电极除硬

一般循环水管壁的生物膜难以通过常规杀菌剂清洗，电化学生成的氢氧自由基（·OH）可氧化破坏生物膜胞外聚合物（EPS），实现物理剥离。采用脉冲电解模式（频率100 Hz，占空比50%）时，钛基电极产生的·OH能渗透至生物膜深层，剥离效率比连续电解提高40%。某制药厂案例中，每周运行2小时电化学处理，生物膜厚度从500 μm降至50 μm以下，换热效率恢复至设计值的95%。需注意高浓度·OH可能腐蚀非金属管道（如PVC），建议配合缓蚀剂投加。电化学方法处理不产生泡沫。电极除硬

电极氧化反应遵循电化学热力学原理，可用能斯特方程描述电极电位与反应物浓度的关系。以铁电极为例，其氧化反应Fe→Fe²⁺+2e⁻的标准电极电位为-0.44V（vs SHE）。当系统电位超过该值，热力学上即可发生自发氧化。在实际水系统中，溶解氧的存在会显著提高氧化电位，例如O₂+2H₂O+4e⁻→4OH⁻反应的标准电位达+0.40V，二者耦合构成腐蚀电池。温度每升高10℃，氧化反应速率通常提高1.5-2倍，这对高温循环水系统的电极选材提出更高要求。黑龙江数据中心电极设施电化学活化水技术年运行费用降低55%。

钛电极具有良好的稳定性，包括化学稳定性和机械稳定性。在长期的电化学过程中，其表面的活性涂层不易发生脱落、溶解或结构变化，能够保持稳定的电催化性能。同时，钛基体的度和良好的韧性，使得电极在受到机械振动、热应力等外界因素影响时，依然能够保持结构完整。例如，在电解水制氢设备中，钛电极需要在连续的电解过程中保持稳定的工作状态，其化学和机械稳定性确保了设备的长期稳定运行，减少了因电极性能下降而导致的设备停机维护次数。

溶解氧（DO）在电极氧化中扮演复杂角色：一方面作为去极化剂加速金属溶解（如4Fe+3O₂→2Fe₂O₃），另一方面在适当条件下促进保护性氧化膜形成。实验数据显示，当DO从0.1mg/L升至8mg/L时，碳钢腐蚀速率可从0.01mm/a增至0.15mm/a。但在pH>9的碱性环境中，DO会促进γ-Fe₂O₃致密膜生成，反而抑制腐蚀。这种浓度-效应的非线性关系要求在实际监测中必须精确控制DO水平。氧化反应动力学受电荷转移、物质扩散等多因素控制。对于铁电极，在pH=7的中性水中，其氧化电流密度通常为10⁻⁶-10⁻⁵A/cm²。当形成钝化膜后，电流密度可降至10⁻⁸A/cm²以下。值得注意的是，氯离子存在时会使钝化膜局部破裂，产生微米级的活性溶解点，此时电流密度呈现脉动特征，这种非线性动力学行为给电极寿命预测带来挑战。通过电化学阻抗谱（EIS）可有效表征这些动力学过程。电解海水制氯成本比外购低30%。

电极作为电化学反应的关键部件，其工作原理基于与电解质或反应物间的相互作用。在电池里，电极通过与电解质中的离子进行氧化还原反应，实现电子的释放与接收，进而产生电能。像是常见的干电池，锌皮作为负极，发生氧化反应释放电子；碳棒为正极，接受电子促使还原反应发生。在电化学过程中，电极表面的活性位点能催化反应，极大地提升反应速率，降低反应所需的活化能，使原本难以发生的反应得以顺利进行。电极的命名方式丰富多样。部分依据电极的金属部分来命名，如铜电极、银电极，简单直观地表明了电极的主要材质。有些根据电极活性的氧化还原对中的特征物质命名，像甘汞电极，因其氧化还原对涉及甘汞这一特征物质。还有根据电极金属部分形状命名的，例如滴汞电极，其电极金属部分呈液滴状，以及转盘电极，通过特定的旋转结构来影响电化学反应。此外，依据电极功能命名的也不少，比如参比电极，用于为其他电极提供稳定的电位参考。电化学方法使碳钢腐蚀速率降至0.02mm/a。湖北数据中心电极除硬

电解防垢技术使涡轮机效率下降从15%降至3%。电极除硬

循环水中的钙镁离子易形成碳酸钙和硫酸钙垢，电化学除垢技术通过阴极反应（2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻）提高局部pH，促使成垢离子（Ca²⁺、Mg²⁺）以疏松形式析出并随排污水排除。采用网状不锈钢阴极时，垢层主要成分为文石型CaCO₃（非粘附性），可通过自动刮垢装置清洗。关键参数包括电流密度（10-30 mA/cm²）、水温（<60℃）和停留时间（>30分钟）。某电厂循环水系统应用后，换热管结垢速率从3 mm/年降至0.5 mm/年，同时节水15%（减少排污量）。该技术的瓶颈在于高硬度水质（>500 mg/L CaCO₃）时能耗上升，需配合水质软化预处理。电极除硬