天津海水淡化电极设施

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。新型电极材料耐腐蚀性能优异。天津海水淡化电极设施

保护层对于电极的长期稳定运行具有重要意义，它能够阻止环境因素对电极的不利影响。在实际应用中，电极可能会面临湿度、温度变化、化学物质侵蚀等多种环境因素的挑战。保护层可以防止电极表面被氧化、腐蚀，避免活性物质与外界杂质发生反应，从而维持电极的性能稳定。例如在户外使用的电化学传感器电极，其保护层需要具备良好的防水、防紫外线性能；在化工生产中的电极，保护层则要能抵御强酸碱等化学物质的腐蚀。选择电极材料时，导电性是一个极为关键的参数。不同的应用场景对导电性的要求差异很大，在电力传输领域，用于输送大量电能的电极，必须具备极高的导电率，以减少电能在传输过程中的损耗。像铜这种常见的导电材料，其导电率较高，广泛应用于一般的电力传输电极。而在一些对导电性能要求更为苛刻的电子器件中，如芯片中的电极，可能会选用导电率更高的银或其他特殊材料，以满足高速、高效的数据传输需求。天津海水淡化电极设施电化学系统年节电200万度。

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。

循环水系统中微生物滋生会导致生物粘泥、管道腐蚀和换热效率下降，电极电化学技术可通过原位生成杀菌剂（如活性氯、臭氧和羟基自由基）实现高效消毒。以钛基涂层电极（Ti/RuO₂-IrO₂）为例，在含氯循环水中电解产生次氯酸（HClO），当有效氯浓度维持在0.5-2 mg/L时，对异养菌的杀灭率超过99.9%。相比传统化学加药（如二氧化氯），电化学法具有精细控量、无药剂残留的优势。系统设计需考虑电流密度（通常1-5 mA/cm²）、流速（>0.5 m/s防止结垢）和电极寿命（涂层稳定性>5年）。某石化厂案例显示，该技术使杀菌成本降低40%，且避免了化学药剂对设备的腐蚀风险。电化学处理循环水满足地表水Ⅲ类标准。

活性层是电极的重要部分，通常由具备电化学活性的材料构成。在电池电极中，活性层材料的特性决定了电池的充放电性能、容量大小等关键指标。例如在锂离子电池中，阴极的活性层材料如锂钴氧化物，其晶体结构和化学性质影响着锂离子的嵌入和脱出过程，进而影响电池的能量密度和循环寿命。在其他电化学反应中，活性层材料能够通过自身的氧化还原反应，实现电子的转移，推动反应的进行，是决定电极功能的关键因素。导电层在电极中起着至关重要的电子传输作用，它的存在保证了电子能够高效地进出活性层。为了实现良好的导电性能，导电层通常选用高导电率的材料，如金属铜、银等。在设计导电层时，还需考虑其与活性层和基底的兼容性，确保各层之间能够紧密结合，减少电子传输过程中的阻力。此外，导电层的厚度和结构也会对电子传输效率产生影响，需要根据具体的应用需求进行优化设计，以提高电极的整体性能。电化学杀菌技术避免药剂残留风险。山东吸收塔电极设备

电化学腐蚀控制技术节省缓蚀剂60%。天津海水淡化电极设施

循环水管道和换热器的电化学阴极保护可通过外加电流或牺牲阳极实现。以ImpressedCurrentCathodicProtection（ICCP）为例，钛镀铂阳极（寿命>20年）输出电流使碳钢管道电位极化至-850mV（vs.CSE），腐蚀速率降低90%。设计需考虑：①阳极分布（每50米一组）；②参比电极监控（Ag/AgCl）；③绝缘法兰（防杂散电流）。某海水循环冷却系统中，ICCP技术使管道寿命从5年延长至15年以上。循环水排污水的回用是节水关键，电化学-超滤（EC-UF）组合工艺可同步去除悬浮物、有机物和微生物。铝电极电解产生的Al³⁺水解后形成絮体（如Al(OH)₃），通过吸附和电中和作用强化UF膜污染控制，通量衰减率降低60%。典型操作条件：电流密度20A/m²，膜通量50L/(m²·h)。某热电厂的零排放项目中，EC-UF使反渗透进水SDI<3，回用率从70%提升至90%。天津海水淡化电极设施