MMOチタンメッシュアノード

MMOチタンメッシュ陽極(混合金属酸化物チタンメッシュ陽極)は、陰極防食、水電気分解、塩素生成、電気めっきなどの分野で広く使用されている機能性陽極材料です。工業グレードの純チタンGR1またはGR2マトリックスで構成され、表面に高性能貴金属酸化物触媒層がコーティングされており、優れた導電性、耐食性、超長寿命を備えています。

MMO チタン メッシュ アノードを選ぶ理由

従来の鉛陽極、グラファイト陽極、またはフェロシリコン陽極と比較して、MMO チタン メッシュ陽極には次の利点があります。

• 簡単な設置と簡単な構造
• 長寿命、設計された耐用年数は75年以上に達することができます
• 低く均一なコーティング脱落率
• 塩化物で汚染されたコンクリートでも安定した性能
• 高電流密度での動作が可能
• コーティングの改良により、ナノスケールの結晶粒微細化が達成され、コーティングと基板の結合が良くなり、電極触媒効果がより強くなります

これは、現在の主流のプロジェクトのアップグレードまたは交換の選択における重要なコンポーネントです。

MMOチタンメッシュ陽極の構造

MMO チタン メッシュ アノード (混合金属酸化物チタン メッシュ アノード) は、チタン基板、メッシュ形状、MMO 触媒コーティングの 3 つのコア コンポーネントで構成されています。この 3 つが連携して、陽極の導電率、電流分配効率、および耐用年数を決定します。

チタン基板

アノードの基材は、ASTM B265に準拠した市販の純チタン(グレード1またはグレード2)です。チタンは耐食性に優れ、機械的強度が高く、抵抗率が低いため、導電性担体として理想的な金属です。

グレード 1 のチタンはより純粋で柔軟性があり、成形が容易ですが、グレード 2 は機械的衝撃や張力下でより強く、より安定しています。どちらも電解環境で化学的に不活性なままであり、陽極の長期安定した動作を保証します。

メッシュ構造設計

チタンマトリックスは機械的に膨張(エキスパンドメタル)されるか、メッシュに打ち抜かれて、規則的な細孔を持つメッシュまたはメッシュベルトを形成します。一般的な穴の種類はひし形の穴で、標準サイズは2.5×4.6mm、1×2mm、3×5mmなどです。

グリッドの存在により、単位面積あたりの比表面積が大幅に増加し、抵抗とエネルギー消費を削減しながら電流を均等に分配するのに役立ちます。使用シナリオに応じて、アノードは10〜76 mmの帯域幅と0.9〜2 mmの厚さに加工され、コンクリートタンク、電解タンク、または大面積レイアウトシステムに適応するためにシート、ストリップ、またはロールで供給できます。

MMO触媒コーティング

貴金属複合酸化物コーティングの層は、ブラッシング、スプレー、または熱分解によってチタンメッシュの表面に塗布されます。このコーティングは、陽極の機能の鍵です。通常、RuO₂、IrO₂、Ta₂O₅などの金属酸化物の混合物であり、高い触媒活性と電気化学的安定性を持っています。

コーティングの厚さは通常5〜15μmで、均一に分布し、強力な接着力を持っているため、酸素発生電位(標準値≤1.68V)を大幅に低下させ、電流効率を向上させ、酸または塩化物イオンの腐食に抵抗できます。

さまざまなコーティングタイプのMMOチタンメッシュアノード

MMOチタンメッシュ陽極の性能の核心は、その表面の貴金属酸化物コーティングにあります。さまざまな触媒の組み合わせによって、電気化学反応効率、耐食性、適用可能な電解質の種類、および陽極の耐用年数が決まります。以下は、現在利用可能な最も一般的なタイプのコーティングです。

ルテニウム-イリジウムチタンメッシュアノード

ルテニウム-イリジウム系は、現在最も広く使用されているMMOコーティングタイプであり、特に塩素発生反応(Cl₂発生)に適しています。動作電圧が低く、反応電位が安定しているため、塩素の電気分解効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を削減できます。

ルテニウムは高い触媒活性を持ち、イリジウムは優れた耐食性を備えています。このタイプの陽極は、次亜塩素酸ナトリウム発生器、塩水電気分解装置、スイミングプールの消毒システムなどで一般的に使用されています。塩素含有電気めっきプロセスにも適しています。コーティング寿命は75年に達し、連続使用環境に適しています。

ルテニウム-イリジウム-チタン陽極の寿命がなぜこれほど長いのかを研究するために、加速寿命試験後のさまざまな倍率でのRu / TiサンプルのSEM顕微鏡写真で次のことが明らかになりました。

低倍率で、 RuO₂ / IrO₂混合コーティングの表面が均一に分布しており、明らかな剥離や微細孔がなく、理想的な連続的で緻密な膜層であることが観察できます。この構造により、大規模な電流密度の均一な伝導が保証されます。

高倍率では、 IrO₂粒子がRuO₂マトリックスに均一に埋め込まれ、粒子間に界面不動態化層を形成し、格子間の応力集中を効果的に緩和することが観察できます。この「ナノスケールの粒細化」と「粒界不動態化」の現象は、その高い安定性と長寿命の微視的な基盤です。

イリジウムタンタルチタンメッシュ陽極

Ir-Taシステムは主に酸素発生反応に使用され、中性またはアルカリ加水分解、陽極酸化、電解有機反応、金属電着などの用途で一般的に見られます。

イリジウムは耐酸性が強いのに対し、酸化タンタルはコーティングの安定性と電流分布の均一性を向上させることができます。この配合は、極端な pH や高電圧衝撃に対してより耐性があり、高い安定性が要求されるエンジニアリング プロジェクトに適しています。一般的な設計寿命は75年以上で、コンクリートの陰極防食や電解槽環境に特に適しています。

MMOチタンメッシュ陽極の技術パラメータ

さまざまなコーティングタイプの技術的パラメータ

さまざまな仕様の技術パラメータ

MMOチタンメッシュアノードの応用例

ハワード・フランクランド・ブリッジ&クレセント・ビーチ・ブリッジ、フロリダ州

1987年以来、これら2つの海を渡る橋の橋脚には、チタンメッシュとチタンストリップICCPシステムが装備されています。2009年の追加契約では、約11,628平方フィート(1,080m²)のチタンメッシュ陽極が橋脚のクラッディングに埋設され、設計電流密度は20mA/m²、予算は387万米ドルでした。2021 年までに、メッシュ陽極は >30 年間使用され、監視された分極電位は依然として NACE – 850 mV 規格を満たしており、鋼の腐食を大幅に遅らせ、全負荷動作を維持します。

ノルウェーの沖合コンクリート橋(ICCPは17〜18年間運用中)

17年以上の使用を経て、このオフショアコンクリート橋に埋め込まれたチタンメッシュ陽極は、安定した電流出力を提供し続けています。塩化物濃度が3〜4%に達する潮汐帯では、コーティングは無傷のままで、鉄筋電位は-750 mV(SCE)以上にとどまり、陰極防食基準を満たしています。このシステムは、長期的な安定性と信頼性で動作します。

PCB酸性銅電気めっき生産ライン

連続回路基板めっきラインは、従来の鉛陽極をルイルMMOチタンメッシュ陽極(特許取得済みの式)に置き換えました。測定されたスルーホール/表面めっきの厚さ比は1:1に近く、電流効率は8%向上し、10,000時間のサイクル後も均一な電流分布が維持されます。ユーザーは、鉛箔を補充することなく、陽極の寿命が5年以上に達することを確認しました。

MMO チタン メッシュ アノード vs プラチナ コーティングされたチタン メッシュ アノード

さまざまな電気化学システムでは、MMO チタン メッシュ アノードとプラチナメッキ チタン メッシュ アノードが最も一般的な 2 つのタイプのアノードです。どちらもチタン基板を使用しており、優れた導電性と耐食性を備えていますが、コーティング組成、適用環境、耐用年数、およびコストに明らかな違いがあります。

適切なMMOチタンメッシュ陽極を選択するにはどうすればよいですか?

アプリケーション・メディアの指定

海水や電解塩水などの塩素含有媒体には、Ru-Irコーティングをお勧めします。コンクリート保護システムなどの中性またはアルカリ性の環境には、Ir-Taコーティングがより適しています。

電流密度と寿命の決定

一般的な設計電流密度は 110 mA/m² を超えず、耐用年数要件が 20 年を超える場合は、メーカーの耐用年数データを参照して、安定性の高いコーティングを選択する必要があります。

適切なメッシュサイズを選択する

一般的な穴タイプは2.5×4.6mm、厚さ0.9〜2.0ミリメートル、メッシュベルト幅とコイルの長さはレイアウト方法に応じてカスタマイズできます。

設置方法を検討する

機器システムはほとんど溶接されており、コンクリート構造物は結び付けたり接着したりできます。一部の陽極はコーティングの修復をサポートしており、再利用に役立ちます。

MMOチタンメッシュ陽極の一般的なサイズ

FAQ

MMOチタンメッシュ陽極の耐用年数はどのくらいですか?

通常の設計電流密度(≤110 mA/m²)では、コーティングの種類(Ru-IrやIr-Taなど)、動作環境(pH値、塩素含有量など)、およびメンテナンス条件に応じて、耐用年数は通常20〜75年です。

レギュラーサイズはどのようなものがありますか?カスタマイズできますか?

25×25mm、50×50mm、100×100mm、200×200mmなどのレギュラーサイズと、0.9ミリメートルから2.0ミリメートルまでの厚さをご用意しております。また、お客様の図面に応じたカスタマイズ形状、開口部形状、エッジ処理にも対応しています。

MMOコーティングはどのような素材でできていますか?落ちるのでしょうか?

一般的に使用されるのは、酸化ルテニウム(RuO₂)や酸化イリジウム(IrO₂)などの貴金属混合酸化物で、高温焼結またはブラッシングによってチタン基板に強固に結合されます。指定された電流密度と環境下で使用すれば、脱落しにくいです。

MMO チタン メッシュ アノードはどのような用途に適していますか?

陰極防食システム(橋、トンネル、貯蔵タンク)、水電気分解、次亜塩素酸ナトリウム発生器、電気めっき、海水処理、プールの塩素処理などの分野で広く使用されています。

再利用や再生は可能ですか?

はい。使用後にコーティングが摩耗してもチタン基板が無傷の場合、陽極全体を交換することなくコーティング補修サービスを提供できるため、長期的な運用コストを大幅に削減できます。