Là một phần quan trọng của công nghệ lọc không khí hiện đại, việc lựa chọn vật liệu cho điện cực phóng điện, thành phần cốt lõi của máy lọc không khí plasma, quyết định trực tiếp đến hiệu suất xả, độ ổn định và tuổi thọ của thiết bị. Vật liệu điện cực phổ biến trên thị trường bao gồm hợp kim titan, thép không gỉ và dây vonfram. Mỗi vật liệu thể hiện các đặc tính khác nhau về độ dẫn điện, khả năng chống ăn mòn và độ bền cơ học, đòi hỏi phải xem xét toàn diện dựa trên các tình huống ứng dụng cụ thể.
Phân tích đặc tính của vật liệu điện cực chính thống
1. Hợp kim Titan
Hợp kim titan là lựa chọn ưu tiên cho-máy lọc không khí cao cấp do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và độ bền cao. Lớp oxit titan (chẳng hạn như TiO₂) có đặc tính tự phục hồi, chống lại sự ăn mòn của các chất oxy hóa mạnh như ozon và oxit nitơ, khiến nó phù hợp với môi trường làm việc có tải trọng cao-lâu dài. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy sau 5000 giờ hoạt động liên tục ở điện áp cao 10kV, các điện cực hợp kim titan vẫn có thể duy trì trên 90% hiệu suất phóng điện ban đầu. Tuy nhiên, hợp kim titan đắt tiền và khó gia công, chủ yếu được sử dụng trong y tế, phòng thí nghiệm và các lĩnh vực khác có yêu cầu nghiêm ngặt về độ tinh khiết.
2. Thép không gỉ
Thép không gỉ 304 hoặc 316L là lựa chọn phổ biến cho máy lọc không khí tiết kiệm, mang lại khả năng dẫn điện tốt với chi phí chỉ bằng một-thứ ba so với hợp kim titan. Tuy nhiên, thép không gỉ dễ bị ăn mòn điện hóa trong môi trường ẩm ướt và lớp oxit sắt hình thành trên bề mặt sau khi sử dụng lâu dài, dẫn đến phóng điện không đều. Các nghiên cứu chỉ ra rằng tuổi thọ của điện cực thép không gỉ trong môi trường-chứa lưu huỳnh gây ô nhiễm có thể bị rút ngắn xuống dưới 2000 giờ. Mạ bạch kim hoặc vàng có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn, nhưng điều này làm tăng đáng kể chi phí.
3. Dây tóc vonfram
Vonfram có nhiệt độ nóng chảy cao 3422 độ nên phù hợp với máy tạo plasma yêu cầu phóng điện tần số- cao. Cấu trúc dây tóc cực kỳ mịn của nó (thường có đường kính 0,1-0,3mm) tạo ra hiệu ứng tập trung điện trường mạnh hơn, tăng hiệu suất ion hóa lên khoảng 15%-20%. Tuy nhiên, sợi vonfram rất giòn và dễ bị đứt do rung động cơ học. Hơn nữa, quá trình oxy hóa bề mặt tạo thành một lớp cách điện, cần phải vệ sinh thường xuyên. Một nhà sản xuất Nhật Bản sử dụng hợp kim vonfram-rhenium để cải thiện độ dẻo dai, kéo dài tuổi thọ lên 8000 giờ, nhưng đơn giá cao hơn 40% so với sợi vonfram thông thường.
Xu hướng trong tương lai cho thấy rằng vật liệu tổng hợp (chẳng hạn như vật liệu tổng hợp titan{0}}graphene) có thể là bước đột phá. Một phòng thí nghiệm của Hàn Quốc đã phát triển một loại điện cực mới có độ dẫn điện tăng gấp 3 lần và tỷ lệ hao mòn giảm 70%, nhưng công nghệ sản xuất hàng loạt vẫn cần được phát triển. Người dùng cần cân bằng các yêu cầu về hiệu suất với ngân sách khi đưa ra lựa chọn và chú ý đến dữ liệu kiểm tra lão hóa nhanh do nhà sản xuất cung cấp.
