CN118109869A - 阳极侧隔板和水电解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于水电解装置的阳极侧隔板以及具备该阳极侧隔板的水电解装置,其能够提高导电性。一种用于水电解装置的阳极侧隔板,包含:由钛或不锈钢制成的金属基材;设在上述金属基材的表面上的导电性氧化膜,所述导电性氧化膜含有氧化铟锡(ITO);以及设在上述导电性氧化膜的表面上的贵金属膜,所述贵金属膜含有铂(Pt)。
Description
技术领域
本发明涉及水电解装置中使用的阳极侧隔板和具备该阳极侧隔板的水电解装置。
背景技术
近年来,作为将原料的水等电解而制造氢的水电解装置,已知使用了固体高分子电解质膜等电解质膜的水电解用单元层叠而成的装置。水电解用单元例如在电解质膜的一个面及另一个面上分别设置阳极催化剂层及阴极催化剂层,在阳极催化剂层上层叠阳极供电体和阳极侧隔板,并在阴极催化剂层上层叠阴极供电体和阴极侧隔板。
由于阳极侧隔板承担将电传递到阳极催化剂层的功能,因此需要高导电性。另外,在从强度等观点考虑而使用金属基材的情况下,由于金属基材容易产生腐蚀,因此耐蚀性成为问题。因此,阳极侧隔板采用了在金属基材的表面设有导电性高且耐蚀性优异的导电性层的结构。例如,日本特开2018-127707所记载的阳极侧隔板,具备由钛等构成的金属基材、和直接层叠在金属基材上的由Au构成的贵金属层(导电性层),不仅具有高导电性和高耐蚀性,而且调整金属基材的表面粗糙度,提高了金属基材与贵金属层的密合性等。此外,日本特开2013-231208所记载的构成阳极的构件具备由铝等金属构成的电极基材(金属基材)、和设在电极基材表面且形成纳米结构体的导电性氧化膜(导电性层)。
发明内容
日本特开2018-127707所记载的阳极侧隔板在金属基材的表面设有贵金属层,因此耐蚀性优异,但成本高,难以在实际产品中采用。为了应对这种情况,作为在金属基材的表面设有导电性层的阳极侧隔板,如日本特开2013-231208所记载的构件那样,正在研究采用在金属基材的表面设置低廉的导电性氧化膜的隔板。另一方面,在金属基材的表面设有导电性氧化膜的阳极侧隔板中,导电性氧化膜的接触电阻不够低,因此要求提高导电性。
本发明提供一种用于水电解装置的阳极侧隔板以及具备该阳极侧隔板的水电解装置,其能够提高导电性。
本发明第1方式的用于水电解装置的阳极侧隔板,包含:由钛或不锈钢制成的金属基材;设在上述金属基材的表面上的导电性氧化膜,上述导电性氧化膜含有氧化铟锡(ITO);以及设在上述导电性氧化膜的表面上的贵金属膜,上述贵金属膜含有铂(Pt)。
在本发明第1方式的阳极侧隔板中,贵金属膜的厚度也可以小于10nm。
在本发明第1方式的阳极侧隔板中,贵金属膜的厚度也可以为3nm以上且5nm以下。
在本发明第1方式的阳极侧隔板中,导电性氧化膜的厚度也可以为0.05μm以上且0.8μm以下。
在本发明第1方式的阳极侧隔板中,导电性氧化膜的厚度也可以为0.3μm以上且0.8μm以下。
本发明第2方式的水电解装置也可以具备所述阳极侧隔板。
根据本发明,能够提高导电性。
附图说明
以下,参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义,附图中相同的标号表示相同的元件。
图1是概略地表示具备第1实施方式的阳极侧隔板的第1实施方式的水电解装置的构成单位即水电解用单元的结构的分解截面图。
图2是图1的X部分的放大图。
图3是第1实施方式的水电解装置的概略图。
具体实施方式
首先,例示第1实施方式,对实施方式的阳极侧隔板和水电解装置的概要进行说明。图1是概略地表示具备第1实施方式的阳极侧隔板的第1实施方式的水电解装置的构成单位即水电解用单元的结构的分解截面图。
图2是图1的X部分的放大图。图3是第1实施方式的水电解装置的概略图。再者,在图3中,省略了后述的端板等构件的图示。
如图3所示,第1实施方式的水电解装置100通过层叠多组水电解用单元20而构成。如图1所示,水电解用单元20是具备膜电极接合体10和夹持膜电极接合体10的第1实施方式的阳极侧隔板12及阴极侧隔板14的固体高分子型水电解用单元。
膜电极接合体10具备:固体高分子电解质膜2、分别设在固体高分子电解质膜2的一个主面2a及另一主面2c上的阳极催化剂层4a及阴极催化剂层4c、层叠在阳极催化剂层4a的主面4aa上的阳极供电体6a、以及层叠在阴极催化剂层4c的主面4cc上的阴极供电体6c。而且,阳极侧隔板12层叠在阳极供电体6a的主面6aa上,阴极侧隔板14层叠在阴极供电体6c的主面6cc上。
如图1和图2所示,阳极侧隔板12具有:由纯钛制成的金属基材8、设在金属基材8的整个表面8s上且含有氧化铟锡(ITO)的导电性氧化膜9、以及设在导电性氧化膜9的整个表面9s上且含有铂(Pt)的贵金属膜7。贵金属膜7的厚度在3nm以上且5nm以下的范围内。阳极侧隔板12中,通过在金属基材8的与固体高分子电解质膜2相对的主面8a侧设置流体通路用的槽8g来设置流体通路12p,并设置与流体通路12p连通的给水口12f和排水口12d。
阴极侧隔板14具备由钛、不锈钢和铝中的任一种制成的金属基材16。在阴极侧隔板14,通过在金属基材16的与固体高分子电解质膜2相对的主面16a侧设置流体通路用的槽16g来设置流体通路14p,并设置与流体通路14p连通的氢取出口14d。
阳极侧隔板12和阴极侧隔板14承担以下功能:分别通过阳极供电体6a和阴极供电体6c向阳极催化剂层4a和阴极催化剂层4c导电,同时与相邻的水电解用单元(未图示)电连接。水电解装置100中,多组水电解用单元20在阳极侧隔板12和阴极侧隔板14的相对方向上层叠,并通过端板(未图示)从层叠方向的两侧紧固。
在通过使用这样的水电解装置100对原料水进行电解来制造氢气时,首先,从阳极侧隔板12的给水口12f向流体通路12p供给原料水。同时,通过阳极侧隔板12和阴极侧隔板14,分别经由阳极供电体6a和阴极供电体6c向阳极催化剂层4a和阴极催化剂层4c导电。由此,通过在阳极催化剂层4a中电解原料水,生成氢离子(H+)、电子和氧气(O2)。接着,氢离子利用阳极催化剂层4a与阴极催化剂层4c的电位差,透过作为阳离子透过膜的固体高分子电解质膜2,从阳极催化剂层4a侧向阴极催化剂层4c侧移动。并且,氢离子从阴极催化剂层4c接受电子而变为分子,由此在阴极侧隔板14的流体通路14p得到氢气(H2)。氢气从氢取出口14d取出。另一方面,在阳极侧隔板12的流体通路12p得到的氧气与大部分的原料水一起从排水口12d排出。
以下,对如上的第1实施方式的阳极侧隔板12和水电解装置100的效果进行说明。
对于在水电解装置100中,代替第1实施方式的阳极侧隔板12,使用在钛和不锈钢以外的通用金属(例如铝等)构成的金属基材表面设有含有氧化铟锡的导电性氧化膜的阳极侧隔板时的水电解装置的问题进行说明。水电解装置中,一般当使用在金属基材表面设有导电性氧化膜的阳极侧隔板的情况下,由于导电性氧化膜为多孔质体,因此供给到流体通路的原料水浸透到导电性氧化膜中,结果含有互不相同的金属的导电性氧化膜和金属基材在原料水中接触。由此,在导电性氧化膜及金属基材与原料水之间形成腐蚀电池而流过电流,产生异种金属接触腐蚀。进而,在水电解装置中,在对原料水进行电解的情况下,通常例如对构成单位的水电解用单元施加1.8V左右的高电压,因此阳极侧隔板被暴露在高电压环境下。在这种状况下,当使用将钛和不锈钢以外的通用金属用于金属基材的阳极侧隔板的情况下,由于钛和不锈钢以外的通用金属的耐蚀性不充分,所以因异种金属接触腐蚀而促进金属基材的腐蚀,阳极侧隔板的耐蚀性成为问题。
与此相对,第1实施方式的水电解装置100中,在第1实施方式的阳极侧隔板12中,贵金属膜7的厚度小于10nm,因此有时导电性氧化膜9的表面9s没有被贵金属膜7完全覆盖,导电性氧化膜9在原料水中露出。如后所述,贵金属膜的厚度是指贵金属膜的平均厚度。当导电性氧化膜9在原料水中露出的情况下,含有互不相同的金属的导电性氧化膜9和金属基材8在原料水中接触。但是,被用于金属基材8的纯钛与钛和不锈钢以外的通用金属相比,耐蚀性显著地高。因此,即使导电性氧化膜9和金属基材8在原料水中接触,例如,由于对水电解用单元施加1.8V左右的高电压而使阳极侧隔板12暴露于高电压环境下的状况下,也能够抑制由异种金属接触腐蚀引起的金属基材8的腐蚀。
此外,第1实施方式的阳极侧隔板12中,与在导电性氧化膜9的表面9s不具备贵金属膜7的阳极侧隔板相比,通过使阳极侧隔板12的表面12s由贵金属膜7的表面7s构成,能够降低阳极侧隔板12的表面12s的接触电阻。由此,能够提高阳极侧隔板12的导电性。因此,能够提高第1实施方式的水电解装置100的性能。
进而,与第1实施方式的阳极侧隔板12不同,在不具备导电性氧化膜而在金属基材表面直接设有贵金属膜的阳极侧隔板中,当贵金属膜的厚度小于10nm的情况下,金属基材的表面有时不会被贵金属膜完全覆盖。因此,在第1实施方式的水电解装置100中使用这样的阳极侧隔板代替第1实施方式的阳极侧隔板12的水电解装置中,电解原料水时,金属基材的表面在原料水中露出,在金属基材的表面的露出部分形成钝态皮膜(氧化皮膜)。因此,随着水电解装置的使用,在金属基材表面的露出部分推进钝态皮膜的形成,阳极侧隔板表面的接触电阻上升。因而,阳极侧隔板的耐久性成为问题。与此相对,第1实施方式的阳极侧隔板12中,由于在金属基材8的表面8s隔着导电性氧化膜9设有贵金属膜7,所以尽管贵金属膜7的厚度小于10nm,在第1实施方式的水电解装置100中对原料水进行电解时,仍可抑制金属基材8的表面8s向原料水中露出。因此,可抑制由于在金属基材8的表面8s的露出部分推进钝态皮膜的形成而使接触电阻上升的情况。因而,能够提高阳极侧隔板12的耐久性,能够提高水电解装置100的耐久性。
另一方面,与第1实施方式的阳极侧隔板12不同,在不具备导电性氧化膜而在金属基材表面直接设有贵金属膜的阳极侧隔板中,当贵金属膜的厚度为10nm以上的情况下,即使金属基材表面被贵金属膜完全覆盖,贵金属膜中使用的铂的材料费也变高。与此相对,第1实施方式的阳极侧隔板12中,由于贵金属膜7的厚度为5nm以下,因此贵金属膜7中使用的铂的材料费降低,即使考虑到导电性氧化膜9的材料费,也能够降低成本。
实施方式的阳极侧隔板中,如第1实施方式那样,在金属基材中使用耐蚀性显著高于其他通用金属的钛或不锈钢。因此,能够抑制金属基材的腐蚀。因此,实施方式的水电解装置中,通过具备实施方式的阳极侧隔板,能够抑制由异种金属接触腐蚀引起的金属基材的腐蚀。此外,实施方式的阳极侧隔板中,如第1实施方式那样,阳极侧隔板的表面由贵金属膜的表面构成,由此能够提高阳极侧隔板的导电性。由此,能够提高实施方式的水电解装置的性能。进而,实施方式的阳极侧隔板中,在贵金属膜的厚度小于10nm的情况下,如第1实施方式那样,与不具备导电性氧化膜且贵金属膜的厚度小于10nm的阳极侧隔板相比能够提高耐久性。另外,在贵金属膜的厚度为5nm以下的情况下,与不具备导电性氧化膜且贵金属膜的厚度为10nm以上的阳极侧隔板相比,如第1实施方式那样能够降低成本。
接着,对实施方式的阳极侧隔板和水电解装置、以及实施方式的氢气的制造方法的构成进行详细说明。
1.阳极侧隔板
实施方式的阳极侧隔板是水电解装置中使用的阳极侧隔板,具备:由钛或不锈钢制成的金属基材;设在上述金属基材的表面上且含有氧化铟锡(ITO)的导电性氧化膜;以及设在上述导电性氧化膜的表面上且含有铂(Pt)的贵金属膜。在此,"金属基材的表面"是指金属基材的外表面,可以是金属基材的一个主面,也可以是金属基材的另一个主面。以下,对阳极侧隔板的金属基材、导电性氧化膜和贵金属膜以及其他进行详细说明。
(1)金属基材
作为用于金属基材的钛,没有特别限定,例如可举出纯钛、钛合金。作为纯钛没有特别限定,例如可举出JISH4600:2012中规定的纯钛。作为钛合金没有特别限定,例如可举出Ti-Al、Ti-Nb、Ti-Ta、Ti-6Al-4V、Ti-Pd。作为用于金属基材的钛,其中优选纯钛。因为其耐蚀性较高。
作为用于金属基材的不锈钢,例如可举出SUS304、SUS316等奥氏体系不锈钢、SUS430等铁素体系不锈钢、SUS420等马氏体系不锈钢等。
金属基材的形状只要是构成在一般的水电解装置中使用的阳极侧隔板的一般金属基材的形状,就没有特别限定,也可以是在金属基材上设有隔板的流体通路用的槽的形状。对于在金属基材上设有流体通路用的槽的形状,当水电解装置是包含固体高分子型电解用单元的水电解装置的情况下,例如第1实施方式那样,也可以是在金属基材的与固体高分子电解质膜相对的主面侧设有流体通路用的槽的形状。金属基材的形状也可以是在金属基材上未设置流体通路用的槽的平板形状。再者,金属基材在形状为平板形状的情况下,例如构成流体通路被分离的扁平型隔板。金属基材的表面粗糙度Rz例如在0.05μm以上且0.8μm以下的范围内,其中优选0.1μm以上、特别是0.3μm以上的范围内。金属基材的厚度没有特别限定,可以考虑强度和加工等,根据金属基材的材料来设定,例如在0.1mm~1mm的范围内。
(2)导电性氧化膜
导电性氧化膜只要是设在金属基材表面且含有氧化铟锡(ITO)的膜就没有特别限定。作为导电性氧化膜,当水电解装置是包含固体高分子型电解用单元的水电解装置的情况下,例如第1实施方式那样,优选至少设置在金属基材的与固体高分子电解质膜相对的主面上,也可以设置在金属基材的整个表面上。
导电性氧化膜的厚度没有特别限定,例如在0.05μm以上且0.8μm以下的范围内,其中优选在0.3μm以上的范围内。因为通过导电性氧化膜的厚度在0.05μm以上,导电性氧化膜能够均匀地成膜。此外,因为通过导电性氧化膜的厚度为0.3μm以上,在金属基材经过压制工序而使金属基材表面变粗糙的情况下,能够充分确保阳极侧隔板的耐蚀性。另外,因为通过导电性氧化膜的厚度为0.8μm以下,能够抑制导电性氧化膜因残余应力而从金属基材剥离。
(3)贵金属膜
贵金属膜只要是设在导电性氧化膜表面且含有铂(Pt)的膜,就没有特别限定。作为贵金属膜,优选上述贵金属膜的厚度在小于10nm的范围内。与不具备导电性氧化膜且贵金属膜的厚度小于10nm的阳极侧隔板相比,能够提高耐久性。作为贵金属膜,其中,优选上述贵金属膜的厚度在3nm以上且5nm以下的范围内。因为通过贵金属膜的厚度为3nm以上,能够充分降低阳极侧隔板表面的接触电阻,通过贵金属膜的厚度为5nm以下,与不具备导电性氧化膜且贵金属膜的厚度为10nm以上的阳极侧隔板相比,能够降低成本。即,因为能够同时实现接触电阻的降低和成本的降低。
再者,贵金属膜的厚度是指贵金属膜的平均厚度。另外,作为贵金属膜厚度的测定方法没有特别限定,例如可举出使用TEM或FE-SEM等进行截面观察的方法、使用俄歇分析的方法、使用XPS分析的方法等。
(4)阳极侧隔板的制造方法
作为阳极侧隔板的制造方法没有特别限定,例如可举出以下制造方法等。在制造方法的一例中,首先,准备由钛或不锈钢制成的金属基材。接着,通过使用离子镀法、溅射法等,在金属基材表面形成含有氧化铟锡(ITO)的导电性氧化膜。接着,通过使用PVD(physical vapor deposition、物理气相沉积)法,在导电性氧化膜表面形成含有铂(Pt)的贵金属膜。由此,制造阳极侧隔板。作为贵金属膜的成膜中使用的PVD法,例如可举出离子镀法、溅射法等。
2.水电解装置
实施方式的水电解装置只要具备实施方式的阳极侧隔板就没有特别限定,例如,优选如第1实施方式的水电解装置那样,包含使用了固体高分子电解质膜的固体高分子型水电解用单元的水电解装置。
作为固体高分子型水电解用单元,如第1实施方式的水电解用单元那样,例如可举出具备膜电极接合体以及夹持膜电极接合体的实施方式的阳极侧隔板和阴极侧隔板的水电解用单元。包含这种固体高分子型水电解用单元的水电解装置,通常是通过将多组水电解用单元沿阳极侧隔板及阴极侧隔板的相对方向层叠,通过阳极侧隔板及阴极侧隔板将相邻的水电解用单元彼此电连接而构成。作为这种固体高分子型水电解单元,例如可举出膜电极接合体具备:固体高分子电解质膜、分别设在固体高分子电解质膜的一个主面及另一主面上的阳极催化剂层和阴极催化剂层、层叠在阳极催化剂层的主面上的阳极供电体、以及层叠在阴极催化剂层的主面上的阴极供电体,阳极侧隔板层叠在阳极供电体的主面上,阴极侧隔板层叠在阴极供电体的主面上。
固体高分子电解质膜具有阻止电子和气体的流通,并且使氢离子(H+)从阳极催化剂层侧向阴极催化剂层侧移动的功能。固体高分子电解质膜没有特别限定,例如由作为全氟磺酸(PFSA)离聚物等固体高分子材料的高分子电解质树脂构成,由将具有离子传导性的高分子膜作为电解质的离子交换膜构成。
阳极催化剂层具有由原料水生成氢离子、电子和氧气的功能。阳极催化剂层没有特别限定,例如由催化剂和离聚物构成,由用离聚物覆盖催化剂而形成的催化剂层构成。作为催化剂没有特别限定,例如可举出在载体粒子上担载有铂、铱、钌等铂族金属或其合金等的担载催化剂。作为载体粒子没有特别限定,例如可举出炭黑等碳载体粒子。再者,离聚物例如由与固体高分子电解质膜同质的氟系树脂等固体高分子材料即高分子电解质树脂构成,通过其具有的离子交换基而具有质子传导性。阴极催化剂层与阳极催化剂层不同,具有将氢离子及电子转换成氢气(H2)的功能。阴极催化剂层没有特别限定,例如由催化剂和离聚物构成,由用离聚物覆盖催化剂而形成的催化剂层构成。关于催化剂和离聚物与阳极催化剂层的催化剂和离聚物相同。
作为膜电极接合体的制作方法,例如可举出在固体高分子电解质膜的一个主面及另一主面上分别形成阳极催化剂层及阴极催化剂层,再用阳极供电体和阴极供电体夹持得到的接合体的方法等。再者,作为催化剂层的形成方法,例如可举出将催化剂层形成用涂敷液涂布到固体高分子电解质膜的主面的预定位置上,根据需要使其干燥的方法等。催化剂层形成用涂敷液是将催化剂和离聚物分散在分散介质中而成的液体。
阳极供电体和阴极供电体只要是具有透气性的导电性构件就没有特别限定,例如由具有导电性的多孔质材料,具体而言由钛粉末的烧结体等多孔质金属材料、碳纤维、石墨纤维等多孔质纤维材料等构成。
关于阳极侧隔板,如同上述"1.阳极侧隔板"的项目中的说明。阴极侧隔板例如可举出具备由钛、不锈钢、铝等制成的金属基材的隔板。阴极侧隔板具备的金属基材的形状,只要是构成在一般的水电解装置中使用的阴极侧隔板的一般金属基材的形状,就没有特别限定。阴极侧隔板具备的金属基材的厚度没有特别限定,可以考虑强度和加工等,根据金属基材的材料来设定,例如在0.1mm~1mm的范围内。
3.氢气的制造方法
实施方式的氢气的制造方法中,通过使用实施方式的水电解装置对原料水进行电解来制造氢气。作为氢气的制造方法没有特别限定,优选使用pH值为4以上且中性(pH值为7以下)的原料水作为原料水的方法。因为在使用pH值为4以上的原料水的情况下,能够抑制水电解装置具备的阳极侧隔板的导电性氧化膜所含的氧化铟锡(ITO)的溶解,抑制阳极侧隔板的接触电阻变高。
以下,举出实施例和比较例,对实施方式的阳极侧隔板和水电解装置进行更具体的说明。
[实施例1]
首先,通过对阳极侧隔板的实际产品中使用的由纯钛制成的金属基材(厚度:100μm)的流路部的5cm×6cm的区域进行冲裁,准备金属基材。接着,通过使用离子镀法,在金属基材的一个主面形成厚度100nm的含有氧化铟锡(ITO)的导电性氧化膜。接着,通过使用离子镀法,在导电性氧化膜的表面形成厚度5nm的含有铂(Pt)的贵金属膜。由此,制作阳极侧隔板的试验样品。
[实施例2]
除了将贵金属膜形成为3nm的厚度这一点以外,与实施例1同样地制作阳极侧隔板的试验样品。
[比较例1]
首先,与实施例1同样地准备金属基材。接着,与实施例1同样地在金属基材的一个主面形成导电性氧化膜。由此,制作阳极侧隔板的试验样品。
[比较例2]
首先,与实施例1同样地准备金属基材。接着,通过使用离子镀法,在金属基材的一个主面形成厚度30nm的含有铂(Pt)的贵金属膜。由此,制作阳极侧隔板的试验样品。
[比较例3~5]
比较例3中,除了将贵金属膜形成为10nm的厚度这一点以外,与比较例2同样地制作阳极侧隔板的试验样品。比较例4中,除了将贵金属膜形成为5nm的厚度这一点以外,与比较例2同样地制作阳极侧隔板的试验样品。比较例5中,除了将贵金属膜形成为3nm的厚度这一点以外,与比较例2同样地制作阳极侧隔板的试验样品。
[比较例6]
与实施例1同样地准备金属基材。然后,将金属基材单独作为阳极侧隔板的试验样品。
[耐久试验前的接触电阻]
对于实施例1和2以及比较例1~6的试验样品,在耐久试验前,通过测定求出接触电阻[mΩ·cm2]。具体而言,在试验样品表面(贵金属膜的表面(实施例1和2以及比较例2~5)或导电性氧化膜的表面(比较例1)或金属基材的一个主面(比较例6))上放置碳片(东丽株式会社制TGP-H-060),在利用测定夹具施加一定载荷(1MPa)的状态下,利用电流计调整来自电源的电流以使得流过试验样品的电流达到1A,利用电压计测定施加在试验样品上的电压,算出试验样品与碳片的接触电阻。
[耐久试验后的接触电阻]
对实施例1和2以及比较例1~6的试验样品,进行基于日本工业标准的金属材料的电化学高温腐蚀试验法(JISZ2294:2004)的耐久试验(恒定电位腐蚀试验)。具体而言,将试验样品浸渍在通过温度调节水将温度调整为80℃、且通过硫酸量将pH值调整为4的腐蚀液(稀硫酸水溶液)中。在该状态下,通过将由钛制板构成的对电极和试验样品(试料电极)电连接,以2极式在对电极与试料电极之间产生2V的电位差,将试验时间设为135小时,由此使试验样品腐蚀。
对于实施例1和2以及比较例1~6的耐久试验后的试验样品,采用与求出耐久试验前的接触电阻的方法同样的方法,通过测定求出接触电阻[mΩ·cm2]。
[膜的材料费]
算出实施例1和2以及比较例1~6的试验样品中的导电性氧化膜及贵金属膜的合计材料费,分别作为实施例1和2以及比较例1~6的试验样品的膜材料费。
[评价]
对于实施例1和2以及比较例1~6的试验样品,将膜的构成以及导电性氧化膜和贵金属膜的厚度、以及耐久试验前和耐久试验后的接触电阻以及膜材料费示于下述表1。
表1
※1接触电阻的标准值<3mΩ··cm2
※2膜材料费…“低”:落入标准值的范围内。“高”:超过标准值的范围。
如上述表1所示,在具备导电性氧化膜和贵金属膜实施例1和2的试验样品中,与具备导电性氧化膜但不具备贵金属膜的比较例1的试验样品不同,耐久试验前和耐久试验后的接触电阻都降低到标准值的范围内。
另外,在具备导电性氧化膜且贵金属膜厚度小于10nm的实施例1和2的试验样品中,与不具备导电性氧化膜且贵金属膜的厚度小于10nm的比较例4和5的试验样品不同,抑制了耐久试验后的接触电阻上升。而且,在具备导电性氧化膜且贵金属膜的厚度为5nm以下的实施例1和2的试验样品中,与不具备导电性氧化膜且贵金属膜的厚度为10nm以上的比较例2和3的试验样品不同,膜材料费降低到标准值的范围内。
以上,对本发明的阳极侧隔板和水电解装置的实施方式进行了详细说明,但本发明并不限定于以上说明的实施方式,在不脱离专利请求保护的范围所记载的本发明精神的范围,可以进行各种设计变更。
Claims (6)
1.一种用于水电解装置的阳极侧隔板,其特征在于,包含:
由钛或不锈钢制成的金属基材;
设在所述金属基材的表面上的导电性氧化膜,所述导电性氧化膜含有氧化铟锡;以及
设在所述导电性氧化膜的表面上的贵金属膜,所述贵金属膜含有铂。
2.根据权利要求1所述的阳极侧隔板,其特征在于,
所述贵金属膜的厚度小于10nm。
3.根据权利要求2所述的阳极侧隔板,其特征在于,
所述贵金属膜的厚度为3nm以上且5nm以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的阳极侧隔板,其特征在于,
所述导电性氧化膜的厚度为0.05μm以上且0.8μm以下。
5.根据权利要求4所述的阳极侧隔板,其特征在于,
所述导电性氧化膜的厚度为0.3μm以上且0.8μm以下。
6.一种水电解装置,其特征在于,
包含权利要求1~5中任一项所述的阳极侧隔板。
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