de qualité de l’eau

La durée de vie de l’électrode n’est pas une propriété intrinsèque du produit mais une fonction des conditions de service. Au moins trois variables la définissent ensemble : la densité de courant, l’intervalle de polarité-inversion et la chimie de l’eau.

Pourquoi l’inversion de polarité est nécessaire

Dans l’eau du robinet, et surtout dans l’eau dure, le côté cathodique dépose continuellement des écailles composées principalement de Ca(OH)₂, CaCO₃ et Mg(OH)₂.

Le dépôt bloque le contact entre l’électrode et l’eau, augmente la tension de la cellule et tire vers le bas le chlore libre ou la sortie d’ozone. Un revers périodique de polarité transforme brièvement l’ancienne cathode en anode, desserrant et perdant le dépôt pour l’autonettoyage.

Le coût de l’annulation

L’inversion n’est pas gratuite.

Des recherches publiées ont étudié systématiquement les électrodes en titane revêtues sous inversion de courant, et la conclusion est claire : plus la fréquence de réversion est élevée et plus la densité de courant est grande, plus la durée de vie du revêtement est courte — et dans des conditions de revêtement identiques, la durée de vie peut différer plusieurs fois entre les formulations de revêtement.

Comment nous définissons la vie de service

Source des données : données de test Henan Chalco dans les conditions listées. Les rapports de test peuvent être fournis avec des échantillons.

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Fenêtres de qualité de l’eau

• Plancher TDS : sous la fenêtre du module, la sortie chute nettement ; à mesure que l’alimentation approche de l’eau pure, l’évolution du chlore se déplace vers l’évolution de l’oxygène, qui est une condition dommageable pour les revêtements évoluant au chlore.
• Dureté : plus la teneur en Ca et Mg est élevée, plus l’échelle est rapide et plus l’intervalle de renversement nécessaire est court — ce qui consomme directement la durée de vie du revêtement. Pour les modèles d’exportation couvrant les régions d’eau dure, cela doit être corrigé dès la phase de conception.
• Température : la fenêtre de travail du module est de 5 à 40 °C (41–104 °F) ou de 0 à 40 °C (32–104 °F), selon le type.

Comment reconnaître l’échec

• La sortie de chlore libre ou d’ozone baisse régulièrement aux mêmes réglages
• Le dépôt blanc apparaît à la surface de l’électrode et la sortie ne se retrouve pas après nettoyage
• La tension de la cellule augmente anormalement sous fonctionnement à courant constant
• Écaillage visible ou substrat exposé sur la face revêtue

Retour pour le revêtement

Les électrodes et les cellules peuvent être retournées pour un revêtement et une remise à neuf, ce qui réduit les coûts d’entretien ultérieurs.

L’application dépend de l’état du substrat et du mode de défaillance, et peut être confirmé après une évaluation de réparation.

Ce qu’un fournisseur d’électrodes peut ou ne peut pas certifier

Ce que nous pouvons certifier : l’identité du matériau substrat (Grade 1 / Grade 2 selon ASTM B265), le système de revêtement, les résultats de performance électrochimique et de durée de vie inversée dans les conditions d’essai spécifiées, ainsi que les documents de conformité de la substance que nous pouvons fournir.

Ce que nous ne pouvons pas remplacer : la validation de l’efficacité de la désinfection au niveau des appareils, la conformité à l’autorisation et à l’étiquetage des produits dans votre marché cible, ainsi que la formulation spécifique des instructions à l’utilisateur final. Ces documents doivent être remplis par le fabricant d’appareils sur ses marchés de vente.

Approvisionnement, documents d’inspection

Les documents suivants peuvent être confirmés sur devis : certificat de matériau substrat en titane, description du système de revêtement, rapport dimensionnel, rapport de test RoHS, déclaration REACH SVHC.

L’emballage est conçu selon les exigences de l’acheteur et la forme du produit ; la face revêtue ne doit pas être rayée lors de la manipulation et de l’assemblage, et la conception de l’emballage commence par la protection de cette face.

Concernant la classification douanière : la classification tarifaire des électrodes et des modules d’électrolyse varie selon la complétude du produit (si le logement et l’alimentation électrique sont inclus), si les marchandises sont déclarées comme articles finis ou comme pièces, et selon l’interprétation douanière actuelle du pays importateur — les taux de droit de douane applicables et les mesures commerciales varient en fonction de cette classification.

Nous recommandons de confirmer cela séparément par rapport à votre formulaire final de produit et à votre pays de destination avant l’achat.

Produits associés

Les gammes de produits ci-dessous partagent les mêmes systèmes de revêtement et procédés de substrat en titane que les modules d’appareils intégrés sur cette page ;

si votre solution d’appareil implique également des électrodes autonomes ou un équipement complet d’électrolyse au-delà du module, listez-les dans la même RFQ et nous vous donnerons des recommandations de spécifications pour chaque condition de service.

Anodes en titane Ru-Ir

Anodes en titane platiné

Anodes en maille en titane

Anodes en plaques de titane

Électrodes à hypochlorite de sodium

Cellules électrolytiques de traitement de l’eau

Questions fréquemment posées

Comment définit-on la durée de vie d’une électrode à eau électrolysée ?

Par décompte cyclique ou heures d’exploitation selon une qualité d’eau donnée, densité actuelle et intervalle d’inversion — pas comme un nombre global d’années.

L’eau dure réduit-elle la durée de vie des électrodes ?

Oui. L’eau dure accélère le tartre de la cathode et nécessite généralement un intervalle de renversement plus court, tandis que des inversions plus fréquentes consomment le revêtement.

C’est un compromis à calibrer avec la qualité de l’eau du marché cible, pas quelque chose qu’un « meilleur revêtement » vous permet de contourner.

Quel TDS est nécessaire pour qu’un module d’électrolyse d’eau du robinet produise du chlore libre ?

Chaque type de module possède sa propre fenêtre TDS d’alimentation en eau, en dessous de laquelle la sortie chute notablement. Pour référence, les modules qui électrolysent directement l’eau du robinet se situent autour de 160–225 ppm, tandis que les tests de durée de vie des électrodes utilisent le TDS ≥ 350 ppm comme l’une de ses conditions.

Quel revêtement devrais-je choisir — Ru-Ir, à base d’iridium, Sn-Sb ou platinisé ?

Choisissez selon ce que vous devez éliminer par électrolyse, pas selon quel revêtement est le meilleur.

Pour le HOCl, utilisez Ru ou Ru-Ir ; pour un service à surpotentiel d’oxygène élevé ou à ozone ou à fort surpotentiel d’oxygène, utilisez Sn-Sb ; Les revêtements à base d’IR sont choisis pour la stabilité lors de l’évolution de l’oxygène ; lorsque l’espace et le courant sont limités, considérez le platiné.

Les revêtements à base d’iridium génèrent-ils des radicaux hydroxyliques ?

Selon la classification acceptée d’anode active / non active, IrO₂ est une anode active : son surpotentiel d’évolution de l’oxygène est faible et il reste moins d’hydroxyles libres disponibles pour la réaction.

La voie · Dominée par OH appartient généralement à la famille des matériaux à surpotentiel d’oxygène élevé, tels que SnO₂ et BDD.

Est-ce qu’un renversement de polarité plus fréquent est toujours préférable ?

Non. Un renversement plus fréquent maintient la cathode propre mais consomme le revêtement plus rapidement.

L’intervalle correct dépend de la dureté de l’eau d’alimentation et du cycle de travail, et doit être calibré dès le stade du prototype.

Dans une conception à inversion de polarité, les deux électrodes ont-elles besoin d’un revêtement ?

En général, oui.

Sous la version inverse, les deux faces assument à tour de rôle la fonction anodique, donc les deux nécessitent généralement un revêtement, et la formulation doit survivre à des commutations répétées de polarité — ce qui explique aussi pourquoi les électrodes inversées coûtent plus cher que celles à polarité fixe.

Puis-je annoncer un taux de désinfection pour mon appareil ?

Cela dépend de votre marché cible et de vos données d’efficacité. Aux États-Unis, les affirmations d’efficacité doivent être étayées par des données de test ; dans l’UE, les produits produisant du chlore actif in situ nécessitent une autorisation de produit. Les données d’efficacité doivent être obtenues au niveau de l’appareil.

Est-ce la même chose qu’une électrode hydrogène-eau ou alcaline-eau ?

Non. Cette page traite des électrodes évoluant en chlore, en évolution de l’oxygène et des électrodes à la couche d’ozone pour la désinfection. L’eau riche en hydrogène et l’eau ionisée alcaline appartiennent à un système d’électrodes différent et à une application différente.

Est-ce que « eau électrolysée », « eau EO » et « ECA » sont la même chose ?

Ce sont globalement la même technologie, nommée différemment selon les industries et les textes réglementaires. « Électrolysé » est l’orthographe britannique, EO water signifie eau oxydante électrolysée, et ECA signifie activation électro-chimique.

Que transmettre avec votre RFQ

Envoyez les éléments suivants ensemble et nous pourrons rapidement deviner :

• Dessin dimensionnel d’électrode ou dessin de cellule, incluant les ouvertures et le montage
• Oxydant cible : service chlore libre / ozone / surpotentiel d’oxygène élevé
• Qualité de l’eau d’alimentation : plage TDS, dureté, si le sel ou l’acide est dosé
• Conditions électriques : tension, courant, tension constante ou courant constant
• Schéma de polarité : polarité fixe ou inversion périodique ; si elle est inversée, à quel intervalle
• Débit et température de fonctionnement
• Quantité par unité et volume annuel estimé
• Marché cible, pour l’alignement des documents
• Que vous ayez besoin d’une fourniture OEM ou en marque blanche