DSA-аноды с RuO₂: технология хлорщелочного электролиза

Dimensionally Stable Anode (DSA) с покрытием TiO₂–RuO₂ — стандарт хлорщелочного производства с 1970-х годов. Открытие DSA компанией De Nora/Beer революционизировало электролиз NaCl, заменив графитовые аноды и снизив энергопотребление на 30%. ГК «Тантал» поставляет рутений Ру-1 для синтеза RuO₂-компонентов анодных покрытий.

Механизм работы

На поверхности RuO₂ потенциал выделения Cl₂ на 100–150 мВ ниже, чем на платине. Это позволяет работать при высоких плотностях тока (1–3 кА/м²) с высоким выходом Cl₂ (≥ 97%) и минимальным параллельным выделением O₂. TiO₂-компонент обеспечивает механическую и химическую стойкость матрицы покрытия.

Состав покрытия

Типичный состав: 30–40% RuO₂ + 60–70% TiO₂ (мол. %). Нанесение: термическое разложение растворов RuCl₃ и TiCl₄ при 400–500 °C на Ti-подложке (4–8 слоёв). Толщина активного покрытия 2–5 мкм. Для мембранных электролизёров — добавляют IrO₂ для повышения стойкости к обращению полярности.

Ресурс и замена

Ресурс DSA-анода 3–8 лет при плотности тока 2–3 кА/м². Деградация — постепенное растворение RuO₂ (≈ 0,5–1 мг/А·ч). После исчерпания ресурса проводится реактивация (повторное нанесение покрытия) или замена. Содержание Ru в 1 м² анода — 3–8 г.