保護(hù)層對于電極的長期穩(wěn)定運行具有重要意義，它能夠阻止環(huán)境因素對電極的不利影響。在實際應(yīng)用中，電極可能會面臨濕度、溫度變化、化學(xué)物質(zhì)侵蝕等多種環(huán)境因素的挑戰(zhàn)。保護(hù)層可以防止電極表面被氧化、腐蝕，避免活性物質(zhì)與外界雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而維持電極的性能穩(wěn)定。例如在戶外使用的電化學(xué)傳感器電極，其保護(hù)層需要具備良好的防水、防紫外線性能；在化工生產(chǎn)中的電極，保護(hù)層則要能抵御強(qiáng)酸堿等化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。

選擇電極材料時，導(dǎo)電性是一個極為關(guān)鍵的參數(shù)。不同的應(yīng)用場景對導(dǎo)電性的要求差異很大，在電力傳輸領(lǐng)域，用于輸送大量電能的電極，必須具備極高的導(dǎo)電率，以減少電能在傳輸過程中的損耗。像銅這種常見的導(dǎo)電材料，其導(dǎo)電率較高，廣泛應(yīng)用于一般的電力傳輸電極。而在一些對導(dǎo)電性能要求更為苛刻的電子器件中，如芯片中的電極，可能會選用導(dǎo)電率更高的銀或其他特殊材料，以滿足高速、高效的數(shù)據(jù)傳輸需求。 電化學(xué)系統(tǒng)使冷卻塔逼近溫差降至3℃。北京循壞水電極

臭氧氧化可高效降解循環(huán)水中的難降解有機(jī)物，電化學(xué)臭氧發(fā)生器（EOG）通過質(zhì)子交換膜電解水產(chǎn)生高濃度臭氧（50-200 g O?/kWh）。以PbO?陽極為例，臭氧產(chǎn)率比傳統(tǒng)電暈法高30%，且無需空氣預(yù)處理。某印染廠將EOG集成至循環(huán)水系統(tǒng)，色度去除率>95%，并減少了污泥產(chǎn)量。

循環(huán)水中的Cu、Zn等重金屬可通過電化學(xué)沉積在陰極回收。采用旋轉(zhuǎn)陰極（轉(zhuǎn)速50 rpm）和脈沖電流（占空比20%）時，銅回收純度達(dá)99.5%，電流效率>80%。某電鍍廠循環(huán)水處理案例顯示，年回收銅2.5噸，經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益明顯。 山東源力循壞水電極除硬循環(huán)水電極處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣黾樱娊馑茪渥鳛橐环N高效、環(huán)保的制氫方式，受到關(guān)注。鈦電極在電解水制氫過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鈦基二氧化銥陽極和鈦基鉑陰極分別在析氧和析氫反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能，能夠降低反應(yīng)的過電位，提高電解效率。通過優(yōu)化鈦電極的結(jié)構(gòu)和涂層性能，可以進(jìn)一步提高電解水制氫的效率和降低能耗。同時，鈦電極的穩(wěn)定性和長壽命確保了電解水制氫設(shè)備能夠長期穩(wěn)定運行，為大規(guī)模制氫提供了可靠的技術(shù)支持，對推動氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

循環(huán)水管道和換熱器的電化學(xué)陰極保護(hù)可通過外加電流或犧牲陽極實現(xiàn)。以Impressed Current Cathodic Protection（ICCP）為例，鈦鍍鉑陽極（壽命>20年）輸出電流使碳鋼管道電位極化至-850 mV（vs. CSE），腐蝕速率降低90%。設(shè)計需考慮：①陽極分布（每50米一組）；②參比電極監(jiān)控（Ag/AgCl）；③絕緣法蘭（防雜散電流）。某海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，ICCP技術(shù)使管道壽命從5年延長至15年以上。

循環(huán)水排污水的回用是節(jié)水關(guān)鍵，電化學(xué)-超濾（EC-UF）組合工藝可同步去除懸浮物、有機(jī)物和微生物。鋁電極電解產(chǎn)生的Al??水解后形成絮體（如Al(OH)?），通過吸附和電中和作用強(qiáng)化UF膜污染控制，通量衰減率降低60%。典型操作條件：電流密度20 A/m?，膜通量50 L/(m?·h)。某熱電廠的零排放項目中，EC-UF使反滲透進(jìn)水SDI<3，回用率從70%提升至90%。 電化學(xué)除垢技術(shù)使結(jié)垢速率降低80%以上。

氯離子對電極氧化的影響主要體現(xiàn)在：①競爭吸附破壞鈍化膜（Cl?與O??競爭金屬表面位點）；②形成可溶性金屬氯配合物（如FeCl?）；③形成酸性微環(huán)境。當(dāng)Cl?濃度超過300mg/L時，316不銹鋼的點蝕電位會從+0.35V驟降至+0.05V。值得注意的是，Cl?/SO???比值超過0.5時，協(xié)同效應(yīng)會明顯加劇腐蝕，這解釋了為何海水冷卻系統(tǒng)需要特種合金電極。

硫酸鹽還原菌（SRB）等微生物可通過獨特機(jī)制加速電極氧化：①分泌酸性代謝物；②形成差異通氣電池；③直接參與電子轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)SRB存在時，碳鋼腐蝕速率可達(dá)無菌環(huán)境的5-10倍。更復(fù)雜的是，微生物生物膜會導(dǎo)致電極表面pH梯度變化，某些區(qū)域pH可低至2-3，這種微區(qū)酸化現(xiàn)象常規(guī)探頭難以檢測，需借助微電極陣列進(jìn)行空間分辨測量。 三維電極處理苯酚廢水效率提高50%。天津海水淡化電極需求

電化學(xué)氧化分解PFOA脫氟率>99%。北京循壞水電極

電極電氧化是一種通過陽極表面直接或間接氧化降解污染物的電化學(xué)技術(shù)。其機(jī)制包括兩種路徑：一是污染物在陽極表面直接失去電子（直接氧化），二是陽極生成強(qiáng)氧化性活性物種（如羥基自由基·OH、活性氯等）引發(fā)間接氧化。以硼摻雜金剛石（BDD）電極為例，其寬電位窗口（>2.5 V vs. SHE）可高效產(chǎn)生·OH，實現(xiàn)有機(jī)物的完全礦化。典型反應(yīng)中，有機(jī)物（R）被氧化為CO?和H?O：R + ·OH → CO? + H?O + 其他產(chǎn)物。此外，電解質(zhì)類型明顯影響反應(yīng)路徑：含Cl?介質(zhì)中會生成HClO/ClO?，而SO???介質(zhì)則依賴·OH主導(dǎo)氧化。該技術(shù)的效率由電流密度、電極材料、pH值和傳質(zhì)條件共同決定，需通過優(yōu)化參數(shù)平衡降解速率與能耗。北京循壞水電極