بررسي فعاليت الكتروشيميايي پوشش هاي اكسيدي مركب از RuO2، TiO2، IrO2 و Ta2O5 به عنوان آند در سيستم هاي حفاظت كاتدي به روش جريان اعمالي

Investigation of the Electrochemical Activity of mixed metal oxide coatings of IrO2, RuO2, TiO2 and Ta2O5 as Anode in the Cathodic Protection Systems by Impressed Current

پوشش‌هاي سه تايي شامل RuO2-TiO2-IrO2 و RuO2-TiO2-Ta2O5 در روي بستر تيتانيومي طي دو مرحله ابتدا به صورت سل- ژل و سپس تجزيه ي حرارتي در دماي ℃450سنتز شدند. فعاليت الكتروكاتاليستي اين پوشش‌ها در فرايند آزادسازي گاز اكسيژن با استفاده از روش‌هاي الكتروشيميايي شامل ولتامتري چرخه اي، طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محيط سولفات سديم mol.L-11 مورد ارزيابي قرار گرفتند تا قابليت استفاده از آنها به عنوان آند در سيستم‌هاي حفاظت كاتدي مشخص شود. تعيين مساحت سطح فعال در روي اين پوشش‌ها با روش ولتامتري نشان داد كه پوشش حاوي اكسيد ايريديوم سطح فعال برابر1/97cm2 و پوشش حاوي اكسيد تانتاليومcm2 0/27 دارد. در مورد پوشش حاوي اكسيد تانتاليوم، افزودن اين اكسيد باعث كاهش تعداد سايت‌هاي فعال اكسيد روتنيوم به عنوان اصلي ترين ماده ي الكتروكاتاليستي در اين پوشش‌ها مي شود. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني و آناليز پراش اشعه ي ايكس به منظور بررسي موروفولوژي سطح نمونه‌ها تهيه شدند. در پوشش حاوي IrO2 بيشتر در شكاف‌هاي بين ساختارهاي جزيره اي و شيارهاي پوشش ترسيب مي شود كه با ايجاد سايتهاي مازاد منجر به افزايش فعاليت مي شود. همچنين به خاطر افزايش يكنواختي ايجاد شده در اثر اشغال شكاف‌هاي سطح و نيز افزايش تعداد سايت‌هاي فعال طول عمر پوشش افزايش مي يابد.

Ternary coatings of RuO2-TiO2-IrO2 and RuO2-TiO2-Ta2O5 were synthesized in two steps; first by sol-gel procedure and then thermal decomposition at 450oC on Ti substrate. Electrocatalytic activity of the coatings toward oxygen evolution reaction was investigated by electrochemical methodes including cyclic voltammertry, electrochemical impedance spectroscopy in a 1mol.L-1 Na2SO4 solution in order to evaluation of their application as anode in cathodic protection systems. Electrochemically determined active surface area values revealed 1.97cm2 active surface for the coating containing IrO2 and 0.71cm2 for the coating containing Ta2O5. In the case of the coating containing Ta2O5, addition of Ta2O5 has led to decreasing the active sites of RuO2 as the main electrocatalyst for oxygen evolution. Morphological analysis of the coatings was conducted by providing the scanning electron microscope images and energy dispersive x-ray spectrums of coatings. The images clearly confirmed that IrO2 aggregates at the cracks and spaces between the island like structures of ternary coating of RuO2-TiO2-IrO2 and creates extra active sites. Enhancement of uniformity as a result of occupation of cracks improves the stability of the coating containing IrO2.