기존 전극을 대체하는 새로운 티타늄 전극 재료는 전극 재료의 미래 추세입니다

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전기분해의 핵심성분으로,티타늄 전극고효율, 친환경성, 에너지 절약 등의 장점을 갖고 있으며 점차 기존 전극을 대체하고 있습니다. 이중 탄소를 배경으로 티타늄 전극 산업은 발전 기회를 가져왔습니다. 물을 전기분해해 수소를 생산하는 비중이 높아지면 관련 전극소재 시장 확대도 촉진될 전망이다. 앞으로 티타늄 전극 재료 산업은 이중 탄소 목표 달성을 돕기 위해 계속해서 기술을 혁신하고 업그레이드할 것입니다.

1. 티타늄 전극 산업 개요

전기분해기술은 전기화학적 방법을 이용하여 다양한 염용액을 양극과 음극을 통해 전기분해하여 신소재(금속재료, 유기재료 등)를 제조하는 신기술로서, 구리박, 알루미늄박 전기분해, 니켈 추출을 위한 습식제련 전기분해, 코발트, 구리 및 아연 금속, 염화나트륨 용액을 전기 분해하여 살균 및 소독을 위한 차아염소산나트륨 형성, 물을 전기 분해하여 수소 생성 및 다양한 유기 화합물의 전기 합성. 전기분해를 통해 생산된 제품은 국민경제의 중요한 원자재이다. 티타늄 전극 소재는 전기분해 공정의 핵심 핵심 부품이다. 성능과 전극 구조는 전기분해 공정의 에너지 소비, 전기분해 제품의 순도, 품질 및 생산량에 직접적인 영향을 미치며 다운스트림 기업의 생산 환경과 생산 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.

전해제품 기술의 지속적인 발전에 따라 전극재료 역시 그 특성으로 인해 3세대에 걸쳐 기술 혁신과 발전을 거듭해 왔습니다. 1세대는 전통적인 흑연 전극이고, 2세대는 납 기반 합금 전극이고, 3세대는 티타늄 기반 금속 산화물 코팅 전극입니다. 그 중 1세대 전통 흑연 전극과 2세대 전극 재료인 납계 합금 전극은 기술적 난이도가 낮고 산업화도가 높지만 내구성이 부족하고 에너지 소비가 높다. 현재 개발 중인 전극 소재는 3세대 티타늄 기반 산화물 전극이다. 내식성이 강하고 친환경적이고 에너지 절약적이며 효율적입니다. 기술이 점차 성숙해 현재는 제품 홍보 단계에 있다. 일부 산업(전해 동박 등)에서는 점차 전통적인 납 기반 전극을 대체하고 있습니다. 친환경, 에너지 절약, 고효율, 강한 내구성은 전극 소재의 미래 개발 트렌드입니다. "탄소 중립"을 배경으로 3세대 티타늄 기반 금속 산화물 코팅 전극 재료의 지속적인 기술 혁신과 업그레이드를 촉진하고 전기분해 분야에서 높은 에너지 소비와 큰 전력 소비의 혁신을 실현할 예정입니다. . 에너지 절약과 소비 저감 목표의 실현을 촉진하고, 탄소 이중 목표를 조속히 달성할 수 있도록 돕습니다.

전해 동박 분야에서는 티타늄 기반 금속 산화물 코팅 전극의 사용 및 홍보가 고성능 동박의 향후 개발 방향입니다. 성능 측면에서 티타늄 기반 금속 산화물 코팅 전극은 내식성이 우수하고 전력 소비가 낮으며 전기 분해 공정 중 셀 전압이 안정적이며 원박 두께의 균일성이 우수합니다. 전기 분해 효율 측면에서 표면 귀금속 산화물의 높은 전기 촉매 활성으로 인해 반응 속도가 크게 증가할 수 있으며 에너지 변환 효율이 높아 전통적인 납 기반 전극을 대체하는 것이 미래 개발 추세입니다. 공정 측면에서 외국의 원시 호일 통합 기계는 일반적으로 코팅이 벗겨지기 쉽기 때문에 1mm 티타늄 전극판을 전면에 접시 나사로 고정하는 내장 공정을 채택하여 초박형 동박이 부드러운 선과 경향이 있습니다. 버블샌드, 국내 백풀형이 주를 이루고 초박형 동박의 생산이 상대적으로 안정적이다.

2. 이중 탄소 목표를 배경으로 기존 전극을 대체할 효율적이고 친환경적이며 에너지 절약형 티타늄 전극을 개발하는 추세입니다.

이중 탄소 목표와 에너지 절약 및 배출 감소를 위한 '14차 5개년 계획' 종합 작업 계획의 지원을 바탕으로 전극 재료 개발은 고성능, 친환경, 저비용 방향으로 업그레이드되고 반복될 것입니다. 에너지 소비. 티타늄 전극의 준비는 티타늄 기판의 표면을 귀금속 산화물로 코팅하는 것입니다. 이 전극 재료는 낮은 과전위, 낮은 작업 탱크 전압, 높은 생산 효율 및 낮은 에너지 소비 특성을 가지고 있습니다. 전통적인 흑연 및 납 기반 양극과 비교하여 더 효율적이고 친환경적이며 에너지를 절약합니다. 현재 티타늄 전극은 전해 동박, 전해 알루미늄 호일, 습식 제련, 폐수 처리, 전해 유기 합성, 전해수 수소 생산 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다. 이러한 분야에서는 모두 관련 제품을 준비하기 위해 전기분해를 사용해야 합니다. 따라서 전력 소비와 에너지 소비를 줄이는 것이 이 분야의 국가 "이중 탄소" 전략 목표를 구현하는 핵심 과제입니다. '그린 전기분해' 기술은 업계 핵심 티타늄 전극 소재와 관련 장비를 제공해 관련 기업의 '탄소 저감' 목표 달성에 도움을 줄 예정이다. 기존 전극을 새로운 전극 재료로 교체하는 것이 향후 전극 재료의 개발 추세입니다.

3. 비율물 전기 분해를 통한 수소 생산점차 증가하고 있으며, 향후 관련 전극재료의 시장공간은 넓어질 것입니다.

수소 에너지는 미래의 탄소 제로 에너지 시스템의 핵심 구성 요소입니다. 미래 신에너지의 주요 발전 방향 중 하나로 세계 각국에서는 심도 있는 연구를 활발히 진행하고 있다. 우리나라는 '수소에너지산업 중장기 발전계획(2021-2035)', '현대에너지시스템 제14차 5개년 계획' 등 최고수준의 정책계획을 잇달아 발표해 왔다. 수소 에너지 산업의 기술적 병목 현상을 해결하고 산업 체인과 공급 체인의 안정성과 경쟁력을 강화합니다. 산업적 측면에서 수소에너지 산업은 전략적 신흥산업이자 미래 산업의 핵심 발전 방향이다. 수소에너지 산업 발전에 있어서 수소 생산은 매우 중요하다. 현재 우리나라의 국내 수소에너지는 주로 석탄에서 수소를 생산하는 방식으로 생산되는데, 이는 우리나라 수소 생산능력의 약 64%를 차지하고, 산업용 부생수소 생산량은 21%, 천연가스 수소 생산량은 14%를 차지하며, 물 전기분해 수소 생산량은 2% 미만이다. 중국의 수소 에너지 및 연료전지 산업 백서(2020)에 따르면, 물 전기분해로 생산되는 수소의 비율은 2030년에 점차 증가하여 10%로 증가하고, 향후 10년 동안 개선 여지가 4배를 초과할 것입니다. 2060년에는 물 전기분해로 생산되는 수소의 비중이 70%로 높아진다. 앞으로는 물 전기분해로 생산되는 수소 기술이 성숙해지고 가격이 낮아지면서 물 전기분해로 생산되는 수소 시장도 점차 공개될 것이며, 이로 인해 물 전기분해로 생산되는 수소용 분리판 등 관련 전극 소재의 수요가 늘어나고 시장 공간도 넓어질 전망이다.

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