寸法安定性アノード (DSA) としても知られる混合金属酸化物 (MMO) 電極は、電極触媒活性のある混合金属酸化物の熱分解層をバルブ金属基板 (主にチタン) 上に適用することによって製造される複合電極です。
コア構造
基板: 通常はチタン (Ti) で、アノード分極下で優れた耐食性を提供する緻密な不動態化層 (TiO₂) を形成する能力により選択されます。
触媒コーティング: 2 つ以上の金属酸化物で構成される薄い層 (通常、厚さは数マイクロメートルから数十マイクロメートル)。このコーティングは電極の「魂」として機能し、導電性と触媒反応を可能にします。
動作原理: チタン基板自体は非導電性ですが、MMO コーティングは優れた電子伝導体と高効率の電極触媒の両方として機能します。{0}これにより、ターゲット反応の過電圧が大幅に低減され、下にあるチタン基板を腐食から保護しながら、電気エネルギーを化学エネルギーにより効率的に変換できるようになります。
MMO電極の主な特徴
►優れた電極触媒活性
MMO コーティングは、特定の反応 (塩素進化反応、CER など) に対して高い固有活性を示すように設計されており、必要な過電圧を劇的に低減します。これにより、セル電圧とエネルギー消費が大幅に低下します (従来のグラファイト電極と比較して 15% ～ 30% のエネルギー節約を達成)。
►優れた寸法安定性
コーティングはチタン基材にしっかりと密着し、グラファイト電極とは異なり、電気分解中の消耗や変形を防ぎます。{0}}電極の幾何学的寸法は寿命を通じて実質的に変化しないため、「寸法安定アノード」と呼ばれています。これにより、電解槽の動作安定性と均一な電流分布が保証されます。
►非常に長い耐用年数
コーティングとチタン基板の両方の優れた耐食性のおかげで、MMO 電極は数年、さらには 10 年以上持続することができ、従来のグラファイト電極（数か月）や鉛ベースの陽極（1～2 年）の寿命をはるかに超えています。{0}}これにより、電極交換に伴うメンテナンスコストとダウンタイムが大幅に削減されます。
►優れた環境適合性と製品純度
電極自体は反応に関与しないため、腐食による電解生成物や電解質の汚染 (グラファイト陽極でよくある問題) が回避されます。また、鉛ベースのアノードに伴う重金属汚染のリスクも排除されます。{1}}
►カスタマイズ可能な触媒選択性
コーティング内の金属酸化物の種類と比率を変えることにより、特定の反応に対して高い選択性を示すように電極の性能を「調整」することができます。たとえば、ルテニウム-ベースのコーティングは塩素発生反応（CER）を優先しますが、イリジウム-ベースのコーティングは酸素発生反応（OER）を優先します。
主な応用分野
クロール-アルカリ産業
用途: 塩水を電気分解して塩素 (Cl₂)、水酸化ナトリウム (NaOH)、水素 (H₂) を生成します。これは MMO 電極の最も初期かつ最も重要な用途であり、その開発の基礎として機能します。
海水電気分解による防汚
用途: 船内または沿岸の施設では、海水を電気分解して次亜塩素酸ナトリウム (NaClO) を生成します。これは、微生物を根絶し、パイプラインや復水器での生物付着を防止するために使用されます。
産業排水処理
用途: 廃水中の有毒有機化合物 (例: フェノール、シアン化物) の直接電気化学酸化、または消毒と脱色のための強力な酸化剤 (例: 次亜塩素酸塩、オゾン) の間接生成。
陰極防食
用途：港湾施設、船舶、埋設パイプラインなどの金属構造物を電気化学的腐食から保護するための印加電流陽極として使用されます。 MMO アノードは、寿命が長く、効率が高いため、推奨される選択肢です。
電気冶金
用途: 金属 (銅、亜鉛、コバルトなど) の電解採取および精製に使用されます。
その他の新興分野
グリーン水素製造: 水の電気分解における酸素発生アノード (OER) として機能します。
有機電気合成: 高付加価値化学物質の合成。-付加価値-。
オゾン発生器: 効率的なオゾン生成を可能にします。
