电极和传感器技术

电极和传感器技术

电化学流程是一门利用电流的化学工艺。时至今日,化学工业中的大规模合成、先进电力技术和常规电流源都广泛采用了这一流程。在消耗能量来促成反应时,电化学过程需要一个额外的外部电源:在电解过程中,电极通过反应介质(绝大部分情况下为液体)传导电流。得益于其优异的耐腐蚀性能和电气性能,铂族金属(铂、铱和钌)和银可在电极的大规模生产中起到非常重要的作用。贺利氏可开发恰当的化合物和解决方案,这些核心产品可用于生产此类电极或作为其涂层材料。此外,贺利氏生产的金属粉末(“黑粉”)还可以作为电化学传感器的涂层。

带氧化铱和氧化钌涂层的阳极被应用于涉及强腐蚀性媒介和强氧化性产品的工业流程(如氯碱电解)之中。这些阳极通常被称为稳定性阳极(DSA)。这种涂层可改善阳极的电化学性能以及耐钝化和耐磨损的性能。

作为涂料使用的贵金属化合物大多采用溶液的形式。被高温分解的金属可与材料表面牢固粘合。

化合物 CAS编号 分子式 金属含量大约为 色泽
三氯化钌晶体 14898-67-0 RuCl3 · n H2O
40 % 棕黑色
水合三氯化钌溶液 14898-67-0 RuCl3 高达20 % 棕色
亚硝基硝酸钌 34513-98-9 [Ru(NO3)3(NO)] 30 % 红褐色
亚硝基硝酸钌溶液 34513-98-9 [Ru(NO3)3(NO)] 高达15 % 深紫红色
氯铱酸 16941-92-7 H2[IrCl6] · n H2O 43 % 黑色
氯铱酸水合物,CIA 16941-92-7 H2[IrCl6] 高达25 % 棕色
氯化铱 14996-61-3 IrCl3 · n H2O 54 % 黑色
氯化铱(G型) 14996-61-3 IrCl3 · n H2O 54 % 绿色
四氯化铱 10025-97-5 IrCl4 · n H2O 53 % 黑色
三氯化铱溶液 10025-83-9 IrCl3 高达10 % 深褐色

燃料电池通过高能反应物的直接受控转化过程产生电力。例如,业内正在尝试将“燃料”氢气与氧气化合为水的受控反应。因此,燃料电池在汽车、通信技术以及密封系统(如航天器)领域内引发了高度关注。

对于部分燃料电池而言,沉积在碳变体上的合金和铂晶粒可以作为具有催化活性的电极。其他铂族金属的测试也正在进行中。

聚合物电解质膜(PEM)电解生成氢气的过程中也会用到铂合金材料。氢气象征着未来的能源。此外,在水分解为氧气的过程中也同时采用了铱合金材料。

化合物 CAS编号 分子式 金属含量大约为 色泽
氯铂酸,CPA 26023-84-7 H2[PtCl6] · n H2O 40 % 橙色
铂黑 7440-06-4 Pt 90-100 % 黑色
碳载铂纳米粒子 7440-06-4 Pt/C 10-40 % 黑色
铱黑 7439-88-5 Ir 98 % 黑色
氧化铱 12030-49-8 IrO2 85-86 % 黑色
铱钌氧化物 IrxRu1-xO2 (0 < x < 1) 76-86 % 黑色
三水氯化钌 14898-67-0 RuCl3 · n H2O 40 % 棕黑色
草酸铂 蓝色

电化学传感器可用于检测有毒气体(如一氧化碳)。在这一应用中,各种载体都涂上了贵金属涂层

化合物
CAS编号 分子式 金属含量大约为 色泽
铂黑,Pt 7440-06-4 Pt 90-100 % 黑色
铱黑 7439-88-5 98 % 黑色
铂黑/钌黑 7440-06-4 /7440-18-8 铂/钌 25/75 % 黑色
金粉 7440-57-5 97 % 棕色
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