DE2305175A1 - ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSES - Google Patents
ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSESInfo
- Publication number
- DE2305175A1 DE2305175A1 DE2305175A DE2305175A DE2305175A1 DE 2305175 A1 DE2305175 A1 DE 2305175A1 DE 2305175 A DE2305175 A DE 2305175A DE 2305175 A DE2305175 A DE 2305175A DE 2305175 A1 DE2305175 A1 DE 2305175A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- metal
- electrode
- base
- electrodes
- electrochemical processes
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 29
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 16
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 2
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- HWLDNSXPUQTBOD-UHFFFAOYSA-N platinum-iridium alloy Chemical compound [Ir].[Pt] HWLDNSXPUQTBOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
-
- 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
-
- 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
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
- C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
-
- 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
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
- C25B11/093—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds at least one noble metal or noble metal oxide and at least one non-noble metal oxide
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
Elektrode für elektrochemische ProzesseElectrode for electrochemical processes
75/275/2
Gegenstand'der Erfindung ist eine Elektrode für elektrochemische Prozesse mit einer Basis aus einem passivierbaren Metall und einer ein nichtpassivierbares Metall oder Verbindungen dieses Metalls enthaltenden Deckschicht und ein Verfahren zum Herstellen der Elektrode»The invention relates to an electrode for electrochemical Processes with a base made of a passivable metal and a non-passivable metal or compounds of this metal-containing cover layer and a method for producing the electrode »
Für elektrochemische Prozesse sind aus einem Kern oder einer Basis aus. einem passivierbaren Metall, wie Titan, Zirkon, Niob, Tantal, Wolfram, Aluminium, Eisen, Nickel, Blei, Wismut oder Legierungen dieser Metalle und einer fest mit der Basis verbundenen Deckschicht bestehende Elektroden bekannt geworden. Die Funktionstüchtigkeit derartiger Elektroden wird vor allem durch die Haftfestigkeit und Oberflächengröße der nichtpassivierbare Metalle, wie Platin, Palladium, Iridium, Ruthenium, Osmium, Gold, Silber oder Verbindungen dieser Metalle enthaltenden Deckschicht bestimmt und es sind zahlreiche Maßnahmen zur Optimierung dieser Parameter vorgeschlagen worden. Für die Haftfestigkeit ist neben dem gewählten Beschichtungsverfahren und der stofflichen Zusammensetzung von Basis und Deckschicht insbesondere die Beschaffenheit der zu beschichtenden Oberfläche wichtig, die in bekannter Weise etwa durch Ätzen oder Schleifen aufgerauht werden kann. Die Oberflächengröße der Deckschichten ist durch die Oberfläche der in Form von Blechen, Platten, Stäben und dergleichen verwendeten Basis gegeben. For electrochemical processes are made from a core or a base. a passivatable metal such as titanium, Zircon, niobium, tantalum, tungsten, aluminum, iron, nickel, lead, bismuth or alloys of these metals and one Fixed to the base cover layer existing electrodes become known. The functionality Such electrodes are mainly due to the adhesive strength and surface size of the non-passivable metals, such as platinum, palladium, iridium, ruthenium, osmium, gold, silver or containing compounds of these metals Top layer determined and numerous measures for optimizing these parameters have been proposed. In addition to the selected coating method, the adhesive strength is important and the material composition of the base and top layer, in particular the texture the surface to be coated is important, which is roughened in a known manner, for example by etching or grinding can be. The surface area of the outer layers is determined by the surface of the sheet metal, Plates, rods and the like given base used.
PA 73/2 Dr. We/häuPA 73/2 Dr. We / häu
— 2 —- 2 -
409832/1051409832/1051
Die bekannten Metallelektroden werden,, um Gewicht zu sparen, im allgemeinen in einer möglichst geringen Stärke ausgeführt, wobei jedoch ein Teil des eingesparten Gewichts für mechanische Versteifungselemente wieder verloren geht. So beträgt z.B. das Flächengewicht von beschichteten Titanelektroden für die Chlor-The known metal electrodes are, in order to weight save, generally carried out in the lowest possible strength, but with a part of the saved Weight for mechanical stiffening elements is lost again. For example, the weight per unit area is of coated titanium electrodes for chlorine
2 alkalielektrolyse etwa 30 - 35 kg/m . Zur Ableitung von abgeschiedenen Gasen sind Metallelektroden in der Regel mit Schlitzen oder Bohrungen versehen oder zu gitterartigen Einheiten zusammengesetzt.2 alkali electrolysis approx. 30 - 35 kg / m. For derivation of separated gases, metal electrodes are usually provided with slots or bores or assembled into grid-like units.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Metallelektrode mit einer vergrößerten Oberfläche der Basis und einer besseren Haftfestigkeit der Deckschicht zu schaffen. Nach einer weiteren Aufgabe der Erfindung soll das Flächengewicht von Elektroden ver-' mindert und eine bessere Ableitung von an der Elektrode abgeschiedenen Gasen erzielt werden.It is an object of the present invention to provide a metal electrode with an increased surface area the base and better adhesion of the top layer to accomplish. According to a further object of the invention, the weight per unit area of electrodes should be and a better discharge of gases deposited on the electrode can be achieved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Elektrode der eingangs genannten Art gelöst, deren Basis aus einem porösen Sintermetall besteht. Der Porenanteil der Basis beträgt nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung 20 - 50 Vol.%, der mittlere Durchmesser der Poren 0,5-5 mm. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist wenigstens eine Begrenzungsfläche der Basis rippenförmig ausgebildet.According to the invention, the object is achieved with an electrode solved of the type mentioned, the base of which consists of a porous sintered metal. The porosity According to a preferred embodiment of the invention, the base is 20-50% by volume, the mean diameter is the Pores 0.5-5 mm. According to a further advantageous embodiment of the invention, there is at least one boundary surface the base rib-shaped.
Zum Herstellen von erfindungsgemäßen Elektroden ist es vorteilhaft, Pulver von passivierbaren Metallen mit einer Korngröße von 1-12 mm unter einem DruckFor the production of electrodes according to the invention is it is advantageous to use powder of passivatable metals with a grain size of 1-12 mm under pressure
2
von 300 - 2000 kp/cm zu Formkörpern zu verpressen und die Formkörper anschließend durch Erhitzen zu sintern.2
of 300-2000 kp / cm to be pressed to form molded bodies and then to sinter the molded bodies by heating.
PA 73/2 Dr. We/häu - 3 -PA 73/2 Dr. We / häu - 3 -
409 832/1051409 832/1051
^™ j ■■■^ ™ j ■■■
Für die Herstellung von erfindungsgemäßen Elektroden sind insbesondere Pulver der Metalle Titan, Zirkon, Niob, Tantal, Wolfram, Aluminium, Eisen, Nickel, Blei und Wismut geeignet, die gegebenenfalls mit Zusätzen von Presshilfen wie Stearinsäure, Wachsen und dergleichen in Gesenkpressen oder auch durch Vibrationsverdichtung zu Körpern der gewünschten Maße und Formen gepreßt werden. Die für die jeweilige Verwendung günstigste Porosität der Elektrodenbasis im Bereich von 20 bis 50 Vol.% sowie der wirksamste mittlere Porendurchmesser im Bereich von 0,5 bis 5 mm werden durch Auswahl einer oder mehrerer Kornfraktionen im Bereich zwischen 1 und 12 mm eingestellt, wobei Porosität und Porendurchmesser im allgemeinen mit steigender Korngröße zunehmen. Preßpulver mit Kornfraktionen < 1 mm ergeben Elektroden mit einer unerwünschten hohen Dichte, solche mit Kornfraktionen > 12 mm Elektroden mit unzureichender Festigkeit und Oberflächengröße. Der zum Verdichten der Pulver erforderliche Preßdruck wird im wesentlichen durch die Verformungseigenschaften der Metalle bestimmt. Vorteilhaft sind z.B. für Aluminiumpulver Drücke von 300 bisFor the production of electrodes according to the invention are in particular powders of the metals titanium, zirconium, niobium, tantalum, tungsten, aluminum, iron, nickel, lead and bismuth, optionally with the addition of pressing aids such as stearic acid, waxes and the like in die presses or by vibration compression to form bodies of the desired dimensions and shapes be pressed. The most favorable porosity of the electrode base in the area for the respective use from 20 to 50 vol.% as well as the most effective middle one Pore diameters in the range from 0.5 to 5 mm are determined by selecting one or more grain fractions in the Range set between 1 and 12 mm, with porosity and pore diameter generally with with increasing grain size. Press powder with grain fractions <1 mm result in electrodes with an undesirable one high density, those with grain fractions> 12 mm electrodes with insufficient strength and Surface size. The one required to compact the powders Compression pressure is essentially determined by the deformation properties of the metals. Advantageous are e.g. for aluminum powder pressures from 300 to
ρ
800 kp/cm , für Wolframpulver Drücke von 1500 bisρ
800 kp / cm, for tungsten powder pressures from 1500 to
2000 kp/cm . Eine Konturierung der Elektrodenoberfläche, z.B. durch Rippen, Nuten und dergleichen, wird durch Verdichten und Pressen des Pulvers mit entsprechend gestalteten Stempeln oder Formen erreicht, so daß eine besondere Bearbeitung der Preßlinge entfällt.2000 kgf / cm. A contouring of the electrode surface, for example by ribs, grooves and the like, is achieved by compacting and pressing the powder with appropriately designed punches or molds, so that a no special processing of the compacts is required.
Die Preßlinge werden anschließend in inerter Atmosphäre oder im Vakuum gesintert, wobei die Sintertemperatur etwa zwei Drittel der Schmelztemperatur des verwendeten Metalles beträgt. Da der SinterschwundThe compacts are then sintered in an inert atmosphere or in a vacuum, the sintering temperature is about two thirds of the melting temperature of the metal used. Because the sintering shrinkage
PA 73/2 Dr. We/häu - 4 -PA 73/2 Dr. We / häu - 4 -
409832/1051409832/1051
durch einfache Vorversuche mit großer Genauigkeit ermittelt und durch Auslegung der Preßformen berücksichtigt werden kann, weisen die Sinterkörper bereits die für ihre Anwendung erforderlichen Maße auf und aufwendige Nachbearbeitungen entfallen.determined by simple preliminary tests with great accuracy and taken into account by designing the compression molds can be, the sintered bodies already have the dimensions required for their application and there is no need for time-consuming post-processing.
Die gesinterte Basis wird anschließend mit einer Deckschicht versehen, die wenigstens ein Metall aus der Gruppe Platin, Palladium, Iridium, Ruthenium, Osmium, Rhodium, Gold oder Silber oder Verbindungen dieser Metalle, wie Oxide, Nitride oder Sulfide und ebenfalls vorteilhaft passivierbare Metalle oder Verbindungen dieser Metalle enthält. Geeignete Verfahren zum Aufbringen der Deckschicht sind z.B. Fällen aus Lösungen, Aufstreichen einer Suspension, galvanisches Abscheiden, Plasmaspritzen, Flammspritzen, Bedampfen und dergleichen. Die eine Stärke von etwa 0,5 bis 30 ,um aufweisende Deckschicht wird anschließend durch Erhitzen vorzugsweise in Luft auf etwa 300 bis 6000C eingebrannt.The sintered base is then provided with a cover layer that contains at least one metal from the group consisting of platinum, palladium, iridium, ruthenium, osmium, rhodium, gold or silver or compounds of these metals, such as oxides, nitrides or sulfides and likewise advantageously passivatable metals or compounds this contains metals. Suitable methods for applying the top layer are, for example, cases from solutions, spreading on a suspension, galvanic deposition, plasma spraying, flame spraying, vapor deposition and the like. A thickness of about 0.5 to 30, by having top layer is then baked by heating preferably in air at about 300 to 600 0 C.
Ein Vorteil von erfindungsgemäßen Elektroden ist die überraschend gute Haftung der in der zerklüfteten Oberfläche der Basis verankerten Deckschicht und ihre Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und mechanische Belastungen. Die zerklüftete porige Oberfläche der Basis und damit ebenfalls die Oberfläche der elektrochemisch aktiven Deckschicht ist zudem bedeutend größer als die Oberfläche einer massiven Metallelektrode entsprechender Abmessung, so daß erfindungsgemäße Elektroden ohne Schädigung der Deckschicht mit größeren Strömen beaufschlagt werden können. Weitere Vorteile von erfindungsgemäßen Elektroden bestehen in den zahl-'One advantage of electrodes according to the invention is that Surprisingly good adhesion of the top layer and its anchored in the rugged surface of the base Resistance to corrosion and mechanical loads. The rugged, porous surface of the The base and thus also the surface of the electrochemically active cover layer is also significantly larger than the surface of a solid metal electrode of corresponding dimensions, so that electrodes according to the invention larger currents can be applied without damaging the top layer. Other advantages of electrodes according to the invention consist of the number '
PA 73/2 Dr.We/häu - 5 -PA 73/2 Dr.We / häu - 5 -
409832/ 1051409832/1051
reichen, als Gasabzugskanäle wirkende, die Basis durchsetzenden statistisch gleichförmig verteilten Poren, durch die die Verweilzeit von anhaftenden gasförmigen Elektrolyseprodukten sowie der Gasblasenwiderstand und die Abscheidungsspannung vermindert werden. Schließlich ist das Gewicht erfindungsgemäßer Elektroden geringer als das von massiven Metallelektroden, so daß beträchtliche Materialmengen eingespart werden.range, acting as gas extraction ducts, penetrating the base, statistically uniformly distributed Pores through which the residence time of adhering gaseous electrolysis products and the gas bubble resistance and the deposition voltage can be decreased. Finally, weight is more in accordance with the invention Electrodes smaller than that of solid metal electrodes, so that considerable amounts of material are saved will.
Erfindungsgemäße Elektroden sind für Elektrolysen jeder Art geeignet, z.B. für die wässrige Chloralkalielektrolyse, die Elektrolyse von Chlorwasserstoffsäure und von Wasser, sie sind geeignet für die Durchführung von organischen Oxidations- und Reduktionsvorgängen, als Anoden für den kathodischen Korrosionsschutz, für Brennstoffzellen sowie für galvanische Zellen.Electrodes according to the invention are suitable for electrolyses Kind, e.g. for aqueous chloralkali electrolysis, electrolysis of hydrochloric acid and water, they are suitable for carrying out organic oxidation and reduction processes, as anodes for cathodic corrosion protection, for fuel cells as well as for galvanic cells.
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher, erläutert·The invention is explained in more detail by means of the following examples
10,5 kg körniger Titanschwamm mit einem Titangehalt von etwa 99,9 % und einer Korngröße von 2-8 mm wurden gleichmäßig in eine kastenförmige Stahlmatrize mit den Innenmaßen 500 χ 700 mm gefüllt und mit einer Kraft von 3600 Mp verdichtet. Der Oberfläche wurde gleichzeitig ein rippenartiges Muster aufgeprägt. Die Platte wurde anschließend in reiner Argonatmosphäre in einem Sinterofen innerhalb von 3 Stunden auf 12500C erhitzt und gesintert. 10.5 kg of granular titanium sponge with a titanium content of about 99.9 % and a grain size of 2-8 mm were evenly filled into a box-shaped steel die with internal dimensions 500 × 700 mm and compacted with a force of 3600 Mp. At the same time, a rib-like pattern was embossed on the surface. The plate was then heated in a pure argon atmosphere in a sintering furnace to 1250 ° C. within 3 hours and sintered.
Die Rohdichte der 9 mm dicken Platte betrug 3,2 g/cm , der mittlere Porendurchmesser 2 mm. Die als Elektroden-The bulk density of the 9 mm thick plate was 3.2 g / cm, the mean pore diameter 2 mm. The as electrode
PA 73/2 Dr.We/hau - 6PA 73/2 Dr.We / hau - 6
409832/ 1051409832/1051
basis dienende Platte wurde dann mit einer 1,8 ,um starken Schicht aus Titanoxid und Rutheniumoxid versehen, wobei das Molverhältnis TiOp/RuO„ 1:1 betrug. Nach Einbrennen der Deckschicht bei 500°C und Anschweißen von drei Stromzuführungsstäben wurde die Elektrode als dimensionsstabile Anode für die wässrige Natriumchloridelektrolyse verwendet.The base plate was then provided with a 1.8 .mu.m thick layer of titanium oxide and ruthenium oxide, where the molar ratio TiOp / RuO was "1: 1. After baking the top layer at 500 ° C. and welding on three power supply rods, the Electrode used as dimensionally stable anode for aqueous sodium chloride electrolysis.
Zum Herstellen von Elektroden für Akkumulatoren wurden jeweils 0,8 kg Titanschwamm - Korngröße 2—12 mm mit einem Druck von 0,6 Mp zu Platten der Maße 200 χ 300 χ 5 mm verpreßt und bei einer Temperatur von 1350 C im Vakuum gesintert. Die Rohdichte betrug ·For the manufacture of electrodes for accumulators, 0.8 kg of titanium sponge - grain size 2–12 mm were used pressed with a pressure of 0.6 Mp to form sheets measuring 200 × 300 × 5 mm and at a temperature sintered at 1350 C in a vacuum. The bulk density was
2,75 g/cm , der mittlere Porendurchmesser 2,8 mm. Anschließend wurde die Elektrodenbasis elektrolytisch mit einer 25 ,um starken Pt/PbOp-Deckschicht beschichtet. 2.75 g / cm, the mean pore diameter 2.8 mm. Then the electrode base became electrolytic coated with a 25 .mu.m thick Pt / PbOp top layer.
3.8 kg Tantalpulver mit einer Korngröße von 1 bis 4 mm3.8 kg of tantalum powder with a grain size of 1 to 4 mm
2 wurden mit einem Druck von 1,2 kp/cm zu zylindrischen Platten - 300 mm Durchmesser χ 6 mm - verpreßt, bei T = 1600°C in Argonatmosphäre gesintert und durch Flammspritzen mit einer 0,9 ,um starken äquimolekularen Platiniridium-Deckschicht versehen. Rohdichte und mittlerer Porendurchmesser der als Elektrode für organische Elektrolysen verwendeten Platten waren2 were pressed with a pressure of 1.2 kp / cm to form cylindrical plates - 300 mm diameter χ 6 mm - at T = 1600 ° C in an argon atmosphere and sintered by flame spraying with a 0.9 μm strong equimolecular Provided platinum iridium top layer. Bulk density and mean pore diameter of the used as an electrode for organic electrolysis panels were used
8.9 g/cm bzw. 1,5 mm.8.9 g / cm or 1.5 mm.
4 Patentansprüche4 claims
PA 73/2 Dr.We/hau - 7 -PA 73/2 Dr.We / hau - 7 -
409832/1051409832/1051
Claims (4)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2305175A DE2305175A1 (en) | 1973-02-02 | 1973-02-02 | ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSES |
| NL7316611A NL7316611A (en) | 1973-02-02 | 1973-12-04 | |
| CH105974A CH558677A (en) | 1973-02-02 | 1974-01-25 | ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSES. |
| FR7403144A FR2216021A1 (en) | 1973-02-02 | 1974-01-30 | Porous electrodes for electrolytic cells - with a non-passivatable metal coating |
| BE140410A BE810444A (en) | 1973-02-02 | 1974-01-31 | ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESS |
| IT20011/74A IT1006213B (en) | 1973-02-02 | 1974-01-31 | ELECTRODE FOR ELECTRO CHEMICAL PROCESSES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2305175A DE2305175A1 (en) | 1973-02-02 | 1973-02-02 | ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2305175A1 true DE2305175A1 (en) | 1974-08-08 |
Family
ID=5870779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2305175A Pending DE2305175A1 (en) | 1973-02-02 | 1973-02-02 | ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSES |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE810444A (en) |
| CH (1) | CH558677A (en) |
| DE (1) | DE2305175A1 (en) |
| FR (1) | FR2216021A1 (en) |
| IT (1) | IT1006213B (en) |
| NL (1) | NL7316611A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2439826A1 (en) * | 1978-10-24 | 1980-05-23 | Anger Roger | Moulded dimensionally stable anode - based on mixts. of metals and resin binders |
| DE3613997A1 (en) * | 1986-04-25 | 1987-10-29 | Sigri Gmbh | ANODE FOR ELECTROLYTIC PROCESSES |
| GB9316930D0 (en) * | 1993-08-13 | 1993-09-29 | Ici Plc | Electrode |
-
1973
- 1973-02-02 DE DE2305175A patent/DE2305175A1/en active Pending
- 1973-12-04 NL NL7316611A patent/NL7316611A/xx not_active Application Discontinuation
-
1974
- 1974-01-25 CH CH105974A patent/CH558677A/en not_active IP Right Cessation
- 1974-01-30 FR FR7403144A patent/FR2216021A1/en active Granted
- 1974-01-31 BE BE140410A patent/BE810444A/en unknown
- 1974-01-31 IT IT20011/74A patent/IT1006213B/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2216021B1 (en) | 1978-11-10 |
| NL7316611A (en) | 1974-08-06 |
| IT1006213B (en) | 1976-09-30 |
| BE810444A (en) | 1974-05-16 |
| CH558677A (en) | 1975-02-14 |
| FR2216021A1 (en) | 1974-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2405010C3 (en) | Sintered electrode for electrochemical processes and methods of manufacturing the electrode | |
| DE2403573C2 (en) | Process for the production of anodes | |
| EP0297315B1 (en) | Process for preparing a composite from a cermet layer and a porous metal layer on one or both sides of the cermet layer for a diaphragm with an electrode | |
| DE2752875C2 (en) | Electrode for electrochemical processes and processes for their production | |
| DE2650325A1 (en) | ANODE SEPARATOR | |
| DE1233834B (en) | Electrode for electrolysers and fuel elements with a superficial double skeleton catalyst structure | |
| EP0009830B1 (en) | Method of making a sheet or strip with a superficial catalytic structure and application of this strip | |
| EP0350895B1 (en) | Valve metal/platinum composite electrode | |
| DE2406085A1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING COMPOSITE BODIES AND ELECTROLYTIC CELLS WITH SUCH COMPOSITE BODIES | |
| AT206867B (en) | Metallic moldings with a superficial double skeleton catalyst structure | |
| EP0201759B1 (en) | Anode for electrochemical processes | |
| DE2305175A1 (en) | ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSES | |
| DE3004080C2 (en) | Method for coating a porous electrode | |
| DE2645414A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING METALLANODES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION OF MANGANE DIOXIDE | |
| EP0245201B1 (en) | Anode for electrolyses | |
| DE3239535C2 (en) | Method for producing a bipolar electrode | |
| EP0148439B1 (en) | Activated metal anodes and process for their manufacture | |
| DE3743354C2 (en) | ||
| DE3612790A1 (en) | Cathode for aqueous electrolysis | |
| DE2242770B2 (en) | Use of a titanium-copper sintered material for the production of electrodes for electrolysis and a process for the production of this material | |
| DE2412828C2 (en) | Electrode for electrochemical processes | |
| EP0029520B1 (en) | Method for the separation of gases developed by a fusion electrolysis, and fusion electrolysis apparatus | |
| AT338837B (en) | ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSES AND METHODS FOR MANUFACTURING THE ELECTRODE | |
| DE2623739B2 (en) | Electrode for electrolysis | |
| DE2420011C2 (en) | Sintered electrode for electrochemical processes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |