BR112012002036B1

BR112012002036B1 - eletrodo para a evolução do oxigênio em processos eletroquímico, método para a fabricação de um eletrodo e processo eletroquímico industrial

Info

Publication number: BR112012002036B1
Application number: BR112012002036A
Authority: BR
Inventors: Calderara Alice; Lorenzo Antozzi Antonio; Ornelas Jacobo Ruben
Original assignee: Industrie De Nora Spa
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2019-10-22
Also published as: TWI477655B; BR112012002036A2; IT1395113B1; US8932442B2; EP2459776B1; AU2010277617B2; KR20120051723A; EA201270202A1; PL2459776T3; KR101737773B1; JP5619893B2; ITMI20091343A1; AR077335A1; TW201104022A; IL215985A; EG26859A; EA019503B1; HK1169457A1; JP2013500397A; US20120118754A1

Abstract

eletrodo para a evolução do oxigênio em processos eletroquímico, método para a fabricação de um eletrodo e processo eletroquímico industrial a presente invenção refere-se a um revestimento catalítico adequado para ânodos envolvendo oxigênio em processos eletroquímicos. o revestimento catalítico compreende uma camada mais externa com uma composição com base em óxido de irídio e de tântalo modificada com quantidades mais altas do que 5% em peso de óxido de titânio.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um eletrodo adequado para funcionar como um ânodo em células eletroquímicas, por exemplo, como um ânodo envolvendo o oxigênio em células eletrolíticas para os processos eletrometalúrgicos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0002] A presente invenção refere-se a um eletrodo adequado para ser usado em processos eletroquímicos industriais, por exemplo, em aplicações eletrolíticas envolvendo uma reação anódica da evolução de oxigênio. Os ânodos que envolvem oxigênio são amplamente usados em diversas aplicações eletroquímicas, muitas das quais caem no domínio da eletrometalurgia e cobrem uma ampla faixa em termos de densidade de corrente aplicada, que pode ser muito baixa (por exemplo, algumas centenas de A/m², como nos processos por via eletrolítica), porém também muito alta (por exemplo, revestimento rápido, no qual 10 kA/m² com referência à superfície anódica pode ser excedido); outro campo de aplicação para os ânodos que envolvem oxigênio é dado pela proteção de corrente catódica impressa. Os eletrodos adequados para a evolução de oxigênio em ânodos podem ser obtidos a partir de substratos de metal de válvula, por exemplo, titânio e ligas do mesmo, revestidos com composições catalíticas com base em metais de transição ou ligas dos mesmos, caracterizados através da sua capacidade de diminuir a descarga de oxigênio na sobrevoltagem anódica, muito altos para permitir a execução em processos industriais na ausência de sistemas catalíticos. Uma composição adequada para a catalisação da evolução de oxigênio do ânodo consiste, por exemplo,

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2/14 em uma mistura de óxidos de irídio e tântalo, na qual o irídio constitui a espécie ativa de forma catalítica, e, o tântalo favorece a formação de um revestimento compacto, capaz de proteger o substrato de metal de válvula dos fenômenos da corrosão, especialmente quando operando um eletrólito agressivo. Uma formulação de ânodo adequada para a evolução anódica do oxigênio em muitos processos eletroquímicos industriais compreende um substrato de titânio e um revestimento catalítico consistindo em irídio e óxidos de tântalo de composição molar referida com relação aos metais de 65% de Ir e 35% de Ta. Em alguns casos, com relação a exemplos capazes de operar eletrólitos muito ácidos ou eletrólitos agressivos de outra forma, pode ser vantajosa a interposição de uma camada intermediária entre o substrato de titânio e o revestimento catalítico, por exemplo, que consista em óxidos de titânio e de tântalo em uma composição molar com referência aos metais de 80% de Ti e 20% de Ta. Esse tipo de eletrodo pode ser preparado de diversas maneiras, por exemplo, através da decomposição térmica em alta temperatura, por exemplo, a de 400 até 600°C de uma solução precursora. Um eletrodo com a composição acima especificada pode atender as necessidades de muitas aplicações industriais, tanto em baixa como em alta densidade de corrente, com tempos de vida útil razoáveis. As condições econômicas de alguns processos de produção, especialmente do domínio da metalurgia (por exemplo, a deposição de cobre em processos galvânicos para a fabricação de circuitos impressos e folha de cobre), todavia requer que os eletrodos tenham uma duração o mais alta possível, versus um potencial de evolução reduzida de oxigênio adequada também em alta densidade de corrente; o potencial de evolução de oxigênio é de fato um dos fatores principais para a determinação da voltagem de operação do processo e por esse motivo do consumo total de energia. Além disso, a vida útil de operação de ânodos com base em metais nobres ou de óxidos dos mesmos, em

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3/14 substratos de metal de válvula é consideravelmente reduzida na presença de poluentes especificamente agressivos, capazes de estabelecer fenômenos acelerados de corrosão ou de incrustações na superfície do ânodo. Um exemplo do tipo anterior é dado pelos íons de fluoreto, os quais determinam um ataque específico sobre os metais de válvula, tais como, a desativação do titânio dos eletrodos de forma muito rápida em alguns ambientes industriais, custos consideráveis tem que ser encarados para a redução da concentração de fluoretos para níveis extremamente baixos, uma vez que um teor de íon de fluoreto de mais do que 0,2 partes por milhão (ppm) já pode ser capaz de mostrar efeitos sensíveis com relação à duração dos ânodos. Um exemplo deste último tipo é a conversão dada pelos íons de manganês presentes em diversos eletrólitos industriais em uma quantidade típica de 2 a 30 g/l, a qual iniciando-se a partir de concentrações tão baixas como 1 g/l tem a tendência de formar uma película na superfície do ânodo com uma camada de MnÜ2 passível de cegar a atividade catalítica dos mesmos e difícil de ser removida sem causar danos.

[0003] Por esse motivo, foi tornada evidente a necessidade de prover ânodos, para a evolução de oxigênio, caracterizados por vidas úteis de operação mais altas mesmo em condições de processos especificamente críticos, tais como uma alta densidade de corrente ou a presença de eletrólitos especificamente agressivos, por exemplo, devido à presença de espécies contaminantes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0004] Diversos aspectos da invenção são definidos nas reivindicações anexas. Em uma modalidade, a presente invenção refere-se a um eletrodo adequado para funcionar como um ânodo em processos eletrolíticos, que compreende um substrato de titânio ou outro metal de válvula, e, um revestimento catalítico que consiste em uma ou mais camadas, cuja camada mais externa, adequada para

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4/14 operar em contato com o eletrólito, consiste em óxidos de irídio, tântalo e titânio com uma composição molar com referência aos metais de 76 84% de Ir, 15 - 23% de Ta, 0,2 - 1,3% de Ti. Os inventores observaram de forma surpreendente que a adição de pequenas quantidades de titânio a uma composição de catalisação muito rica em irídio tem a capacidade de aumentar a duração de um eletrodo usado para a evolução anódica de oxigênio a um nível notável, aumentando também a tolerância do mesmo com relação à presença de espécies contaminantes. Em uma modalidade, um revestimento catalítico consistindo em camadas múltiplas compreende uma camada interna que consiste em óxidos de irídio e de tântalo com uma composição molar com referência aos metais de 6- 70% de Ir e 30 - 40% de Ta, e uma camada externa que consiste em óxidos de irídio, tântalo e titânio com uma composição molar com referência ao metais de 76 - 84 de Ir, 25 - 23% de Ta, 0,2 - 1,3% de Ti. Isso pode ter a vantagem de melhor distribuição do irídio, de longe o componente mais oneroso do eletrodo, de modo a maximizar a efetividade do mesmo durante uma determinada carga total. A carga total ótima do irídio no revestimento catalítico depende do tipo específico de aplicação para a qual o eletrodo está destinado e com relação ao tempo de vida de operação mínimo requerido para o ânodo em tal aplicação: em uma modalidade, a carga especifica total do irídio no revestimento catalítico é de 20 a 50 g/m², opcionalmente subdividida em uma camada interna, contendo de 15 a 25% da carga total e uma camada externa contendo o resto.

[0005] Em uma modalidade, uma camada interna de proteção, baseada, por exemplo, em titânio e/ou óxidos de titânio, é interposta entre o substrato e a camada catalítica. Em uma modalidade a camada intermediária consiste em uma mistura de titânio e de tântalo com uma composição de 75 - 85% de Ti, 15 - 25% de Ta, com relação aos metais. Em outra modalidade, a camada intermediária de proteção

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5/14 consiste em óxido de titânio formado através de um processo de oxidação térmica do substrato de titânio. Essas modalidades podem ter a vantagem de prover o substrato com uma forma adequada de proteção contra o ataque corrosivo do eletrólito, sem sobrecarregar excessivamente o custo do eletrodo. Uma pessoa versada na técnica poderá, no entanto, ser capaz de identificar outros tipos de camada intermediária protetora, tal como de óxidos de titânio e/ou tântalo aplicados por pulverização de chama ou de plasma, galvanicamente, ou através de técnicas diferentes de deposição de vapor química ou física, opcionalmente sob vácuo (CVD, PVD, IBAD, pulverização catódica) de acordo com as exigências específicas.

[0006] Alguns dos resultados mais significativos, obtidos pelos inventores são apresentados nos exemplos que se seguem, os quais não estão destinados como uma limitação do grau da invenção. EXEMPLO 1 [0007] Uma folha de titânio de grau 1, do tamanho de 200 x 200 x 3 mm foi desengorduraria e submetida, primeiro a jato de areia com limalha de ferro até ser obtida uma aspereza R_z de 70 a 100 pm, em seguida a gravação em HCI a 20% em peso a uma temperatura de 90 a 100°C durante 20 minutos.

[0008] Depois da secagem foi aplicada à folha, uma camada de proteção com base em óxidos de titânio e de tântalo em uma proporção em peso de 80:20, com uma carga total de 0,6 g/m² com referência aos metais (equivalente a 0,87 g/m² com referência ao óxidos). A aplicação da camada de proteção foi executada através de pintura em três revestimentos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCIs, acidificada com HCI, para uma solução aquosa de TiCk - e a subsequente decomposição térmica a 500°C.

[0009] Um revestimento catalítico com base em óxidos de irídio, tântalo e titânio em um a proporção em peso de 78:20:2

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6/14 (correspondendo a uma proporção molar de cerca de 80,1:19,4:0,5) foi aplicada em seguida sobre a camada de proteção, com uma carga total de irídio de 45 g/m². A aplicação do revestimento catalítico foi executada através da pintura, em 22 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCh, acidificada com HCI, a uma solução aquosa de TiCk, em seguida H2ÍrCÍ6, até ser alcançada uma concentração de Ir de 195 g/l - e a subsequente decomposição térmica a 480°C.

[00010] Três amostras de 10cm² de superfície foram cortadas a partir do eletrodo obtido dessa forma e submetidas a um teste acelerado de vida útil sob uma evolução anódica de oxigênio, medindo o tempo de desativação (definido como o tempo de operação necessário para ser observado um aumento potencial de 1 V) em H2SO4 a 150 g/l, a uma temperatura de 60°C e a uma densidade corrente de 30 kA/m².

[00011] O tempo médio de desativação para as três amostras foi de 5245 horas.

[00012] Séries similares de 3 amostras foram submetidas ao mesmo teste na presença de 1 mg/l e 5 mg/l de íon fluoreto; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 3715 e de 980 horas respectivamente, foi detectado.

[00013] Uma série similar de 3 amostras foi submetida ao mesmo teste na presença de 20 g/l de íons de manganês; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 3900 foi detectado.

EXEMPLO 2 [00014] Uma folha de titânio de grau 1, do tamanho de 200 x 200 x 3 mm foi desengorduraria e submetida, primeiro, a jato de areia com limalha de ferro até ser obtida uma aspereza R_z de 70 a 100 pm, em seguida a gravação em HCI a 20% em peso a uma temperatura de 90 a 100°C durante 20 minutos.

[00015] Depois da secagem foi aplicada à folha, uma camada de

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7/14 proteção com base em óxidos de titânio e de tântalo em uma proporção em peso de 80:20, com uma carga total de 0,6 g/m² com referência aos metais (equivalente a 0,87 g/m² com referência aos óxidos). A aplicação da camada de proteção foi executada através de pintura em três revestimentos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCIs, acidificada com HCI, para uma solução aquosa de TiCk - e a decomposição térmica em seguida a 500°C.

[00016] Um revestimento catalítico, consistindo em duas camadas separadas, foi aplicado em seguida sobre a camada de proteção; uma primeira camada (interna) com base em óxidos de irídio e de tântalo em uma proporção em peso de 63:35 (equivalente a uma proporção molar de cerca de 66,3:36,7) com uma carga total de irídio de 10 g/m², e uma segunda camada (externa) com base em óxidos de irídio, tântalo e titânio em uma proporção em peso de 78:20:2 (correspondendo a uma proporção molar de cerca de 80,1:19,4:0,5), com uma carga total de irídio de 35 g/m².

[00017] A aplicação da camada catalítica interna foi executada através de pintura em 8 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de hhlrCIe a uma solução aquosa de TaCIs até ser alcançada uma concentração de Ir de 76 g/l - e a decomposição térmica em seguida a 520°C.

[00018] A aplicação da camada catalítica externa foi executada através da pintura em 14 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCIs, acidificada com HCI, a uma solução aquosa de TiCk e em seguida de H2ÍrCÍ6 até ser atingida uma concentração de Ir de 195 g/l - e a decomposição térmica em seguida a 480°C.

[00019] Três amostras de 10cm² de superfície foram cortadas a partir do eletrodo obtido dessa forma e submetidas a um teste acelerado de vida útil sob uma evolução anódica de oxigênio, medindo o tempo de

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8/14 desativação (definido como o tempo de operação necessário para ser observado um aumento potencial de 1 V) em H2SO4 a 150 g/l, a uma temperatura de 60°C e a uma densidade corrente de 30 kA/m².

[00020] O tempo médio de desativação para as três amostras foi de 6270 horas.

[00021] Séries similares de 3 amostras foram submetidas ao mesmo teste na presença de 1 mg/l e 5 mg/l de íon fluoreto; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 4080 e de 1360 horas respectivamente, foi detectado.

[00022] Uma série similar de 3 amostras foi submetida ao mesmo teste na presença de 20 g/l de íons de manganês; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 4420 horas foi detectado. EXEMPLO 3 [00023] Uma folha de titânio de grau 1, do tamanho de 200 x 200 x 3 mm foi desengorduraria e submetida, primeiro, a jato de areia com limalha de ferro até ser obtida uma aspereza R_z de 70 a 100 pm, em seguida a gravação em HCI a 20% em peso a uma temperatura de 90 a 100°C durante 20 minutos. Depois da secagem a folha foi submetida a um tratamento térmico a 650°C durante 3 horas na presença de ar, obtendo o crescimento de uma camada de proteção de óxido de titânio. [00024] Um revestimento catalítico com base em óxidos de irídio, tântalo e titânio em um a proporção em peso de 80:15:5 (correspondendo a uma proporção molar de cerca de 83,9:14,8:1,3) foi aplicada em seguida sobre a camada de proteção, com uma carga total de irídio de 45 g/m²A aplicação do revestimento catalítico foi executada através da pintura em 20 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCIs, acidificada com HCI, a uma solução aquosa de TiCk, em seguida H2ÍrCÍ6, até ser alcançada uma concentração de Ir de 195 g/l - e a subsequente decomposição térmica a 480°C.

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9/14 [00025] Três amostras de 10cm² de superfície foram cortadas a partir do eletrodo obtido dessa forma e submetidas a um teste acelerado de vida útil sob uma evolução anódica de oxigênio, medindo o tempo de desativação (definido como o tempo de operação necessário para ser observado um aumento potencial de 1 V) em H2SO4 a 150 g/l, a uma temperatura de 60°C e a uma densidade corrente de 30 kA/m².

[00026] O tempo médio de desativação para as três amostras foi de 4980 horas.

[00027] Série similar de 3 amostras foi submetida ao mesmo teste na presença de 1 mg/l e 5 mg/l de íon fluoreto; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 3630 e de 920 horas respectivamente, foi detectado.

[00028] Uma série similar de 3 amostras foi submetida ao mesmo teste na presença de 20 g/l de íons de manganês; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 2100 foi detectado.

EXEMPLO 4 [00029] Uma folha de titânio de grau 1, do tamanho de 200 x 200 x 3 mm foi desengorduraria e submetida à deposição de uma camada de proteção de óxidos de titânio e de tântalo em uma proporção de 70:30 em peso, com uma espessura de cerca de 25 pm, através de pulverização com plasma.

[00030] Um revestimento catalítico com base em óxidos de irídio, tântalo e titânio em um a proporção em peso de 75:24:1 (correspondendo a uma proporção molar de cerca de 76,6:23,1:0,3) foi aplicada em seguida sobre a camada de proteção, com uma carga total de irídio de 20 g/m². A aplicação do revestimento catalítico foi executada através da pintura em 15 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCIs, acidificada com HCI, a uma solução aquosa de TiCk, em seguida hhlrCIe, até ser alcançada uma concentração de Ir de 195 g/l - e a subsequente

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10/14 decomposição térmica a 480°C.

[00031] Três amostras de 10 cm² de superfície foram cortadas a partir do eletrodo obtido dessa forma e submetidas a um teste acelerado de vida útil sob uma evolução anódica de oxigênio, medindo o tempo de desativação (definido como o tempo de operação necessário para ser observado um aumento potencial de 1 V) em H2SO4 a 150 g/l, a uma temperatura de 60°C e a uma densidade de corrente 30 kA/m².

[00032] O tempo médio de desativação para as três amostras foi de 3600 horas.

[00033] Série similar de 3 amostras foi submetida ao mesmo teste na presença de 1 mg/l e 5 mg/l de íon fluoreto; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 870 e de 120 horas respectivamente, foi detectado.

[00034] Uma série similar de 3 amostras foi submetida ao mesmo teste na presença de 20 g/l de íons de manganês; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 2460 horas foi detectado. CONTRA EXEMPLO 1 [00035] Uma folha de titânio de grau 1, do tamanho de 200 x 200 x 3 mm foi desengorduraria e submetida, primeiro a jato de areia com limalha de ferro até ser obtida uma aspereza R_z de 70 a 100 pm, em seguida a gravação em HCI a 20% em peso a uma temperatura de 90 a 100°C durante 20 minutos.

[00036] Depois da secagem, uma camada de proteção com base em óxidos de titânio e de tântalo em um a proporção em peso de 80:20 foi aplicada à folha, com uma carga total de 0,6 g/m² com referência aos metais (equivalente de 0,87 g/m² com referência aos óxidos). A aplicação da camada de proteção foi executada através da pintura em 3 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCIs, acidificada com HCI, a uma solução aquosa de T1CI4, em seguida H2ÍrCÍ6, até ser alcançada uma

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11/14 concentração de Ir de 195 g/l - e a subsequente decomposição térmica a 500°C.

[00037] Um revestimento catalítico com base em óxidos de irídio, tântalo em uma proporção em peso de 63:35 foi aplicada em seguida sobre a camada de proteção, com uma carga total de irídio de 45 g/m². A aplicação do revestimento catalítico foi executada através da pintura em 29 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de H2ÍrCÍ6 uma solução aquosa de TaCIs, até ser alcançada uma concentração de Ir de 76 g/l - e a subsequente decomposição térmica a 520°C.

[00038] Três amostras de 10cm² de superfície foram cortadas a partir do eletrodo obtido dessa forma e submetidas a um teste acelerado de vida útil sob uma evolução anódica de oxigênio, medindo o tempo de desativação (definido como o tempo de operação necessário para ser observado um aumento potencial de 1 V) em H2SO4 a 150 g/l, a uma temperatura de 60°C e a uma densidade de corrente de 30 kA/m².

[00039] O tempo médio de desativação para as três amostras foi de 2800 horas.

[00040] Série similar de 3 amostras foi submetida ao mesmo teste na presença de 1 mg/l de íon fluoreto; para todas as três amostras foi detectado um tempo médio de desativação mais baixo do que 100 horas.

[00041] Uma série similar de 3 amostras foi submetida ao teste na presença de 20 g/l de íons de manganês; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 1550 horas foi detectado.

CONTRA EXEMPLO 2 [00042] Uma folha de titânio de grau 1, do tamanho de 200 x 200 x 3 mm foi desengorduraria e submetida, primeiro, a jato de areia com limalha de ferro até ser obtida uma aspereza R_z de 70 a 100 pm, em seguida a gravação em HCI a 20% em peso a uma temperatura de 90 a

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100°C durante 20 minutos.

[00043] Depois da secagem, uma camada de proteção com base em óxidos de titânio e de tântalo em uma proporção em peso de 80:20 foi aplicada à folha, com uma carga total de 0,6 g/m² com referência aos metais (equivalente de 0,87 g/m² com referência aos óxidos). A aplicação da camada de proteção foi executada através da pintura em 3 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCIs, acidificada com HCI, a uma solução aquosa de TiCk, e a subsequente decomposição térmica a 500°C.

[00044] Um revestimento catalítico com base em óxidos de irídio, tântalo em uma proporção em peso de 80:20 foi aplicada em seguida sobre a camada de proteção, com uma carga total de irídio de 45 g/m². A aplicação do revestimento catalítico foi executada através da pintura em 30 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de H2ÍrCÍ6 uma solução aquosa de TaCIs, até ser alcançada uma concentração de Ir de 76 g/l - e a subsequente decomposição térmica a 520°C.

[00045] Três amostras de 10cm² de superfície foram cortadas a partir do eletrodo obtido dessa forma e submetidas a um teste acelerado de vida útil sob uma evolução anódica de oxigênio, medindo o tempo de desativação (definido como o tempo de operação necessário para ser observado um aumento potencial de 1 V) em H2SO4 a 150 g/l, a uma temperatura de 60°C e a uma densidade corrente de 30 kA/m².

[00046] O tempo médio de desativação para as três amostras foi de 2940 horas.

[00047] Série similar de 3 amostras foi submetida ao mesmo teste na presença de 1 mg/l de íon fluoreto; para todas as três amostras foi detectado um tempo médio de desativação mais baixo do que 100 horas.

[00048] Uma série similar de 3 amostras foi submetida ao teste na

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13/14 presença de 20 g/l de íons de manganês; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 1020 horas foi detectado.

CONTRA EXEMPLO 3 [00049] Uma folha de titânio de grau 1, do tamanho de 200 x 200 x 3 mm foi desengordurada e submetida, primeiro, a jato de areia com limalha de ferro até ser obtida uma aspereza R_z de 70 a 100 pm, em seguida a gravação em HCI a 20% em peso a uma temperatura de 90 a 100°C durante 20 minutos.

[00050] Depois da secagem, uma camada de proteção com base em óxidos de titânio e de tântalo em um a proporção em peso de 80:20 foi aplicada à folha, com uma carga total de 0,6 g/m² com referência aos metais (equivalente de 0,87 g/m² com referência aos óxidos). A aplicação da camada de proteção foi executada através da pintura em 3 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCIs, acidificada com HCI, a uma solução aquosa de TiCk, e a subsequente decomposição térmica a 500°C.

[00051] Um revestimento catalítico com base em óxidos de irídio, tântalo e titânio em uma proporção em peso de 63:35:2 foi aplicada em seguida sobre a camada de proteção, com uma carga total de irídio de 45 g/m². A aplicação do revestimento catalítico foi executada através da pintura em 29 demãos de uma solução precursora - obtida através da adição de uma solução aquosa de TaCIs a uma solução aquosa de T1CÍ4, em seguida de H2ÍrGÍ6, até ser alcançada uma concentração de Ir de 76 g/l - e a subsequente decomposição térmica a 520°C.

[00052] Três amostras de 10 cm² de superfície foram cortadas a partir do eletrodo obtido dessa forma e submetidas a um teste acelerado de vida útil sob uma evolução anódica de oxigênio, medindo o tempo de desativação (definido como o tempo de operação necessário para ser observado um aumento potencial de 1 V) em H2SO4 a 150 g/l, a uma

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14/14 temperatura de 60°C e a uma densidade corrente de 30 kA/m².

[00053] O tempo médio de desativação para as três amostras foi de 2170 horas.

[00054] Série similar de 3 amostras foi submetida ao mesmo teste na presença de 1 mg/l de íon fluoreto; para todas as três amostras foi detectado um tempo médio de desativação mais baixo do que 100 horas.

[00055] Uma série similar de 3 amostras foi submetida ao teste na presença de 20 g/l de íons de manganês; em seguida a esse teste, um tempo médio de desativação de 940 horas foi detectado.

[00056] A descrição anterior não está destinada a limitar a invenção, a qual pode ser usada de acordo com as diferentes modalidades sem que se afaste dos âmbitos da mesma, e cujo alcance é univocamente definido através das reivindicações anexas.

[00057] Através de toda a descrição e das reivindicações do presente pedido de patente, o termo compreende e as variações do mesmo, tais como; compreendendo e compreende não são destinados a excluir a presença de outros elementos ou aditivos.

[00058] A discussão de documentos, atos, materiais, dispositivos, artigos e similares são incluídos nesta especificação, somente para a finalidade de prover um contexto para a presente invenção. Não é sugerido ou representado que qualquer uma ou todas essas matérias formaram parte da base da técnica anterior ou eram do conhecimento comum geral no campo relevante com relação a presente invenção antes da data de prioridade de cada reivindicação neste pedido de patente.

Claims

1. Eletrodos para a evolução de oxigênio em processos eletroquímicos caracterizado pelo fato de que compreende um substrato de metal de válvula, e, um revestimento catalítico compreendendo uma camada exterior de óxidos de irídio, tântalo e titânio, com uma composição molar com referência aos metais de 76 84% de Ir, 15 - 23% de Ta, 0,2 - 1,3% de Ti.

2. Eletrodo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido revestimento catalítico compreende uma camada interna de óxidos de irídio e de tântalo com uma composição molar de 60 - 70% de Ir, 30 - 40% de Ta com referência aos metais.

3. Eletrodo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido revestimento catalítico tem uma carga específica de irídio de 20 até 50 g/m².

4. Eletrodo de acordo com a reivindicação 2 ou 3 caracterizado pelo fato de que a respectiva carga de irídio, da referida camada interna, corresponde a de 15 - 25% da carga total específica de irídio do referido revestimento catalítico.

5. Eletrodo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende uma camada de proteção intermediária com base em óxidos de titânio ou de tântalo interposta entre o referido substrato e o referido revestimento catalítico.

6. Eletrodo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a referida camada intermediária de proteção consiste em uma mistura de óxidos de titânio e de tântalo com uma composição molar de Ti 75 - 85%, Ta 15 - 25% com referência aos metais.

7. Eletrodo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o referido metal de válvula do substrato é titânio e a referida camada de proteção intermediária consiste em óxido de titânio formado pela oxidação térmica do substrato.

Petição 870190077067, de 09/08/2019, pág. 23/25

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8. Método para a fabricação de um eletrodo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende a formação da referida camada externa através da aplicação e da subsequente decomposição térmica de uma solução contendo um precursor de irídio de concentração mais alta do que 180 gramas de irídio por litro.

9. Método para a fabricação de um eletrodo como definido em qualquer uma das reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende a formação da referida camada interna através da aplicação e da subsequente decomposição térmica de uma solução contendo um precursor de irídio de concentração compreendida entre 70 e 80 gramas de irídio por litro.

10. Método para a fabricação de um eletrodo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende a formação da referida camada intermediária de proteção por meio de uma técnica selecionada a partir do grupo que consiste em pulverização por chama ou plasma, deposição galvânica e deposição de vapor química ou física, opcionalmente sob vácuo.

11. Método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o referido precursor de irídio é hhlrCIe.

12. Processo eletroquímico industrial caracterizado pelo fato de que compreende a evolução anódica de oxigênio a partir de um banho eletrolítico sobre um eletrodo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o referido banho eletrolítico contém, pelo menos 0,2 ppm de íons de fluoreto.

14. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o referido banho eletrolítico contém pelo menos 1 g/l de íons de manganês.