BG107794A - Газоди""зион...н ...л...к'род - Google Patents

Газоди""зион...н ...л...к'род Download PDF

Info

Publication number
BG107794A
BG107794A BG107794A BG10779403A BG107794A BG 107794 A BG107794 A BG 107794A BG 107794 A BG107794 A BG 107794A BG 10779403 A BG10779403 A BG 10779403A BG 107794 A BG107794 A BG 107794A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
gas diffusion
electrode
diffusion electrode
layers
layer
Prior art date
Application number
BG107794A
Other languages
English (en)
Other versions
BG66226B1 (bg
Inventor
Bernd Busse
Lars-Erik Bergman
Original Assignee
Akzo Nobel N.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akzo Nobel N.V. filed Critical Akzo Nobel N.V.
Publication of BG107794A publication Critical patent/BG107794A/bg
Publication of BG66226B1 publication Critical patent/BG66226B1/bg

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8807—Gas diffusion layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C25B11/031—Porous electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

/ Настоящото изобретение се отнася до електрод за дифузия на газ, подходящ при получаването на хлор и хидроксид на алкален метал.
Настоящото изобретение се отнася и до метод за производство на тахъз електрод за дифузия на газ. Настоящото изобретение се отнася също и до I алванична клетка. съдържаща такъв електрод за дифузия на газ и до нейни « и приложение.
Предшестващо състояние на техниката
Електролизата на хлориди на алкален метал за производство на хлор и хидроксид на алкален метал е известна ст дълго време • ·· • ·· • · · · •· • · * · · ·· • · · ·· • · · · · ·· • · · · ·· • · · ·<
В миналото за тази цел ИополcShhVr катоди, КЬито отделят водород.
Принципната химична реакция, която протича в галваничната ηποήο аожо д.
бъде представена със следната схема: 2NaCI + 2Н?0 > Cl2 + 2NaOH + Н- При тази електролизна реакция с теоретичен клетъчен волтаж 2.24V се изисква значително количество енергия производство на хлор и хидроксид на алкален метал досега оа използвани електроди за дифузия на газ, консумиращи кислород, както е описано, например, в US 4,578.159 Използваният в настоящото изобретение електрод за дифузия на газ” се отнася до електрод, съставен от хидрофобен
подобен субстрат, до които се доставя кислородсъдържащ газ реагиращ с електрода за дифузия на газ за протичане на електролизата, електрод итъ1 се доставя в област на електрода, различна от областта, до която се довежда реагиращия газ. Принципната химична реакция, която протича в реактивоспособния слои на електрода, може да бъде представена със следната реакционна схема:
2NaCi + 2НгО + 1 /2О2 > Cl2 + 2NaOH като теоретичният клетъчен волтаж е
0.96V, те. само около 40% от клетъчния волтаж на електрода, отделящ водород. Следователно, електродът за дифузия на газ значително пснижаза енергийните разходи на действието на галваничната клетка
При предишни преградени конструкции на галванична клетка, където електродите за дифузия ча газ директно контактуват с йонообменна мембрана, разделяща галваничната клетка на катодна област и анодна област се появяват проблеми на разливане на електролит, което се дължи на CptiKiti, Чо дифузията на кислородсъдържащия газ, подаван към електрода за дифузия на
газ, се спира от електролита, присъстващ в катодната ос )ласт. 1 ози проолем.
ооаче, може да оъде преодолян ; ;зьредо < поставян*» на лидрофилен с~с.;
между реактивоспособния слои и йонообменната мембрана пои което межп тях се осигурява луфт, предотвратяващ изливането.
···· ··· · ·· • ·· · · · · · ·· · · • ······ · ··· ··
При този вид електродни ‘Конструкции, ‘иоаче, е отбелязано, че каталитичният материал, присъстващ з реа»пивоспособния слой на електрода в контакт с хидрофилния слои нежелателно катализира окислителна реакция на хидрофилния слой, обикновено включващ въглерод, получаване на карбонати. Обратно, карбонатите нежелателно повишават хидрофилността на хидрофобния слой за дифузия на газ. което води до понижена дифузия на газ към реактивоспособния слой на електрода. Този факт води о,о повишаване на клетъчния волтаж и дестабилизира действието на галваничната клетка.
Настоящото изобретение може да разреши гореописаните проблеми
Техническа същност на изобретението
Настоящото изобретение се отнася до електрод за дифузия ма газ. включващ хидрофобен слой за дифузия на газ, реактивоспособен слои, преграден спой и хидрофилен слой, подредени в споменатия ред
Изненадващо е установено, че гореописаните проблеми, отнасящи се до нежелано каталитично окисление на материала е хидрофмл:д·:' бъдат преодолени посредством поставяне на преграден спои между хидрофилния и реактивоспособния слоеве. Прегради» ж. kuivH uci/h урЯВщк преграда, предотвратяваща протичането на нежелани окислителни процесн, като се пречи на двата споя да влизат в контакт помежду си. Преградният спои осигурява, също така, стабилно действие на галваничната клетка, s коя го е поставен електродът за дифузия на газ, при което се предотвратяват значителни флуктуации в клетъчния волтаж или плътността на тока. Още i i Я v' J £ ’’ν' i w» i ' > W' 33 t ~ί ν Щ J i O' W » ; V i , I tv' [ w U* it -ф· J O H i a ': t j UA ί IaW . W ui«. l.A’v' tI 3- i I Д W j 'v jAj L·, v/ S изобретение, може да действа в голяма степен без други вродим офоктм Преградният слои осигурява и добра адхезия към съседните му слоеве.
ft • ft ···· ft * • ft ft ft « · · ·· « · « ЬЬГЛаСНО 8ДИН ί 1 рвц е · · · » ·· · · ,« ·. -· · · net ’йастъящото изооретение.
хидрофобният слой за дифузия на електродния субстрат. По-нататък, електродният субстрат от другата си
UipciHU., I рЗНИЧИ С ρθϋ,Κί HBGCi ЮСОини a
Подходящо е, хидрофобният слои за дифузия на газ да се изработва от сребро или посребрени метали, например, посребрен никел и карбовеоижни полимери, като винилови, полиетилен, полипропилен или други карС-з-зри полимери: халогенирани карбоверижни полимери, съдържащи хлор Фпуоо или и двата елемента, включващи флуорополимери, като гюлитеграфлуоретилен (PTFE), флуориран етиленпропиленов съпслимер (FEP), галпхгарфлусратилз:: или техни смеси за предпочитане политетраФлуоретилеч Полхопяшита полимери имат молекулно тегло от 10,000 g/mol или по-голямо.
Подходящо е. реактивоспособният слой да съдържа поне ед’.”· каталитично активен материал за получаване на хидроксид на алкален метал Материалът може да включва сребро, платина, метали от платиновата група или техни смеси за предпочитане, платина, сребро или техни смеси В реактивоспособния слой може да бъде включен и полимерен свързващ аген1. като политетрафлуоретилен. флуориран етиленпропиленов съполимер, Флуорополимери, като nation 11 (перфлуоркарбосупфонова киселина) или техни производни или други халогенирани карбоверижни полимери, като попихлорфлуоретилен, или техни смеси прсдпсж-жшп политетрафлуоретилен или nation™ или техни смеси или техни производни.
Съгласно един предпочитан аспект на настоящото изобретение, реактивоспособният слой се поставя до електродния субстрат на обратната страна на хидрофобния слои за дифузия на газ. Подходящо е, електродният суострат да е направен οι проводим разширяващ се ;·.« .·»
Материалът за субстрат може да бъде сребро или посребрени метали, като посребрена неръждаема стомана, посребрен никел, посребрена мед, злато, позлатени метали, като позлатен никел или позлатена мед; никел, кобалт, ·· ·· ·· ··<!· ♦ ·««· • · · · · · « · ·9 • · · · 9 9 999 9 99 • · ··· 999 99999 покрити с кобалт метали. като**покрита^Рбалт*Ме*Д’или техни смеси, за предпочитане, сребро или посребрени метали, В електродния субстрат могат па бъдат въведени и полимери, като халогенирани карбоверижни полимери, под формата на много фини прахообразни твърди вещества, например, частици с размерите на микрони.
Възможно е за преграден слой да се постави какъвто и да е слои, който съдържа материал, функциониращ като слой, който разделя хидрофилния и реактивоспособния слоеве, като така се предотвратява контакт между хидрофилния и реактивоспособния слоеве, особено за да се попречи на частиците на катализатора в реактивоспособния слой да катализират окислението на въглерода, присъстващ в хидрофилния слои и да се образуват карбонати. Подходящо е, преградният слои да е изработен от керамичен материал, като циркониеви оксиди, например, циркониев диоксид (ZrO2). гитанови оксиди, например, титанов диоксид (ТЮ2), четирититанов седмооксид (ТцО7) и хафниеви оксиди, например, хафниев диоксид (НЮ2), или техни смеси, за предпочитане, циркониев диоксид (ZrO2) или техни смеси. Други подходящи преградни материали включват материали, устоичиви на алкална среда, като силициев карбид (SiC), борен азид (BN). титанов азид (TiN), силициев диоксид (SiO2). С керамичните или преградни материали могат да бъдат смесени и свързващи материали, като политетрафлуоретилен или nation™, или други, за получаване на преграден слой, като е подходящо получаването на преграден слои, съдържащ по-малко от 30 тегл.% свързващ материал.
Подходящо е, хидрофилният слои да бъде порест материал, устойчив на електролитите, които присъстват в катодната област, например, алкални разтвори, като сода каустик и други. Подходящо е, хидрофилният слои да съдържа въглерод, като въглеродна тъкан, порест въглерод, синтерован въглерод или техни смеси. Подходящо е, хидрофилният слои да е от обратната страна на преградния слои, поставен да разделя галваничната клетка на атадна област, съдържаща електрод за дифузия на газ, и анодна област.
b • · · · • · · ·
Съгласно един предпочитай..цоцект*.кга...йастрящсЛ) изобретение, слоевете на електрода за дифузия на газ. съгласно настоящото изобретение, па се нанасят един до друг като покрития.
Съгласно друг предпочитан аспект, електродът за дифузия на газ, съгласно настоящото изобретение, включва електроден субстрат изработен от сребърна мрежа, сребърна паста като смес на прахообразно сребро и политетрафлуоретилен, синтерован към субстрата, реактивоспособен слои, поставен от едната му страна, включващ сребърен и/или платинов слои, върху които реактивоспособен слой е нанесен преграден слои от 70 тегл.% прахообразен циркониев диоксид, смесен с 30 тегл.% политетрафлуоретилен, nation™, или техни смеси, към който преграден слои е поставен хидрофилен слой. Конвенционален хидрофобен слой за дифузия на газ е поставен до обратната страна на реактивоспособния слой.
Съгласно друг аспект на електрода за дифузия на газ, настоящото изобретение се отнася и до кислород-деполяризиран електрод за дифузия на газ заедно с преградния слой, които е описан по-горе, например, полухидрофобни, пропускащи течност или газ електроди за дифузия на газ.
Настоящото изобретение се отнася и до метод за производство на електрод за дифузия на газ, включващ хидрофобен слои за дифузия на газ, реактивоспособен слои, преграден слои и хидрофилен слои, подредени един до друг е споменатия ред.
Слоевете на електрода за дифузия на газ, за предпочитане, се подреждат един до друг, като покритие.
Съгласно един предпочитан аспект на настоящото изобретение, методът включва подреждане на хидрофобния слои за дифузия на газ до едната страна на електродния субстрат и подреждане на реактивоспособния слой до обратната страна на споменатия електроден субстрат. Предпочита се хидрофобният слои за дифузия ма газ м реактивослособнияг слои да се подреждат един до друг, като покритие.
• · • · • <
• · · · • · · · · ···· · · · • ······ · ··· · · ;HO ДруГ HpGpi ЮЧИ ГЗ.Н а<?Ке<\Г·НййТО»1<цОТР^*0йретение методът
1) получаване на субстрат, подходящо чрез разпръскване на прахообразна паста над мрежа, като прахообразната паста е синтерована към мрежата при температура от около 150°С до около 500°С, за предпочитан® от около 200°С до около 240°С, при което се получава електроден субстрат:
2) нанасяне на електрокаталитична прахообразна паста и/или разтвор на едната страна на електродния субстрат до получаване на реактивоспособен слой, и нанасяне на хидрофобен слой за дифузия на газ върху обратната му страна, и по възможност едновременно нанасяне на свързващ разтвор върху двете страни на субстрата. Електрокаталитичната прахообразна паста и / или разтвор и свързващият разтвор е подходящо да се изпичат при температура от около 100°С до около 120°С.
3) нанасяне на преграден слои върху реактивоспособния слои, и
4) подреждане на хидрофилен слой до преградния слой.
Подходящо е, прахообразната паста от етап 1 да бъде сребърна прахообразна паста, златна прахообразна паста или техни смеси, за предпочитане, сребърна паста. Мрежата, върху която се синтерова прахообразната паста, е подходящо да бъде изработела нт гребоо ипм посребрени метали, като посребрена неръждаема стомана, посребрен никел, посребрена мед, злато, позлатени метали, като позлатен никел или позлатена мед; никел, кобалт, покрити с кобалт метали, като покрита с кобалт мед или техни смеси, за предпочитане, сребро или посребрени метали. Възможно използваният свързващ разтвор от етап 2 е подходящо да бъде политетрафлуоретилен, флуорополимери, като nation™ или техни производни, които е подходящо да включват смоли от вида перфлуоркарбосулфонова киселина, флуориран етиленпропиленов съполимер, или други халогенирани карбоверижни полимери, като полихлорфлуоретилен, или техни смеси, за предпочитане, политетрафлуоретилен, за предпочитане. natron™ • · • · • · · · • · · · ·
Използването на електрокаталитичнгг прахообразна • · · · паста ти разтвор може
афинитет, избягвайки директен контакт между реактивоспособния слои и лидрофилния слои, реактивоспособният слои се снабдява с преграден слои от.
например циркониев диоксид.
Получената структура на електрода за дифузия на газ е съставена от хидрофилен слой, който е подходящо директно свързан със сепаратор, разделящ катодната и анодната области на галваничната клетка.
Настоящото изобретение се отнася и до галванична клетка, съставена от разделени от сепаратор, характеризираща се с това, че катодната област включва гореописания електрод за дифузия на газ
В анодната област може да се използва всеки подходящ анод. Електродът зо.
дифузия на газ може да бъде поставен в галваничната клетка под формата на серия ленти или като конфигурация пачуърк, както е описано в US 5,938,901.
Подходящо е, сепараторът да бъде налична в търговската мрежа ионообменна мембрана, като Nationгм, за предпочитане, катионооменна мембоана, изработена от твърд полимерен електролит, които пренася ионния заряд с помощта на фиксираните йонообменни групи, свързани с основните вериги Подходящо е, използваната мембрана да бъде инертна, гъвкава мембрана, почти непроницаема за хидродинамичния поток на електролита и за преминаване на газовите продукти, получени в клетката. Йонообмеячзто мембрана може да включва перфлуориран скелет, покрит с фиксирани йонни групи, като сулфонови или карбонови радикали. Използваните в настоящото изобретение термини “сулфонов” и “карбонов” означават соли на гулфоноди *л карбонови киселини, които подходящо се превръщат във или от киселинните групи при различни процеси, като хидролиза. Могат да бъдат използвани, също така, и не-перфлуорирани ионообменни мембрани или анионобменни мембрани, включващи кватернерни амини върху полимерен носител.
• · · · ··· ·· • · · · · ···· · · • ······ · ··· ·
Настоящото изобретение се оГйасй’и до^рМЛожеййети на галваничната клетка, включваща електрод за дифузия на газ, предназначена за получаване на хлор и хидроксид на алкален метал.
Описание на приложените фигури
На Фигура 1 е представен поглед отстрани на електрода за дифузия на газ, съгласно настоящото изобретение. На Фигура 2 е представен напречен разрез на част от споменатия електроден субстрат за дифузия на газ.
Съгласно схемите, Фигура 1 се отнася до електрод за дифузия на газ 1, поставен в галванична клетка (не е показана), включваща катодна област и анодна област, разделени от сепаратор 7. В анодната област е поставен анод 2, свързан със сепаратор 7. Електродът за дифузия на газ 1, състоящ се от хидрофилен слой 5. преграден слои 4, електроден субстрат за дифузия на газ Зс, покрит с реактивоспособен слои За и хидрофобен слой за дифузия на газ ЗЬ, е поставен до сепаратор 7 в катодната област. Електрически колектор 6 е свързан електрически към електрода за дифузия на газ 1. На фигура 2 е показан електроден субстрат за дифузия на газ Зс, свързан с реактивоспособен слой За. Електродният субстрат за дифузия на газ е свързан с хидрофобен слои за дифузия на газ ЗЬ на обратната страна на реактивоспособен слой За
Примери за изпълнение на изобретението
Така описаното настоящо изобретение може да варира по различен начин. Тези вариации не се считат за напускане на духа и облвага на настоящото изобретение, и всички модификации, ясни на специалистите в областта, се включват в обхвата на патентните претенции, дадените по-дол у примери илюстрират, как описаното настоящо изобретение може да бъде • · · ·· · · ···· « · · ······ · · · * · ' • · ·· · · · · · приложено без да се ограничава неТЪв^т обЯ6аТ‘*Ако Из Споменато друго, всички дадени по-долу проценти са тегловни проценти.
Пример 1
Сребърна мрежа с дебелина 0.3 mm, която се използва като електроден субстрат в електрода за дифузия на газ, се получава от сребърна плочка с дебелина 0.1 mm. Електродът за дифузия на газ се получава по следния начин:
1. Разтвор на сребърна прахообразна паста, съставен от частици с размер 0.5-1 ат се разпръсква над сребърна мрежа, която е добре изсушена.
2. След сушене, електродният субстрат се синтерова във въздух при 450°С в продължение на 30 минути.
3. Динитродиаминплатинова сол, разтворена в алкохолен разтвор, съдържащ 50 g платина/литър, се нанася от едната страна на получения електроден субстрат и се излича при 350°С в азотна атмосфера, при което се получава покрит с платина електрод за дифузия на газ.
4. Разтвор на 2-пропилтетрабутоксицирконий, т.е. Zr(C3H5O)4, се нанася върху същата страна на субстрата като платинов разтвор, след което електродът при 450°С в продължение на 10 минути. Процедурата се повтаря два пъти, след което се получава преграден спои от порест циркомиея диоксид.
5. След това, разтвор на политетрафлуоретилен се нанася върху обратната страна на електродния субстрат, след което електродът за дифузия на газ се нагрява до 300°С във въздух, което води до получаване на хидрофобен слой за дифузия на газ върху електродния субстрат на обратната страна на реактивоспособния слои. След това полученият слои m политетрафлуоретилен се омекотява чрез напълване.
Електролизата се извършва в кръгова електролитна изпитателна клетка с диаметър 70 mm. Анодът се изработва от Pyrex1'1, а катодът се изработва от Plexiglas™. Като катионобменна мембрана в галваничната клетка co изполдоа
• · .
961 мембрана на Dupont И51тоЛ5ванйЯт *Дйод tTDSTX с покритие от иридиез/рутениез/титанов оксид върху титанова мрежа с дебелина 1 mm, побре свързана с мембраната. Полученият електрод за дифузия на газ се свързва с хидрофилна въглеродна тъкан, произведена от Toho Rayon Company Limited, която директно контактува с мембраната. Посребрена никелова мрежа с дебелина I mm, използвана като токов колектор, се свързва с електрода за дифузия на газ. В долната част на катодната област се правят дупки за изтичане, като долният край на въглеродната тъкан е поставен в тези дупки Електролизата протича при солева концентрация от 180 g/i разтвор на натриев хлорид при pH 3.5-4, като разтворът циркулира през анодната област. В катодната област се пропуска наситена с кислород вода Действащата плътност на тока е 40 A/dm2 и температурата е в граници 88-92°С. Катодът се състои от разтвор на 32-33 тегл.% натриева основа. Клетъчният волтаж спзд 1000 часа действие е 2.1V. Не се наблюдава нито изтичане на католит през електрода за дифузия на газ, нито утаяване на получен натриев карбонат
Пример 2 (сравнителен)
Електрод за дифузия на газ се получава, както в Пример 1, с тази разлика, че преградният слои от циркониев диоксид не се свързва с платиновия реактивоспособен слой. Електролизният тест се провежда при същите условия, както з Пример 1. Резултатите от теста показват, че след 300 часа действие на галваничната клетка, започва изтичане в хидрофобната част на реактивоспособния слои. Клетъчният волтаж е 2.1V. След 700 часа действие, изтичането е значително и клетъчният волтаж става по-висок от 2. IV. След 1000 часа действие на галваничната клетка, клетката се разглобява и електродът за дифузия на газ се анализира. Утаяване на натриев карбонат може да се наблюдава както върху реактивоспособния слои, така и върху хидрофобния слои за дифузия на газ, като следствие на кантакта «а платината с хидрофилния спой, при което се катализира окисление на въглеродната пжан • · · · •· ·· ·· ····· ···· ··· ·· • · · · · ···· · ·· • ······ · ··· ·· ·· · ·· · ·· · · .-=1 · · · · · · · · ··«··
Пример u
Електродът за дифузия на саз се получава, както в Пример 1, На предната повърхност на реактивоспособния слои, графитна въглеродна тъкан, произведена or Toho Rayon Company Limited, се накисва в разтвора на циркониев диоксид от Пример 1 и се свързва с електрода за дифузия на ’•зз. като циркониевият диоксид е към страната на реактивоспособния слои Полученият електрод се суши при 25°С в продължение на 3 часа. След това електродът се нагрява до 450°С в пещ в продължение на 30 минути След термичната обработка електродът се охлажда до 25°С. разтвор на политетрафлуоретилен се нанася на задната повърхност на електрода за дифузия на газ и се изпича при 250°С в продължение на SO минути Така ор получава електрод за дифузия на газ, притежаващ порест дидрофилен спои Полученият електрод за дифузия на газ се подлага на същия електролизен тест, както в Пример 1. Резултатите показват клетъчен волтаж 2.02-2.05V пои плътност на тока 40 A/dm2 при 90°С. Не се наблюдава промяна при електролизата след 1000 часа електролиза
Пример 4
Сребърната моежя от Пример 1 се използва за производство на електрод за дифузия на газ. Сребърна паста, съдържаща сребърен прах, както в Пример 1. и 20%-ен политетрафлуоретилен (30 NE производство на Dupont) се нанасят върху мрежата за да я направят пореста На едната страна на плочката се нанася допълнително количество 20%-ен политетрафлуоретилен. Полученият електрод се суши и се нагрява до 200°С в продължение на 10 минути. След това се пресова при о kg/cm3 при 150 С в продължение на щ минути. Електродът на електрода за дифузия на газ след това се покрива с разтвор на хексахлорплатинат 2-пропилов алкохол на обратната страна на страната на политетрафлуоретилена и се нагрява при 300'Ό в продължение на 30 минути. Паста от 90 тегл.% циркониев диоксид, съдържаща ластици циркониев диоксид
МС оеактивоспособния с размер 10-2С μί*η ЛПО тй.*л.%· полйТетр^фг.уоретилен (3;
се нанасят върху платиновата страна н.
слои последвано от нагряване при 300 С във въздух в продължение на 15 минути. Полученият електрод за дифузия на газ се подлага на същия електролизен тест, както в Пример 1. Резултатите са като в Пример
1, клетъчният волтаж след *000 часа действие е 2.07-2.12V при плътност на тока
A/dm2

Claims (10)

1. Електрод за дифузия на газ (1), характеризиращ се с това, че включва хидрофобен спой за дифузия на газ (ЗЬ), реактивоспособен слои (За», преграден слои (4) и хидрофилен слои (5), подредени в споменатия ред.
2. Електрод за дифузия на газ (1), съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че електроден субстрат (Зс), се поставя между хидрофобен слои за дифузия на газ (ЗЬ) и реактивоспособен слои (За).
3. Електрод за дифузия на газ (1), съгласно претенция 1 или 2, характеризираш се с това че преградният слои (4) се изработва от керамичен материал.
4. Електрод за дифузия на газ (1), съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че керамичният материал е поне един оксид, подбран между циркониеви оксиди, титанови оксиди, хафниеви оксиди или техни смеси.
5. Електрод за дифузия на газ (1), съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че керамичният материал е изработен от циркониеви оксиди или техни смеси
6. Електрод за дифузия на газ (1), съгласно коя да е от претенции 2-5. характеризиращ се с това, че електродният субстрат е изработен от сребро или посребрени метали
7 Електрод за дифузия на газ (1) съгласно коя да е от предишните претенции, характеризиращ се с това, че електродът за дифузия на газ е кислородно деполяризиран
8. Метод за производство на електродът за дифузия на газ (1), съгласно коя да е от предишните претенции, характеризиращ се с това, че включва подреждане на хидрофобен спой за дифузия на газ 'ЗЬк реактивоспособен слои (За), преграден слой (4) и хидрофилен слои (5). подредени в споменатия ред.
• · · · · • · » · · · • · · ♦ · · · · · · · · · • ····«· · · « · · · · ·····*···
9. метод, съгласно претенция S* характеризиращ tAs <?*гова. ч© ©ги ли ч ©а подреждане на електроден субстрз^ 'Зс) между хидрофобен спои на газ (3b), реактивоспособен слои (За).
ί е. ί скйойНинна клетка, включваща анодна обла оззделени осредством сепаратор. уапактеризираща се с това че катодната област включва електрод за дифузия на газ (1), съгласно коя да е от претенции
11 Приложение на галванична клетка, съгласно претенция 10, характеризиращо се с това, че галваничната клетка се използва за получаване на хидроксид на алкален метал.
BG107794A 2000-11-13 2003-05-09 Газодифузионен електрод BG66226B1 (bg)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00850191 2000-11-13
PCT/SE2001/002397 WO2002038833A1 (en) 2000-11-13 2001-10-31 Gas diffusion electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG107794A true BG107794A (bg) 2004-08-31
BG66226B1 BG66226B1 (bg) 2012-06-29

Family

ID=8175688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG107794A BG66226B1 (bg) 2000-11-13 2003-05-09 Газодифузионен електрод

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP1337690B1 (bg)
JP (1) JP4190026B2 (bg)
KR (1) KR100551329B1 (bg)
CN (1) CN1247820C (bg)
AT (1) ATE504673T1 (bg)
AU (2) AU2002212901B2 (bg)
BG (1) BG66226B1 (bg)
BR (1) BR0115209B1 (bg)
CA (1) CA2428043C (bg)
DE (1) DE60144386D1 (bg)
WO (1) WO2002038833A1 (bg)
ZA (1) ZA200302949B (bg)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100423341C (zh) * 2003-03-03 2008-10-01 百拉得动力系统公司 环境压力下采用部分空气加湿的燃料电池系统的操作方法
JP5031336B2 (ja) * 2006-11-21 2012-09-19 ペルメレック電極株式会社 食塩電解用酸素ガス拡散陰極
JP2009007647A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Hitachi Ltd 有機ハイドライド製造装置、及び、それを用いた分散電源と自動車
DE102010030203A1 (de) * 2010-06-17 2011-12-22 Bayer Materialscience Ag Gasdiffusionselektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102010031571A1 (de) * 2010-07-20 2012-01-26 Bayer Materialscience Ag Sauerstoffverzehrelektrode
DE102010054159A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Bayer Materialscience Aktiengesellschaft Verfahren zum Einbau von Sauerstoffverzehrelektroden in elektrochemischen Zellen und elektrochemische Ze lle
JP6049633B2 (ja) 2010-12-29 2016-12-21 パルマスカンド アクチボラグ ガス拡散電極
DE102011008163A1 (de) * 2011-01-10 2012-07-12 Bayer Material Science Ag Beschichtung für metallische Zellelement-Werkstoffe einer Elektrolysezelle
CA2876242A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 Monash University Gas permeable electrode and method of manufacture
WO2013185163A1 (en) 2012-06-12 2013-12-19 Monash University Breathable electrode and method for use iν water splitting
EP3014686A4 (en) * 2013-06-29 2016-12-21 Saint-Gobain Ceram And Plastics Inc SOLID OXIDE FUEL CELL COMPRISING A DENSE BARRIER LAYER
CA2919372A1 (en) 2013-07-31 2015-02-05 Aquahydrex Pty Ltd Electro-synthetic or electro-energy cell with gas diffusion electrode(s)
CN107317068B (zh) * 2017-06-03 2020-07-10 上海博暄能源科技有限公司 一种可充放电的金属空气电池阳极基体
US20220145479A1 (en) 2019-02-01 2022-05-12 Aquahydrex, Inc. Electrochemical system with confined electrolyte
CN113387427A (zh) * 2021-06-15 2021-09-14 北京航空航天大学 隔膜阴极及微生物电解池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL235848A (bg) * 1959-02-06
US5203978A (en) * 1991-11-14 1993-04-20 The Dow Chemical Company Membrane-electrode structure for electrochemical cells
US5300206A (en) * 1992-08-03 1994-04-05 Metallgesellschaft Ag Antipercolation gas-diffusion electrode and method of making same
DE4312126A1 (de) * 1993-04-14 1994-10-20 Mannesmann Ag Gasdiffusionselektrode für elektrochemische Zellen

Also Published As

Publication number Publication date
ATE504673T1 (de) 2011-04-15
CN1247820C (zh) 2006-03-29
AU1290102A (en) 2002-05-21
EP1337690A1 (en) 2003-08-27
JP4190026B2 (ja) 2008-12-03
KR100551329B1 (ko) 2006-02-09
BR0115209B1 (pt) 2013-01-22
JP2004513241A (ja) 2004-04-30
ZA200302949B (en) 2004-04-15
DE60144386D1 (de) 2011-05-19
CA2428043A1 (en) 2002-05-16
BG66226B1 (bg) 2012-06-29
CN1474883A (zh) 2004-02-11
WO2002038833A1 (en) 2002-05-16
KR20030045844A (ko) 2003-06-11
CA2428043C (en) 2008-09-16
EP1337690B1 (en) 2011-04-06
AU2002212901B2 (en) 2004-12-02
BR0115209A (pt) 2003-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1179630A (en) Halide electrolysis in cell with catalytic electrode bonded to hydraulically permeable membrane
EP0014896B1 (en) Gas diffusion electrode
US4826554A (en) Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a binder
BG107794A (bg) Газоди&#34;&#34;зион...н ...л...к&#39;род
US4654104A (en) Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a fluorocarbon membrane in a thermoplastic state
US7914652B2 (en) Oxygen gas diffusion cathode for sodium chloride electrolysis
JP6049633B2 (ja) ガス拡散電極
KR101399172B1 (ko) 산소 가스 확산 음극, 이것을 사용한 전해조, 염소 가스의 제조 방법, 및 수산화나트륨의 제조 방법
US5039389A (en) Membrane/electrode combination having interconnected roadways of catalytically active particles
US4299675A (en) Process for electrolyzing an alkali metal halide
US6733639B2 (en) Electrode
US20200385877A1 (en) Ethylene-selective electrode with a mixed valence cu4o3 catalyst
JP2004510060A (ja) 過酸化水素の電気化学的な製造方法
AU2002212901A1 (en) Gas diffusion electrode
JPS58144488A (ja) 電極−膜集成体用の多層構造体及びそれを使用する電解法
US4738741A (en) Method for forming an improved membrane/electrode combination having interconnected roadways of catalytically active particles
EP0228602A1 (en) A method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a liquid or solvent
US9118082B2 (en) Oxygen-consuming electrode and process for the production thereof
US4824508A (en) Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a liquid or solvent
JPH09120827A (ja) 固体高分子電解質型燃料電池
JP4115686B2 (ja) 電極構造体及び該構造体を使用する電解方法
CA2181560C (en) Electrochemical cell having an electrode containing a carbon fiber paper coated with catalytic metal particles
KR20230150210A (ko) 분리막 및 이를 포함하는 전기화학 전환 셀
WO2023097243A1 (en) Methods and system for electrochemical production of formic acid from carbon dioxide
JPS58171588A (ja) 接合体構造物