아연 양극 설계

아연 양극의 특성

합금

아연 합금은 두 가지 일반적인 용도로 개발되었습니다. 하나는 담수와 토양에서 사용하기 위한 것이고, 다른 하나는 해수와 염수에서 사용하기 위한 것입니다. 몇 가지 사용 가능한 아연 합금 구성은 표 3.2에 나열되어 있습니다.

다른 갈바닉 재료와 마찬가지로 아연은 다양한 물리적 형태로 제작될 수 있으며, 다양한 방법으로 설치될 수 있습니다. 아연 합금 명목상 부식 잠재력이 -1.10 [V]로, 포화된 구리/구리 황산염 참조 전극에 대해 설정됩니다. 희생 재료로서의 효율성은 상대적으로 높아, 90%에서 95% 사이입니다. 특정 온도와 환경화학 조건은 아연의 잠재력이 정상 잠재력보다 훨씬 더 귀하게 되는 원인이 될 수 있습니다. 관심이 있는 화학적 성질과 온도에는 60 º C (140ºF) 이상의 온도에서 수소탄산염, 탄산염 또는 질산염을 함유한 물이 포함됩니다.

석고와 벤토나이트 충전재가 있는 아연은 상대적으로 저항성이 낮은 토양(< 2000 Ω-Cm)에서 사용되며, 높은 효율성으로 인해 마그네슘보다 비용 효과적일 수 있습니다. 아연은 또한 강철에 대한 갈바닉 양극으로서, 특히 해양용 응용분야에서 일반적으로 사용됩니다. 아연 리본은 또한 코팅된 파이프라인에서 유도된 교류 전류를 완화하는 데 사용됩니다.

EMF

해수 및 특수 충전재를 사용한 토양에서 아연 음극의 오픈 회로 반전지 전위는 -1.10 [V] vs. CSE로 매우 안정적입니다. 아연 음극은 때때로 잠재력 제어된 음극방식 시스템에서 참조 전극으로 사용됩니다.
다른 갈바닉 음극과 마찬가지로, 운영 잠재력은 아연 Half Cell 잠재력과 극화된 구조 Half Cell 잠재력 사이의 차이입니다.

계산 예제

아연 음극과 매설된 강철 탱크 사이의 운영 전압은 얼마일까요?
E = –1.10 – (–0.85) = –0.25 [V]
아연 음극은 탱크를 -0.85 [v] vs. CSE로 극화시키는데 필요한 40 mV를 공급할 수 있을까요?
I = 0.25/10 = 0.025 A (25 mA)
답은 아니오입니다.

무게당 발생전류량 (Ampere Hour Capacities)

아연 음극의 효율은 90%에서 95% 사이입니다. 아연의 이론적 소비율은 (파라데이의 법칙에 따라) 10.7 kg/A-yr (23.57lbs/A-yr)입니다. 90%의 효율에서 아연 음극의 용량은: 용량 (Ca) = 738 A-hr/kg (335 A-hr/lb)입니다.

일반적 사용

아연의 보통 운영 잠재력은 낮은 전류 요구 사항이나 낮은 저항성 환경을 포함하는 설계에 그 응용을 제한합니다. 가장 큰 사용량(아연도금을 제외하고)은 아마도 해수 서비스에서일 것입니다. 음극 구성은 마그네슘에 대해 설명된 것과 유사합니다.