DE2905180A1 - ELECTRODE FOR WATER ELECTROLYSIS - Google Patents
ELECTRODE FOR WATER ELECTROLYSISInfo
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Abstract
Description
Elektrode für- die Wasserelektrolyse Electrode for water electrolysis
Die Erfindung geht aus von einer Elektrode nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on an electrode according to the preamble of the claim 1.
Elektroden sowie Verfahren zu deren Herstellung sind vor allem von der für Brennstoffzellen entwickelten Technologie her bekannt (z.B. Carl Berger, Handbook of Fuel Cell Technology S. 401-406, Prentice Hall 1968; H.A. Liebhafsky and E.J.Electrodes as well as processes for their manufacture are mainly of the technology developed for fuel cells (e.g. Carl Berger, Handbook of Fuel Cell Technology pp. 401-406, Prentice Hall 1968; H.A. Liebhafsky and E.J.
Cairns, Fuel Cells and Fuel Batteries, S. 289-294, John Wiley & Sons, 1968). Die Forderung nach genau definierten Reaktionszonen bedingt einen vielschichtigen Aufbau und spezielle Behandlungsverfahren derartiger Brennstoffzellen-Elektroden.Cairns, Fuel Cells and Fuel Batteries, pp. 289-294, John Wiley & Sons, 1968). The requirement for precisely defined reaction zones is complex Construction and special treatment processes for such fuel cell electrodes.
Für die Wasserzersetzung sind die oben beschriebenen Elektroden in ihrem Aufbau zu kompliziert und ihre Fertigungsmethoden zu aufwendig und kostspielig. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf Herstellungsmethoden für industrielle Grossanlagen zur wirtschaftlichen Erzeugung von Wasserstoff.For water decomposition, the electrodes described above are in Their structure is too complicated and their production methods too complex and expensive. This is particularly true with regard to manufacturing methods for large industrial plants for the economical production of hydrogen.
Elektroden für Wasserzersetzungszellen sind bereits vorgeschlagen worden (z.B. US-PS 4 039 409). Zur Beschleunigung der elektrochemischen Reaktionen werden sie meist mit Katalysatoren dotiert.Electrodes for water decomposition cells have already been proposed (e.g. U.S. Patent 4,039,409). To accelerate the electrochemical reactions they are usually doped with catalysts.
Die beschriebenen Elektroden lassen sowohl bezüglich ihrer mechanischen und chemischen Eigenschaften zu wünschen übrig.The electrodes described leave both with regard to their mechanical and chemical properties leave much to be desired.
Das gleiche gilt bezüglich der verwendeten Katalysatoren.The same applies to the catalysts used.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode für die Wasserelektrolyse anzugeben, welche bei guter mechanischer und chemischer Stabilität, hoher elektrischer Leitfähigkeit und guter Durchlässigkeit für Wasser und Gas eine hohe Lebensdauer sowie die Eigenschaft besitzt, die Wasserzersetzungsreaktion katalytisch in optimaler Weise zu beschleunigen, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention is based on the object of an electrode for water electrolysis indicate which with good mechanical and chemical stability, high electrical conductivity and good permeability to water and gas has a long service life as well as the property has the ability to catalytically accelerate the water decomposition reaction in an optimal way, and a method for their production.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 3 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the claim 1 and claim 3 solved.
Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, als Elektrodenmaterial einen porösen, durchlässigen Verbundwerkstoff auf Graphitbasis zu benutzen und als Katalysator eine aus Platinmetalloxyden bestehende Imprägnierung zu verwenden.It has been shown that it is advantageous as an electrode material to use a porous, permeable composite material based on graphite and as Catalyst to use an impregnation consisting of platinum metal oxides.
Dabei haben sich vor allem- Rutheniumoxyd und Iridiumoxyd, allein, in Mischungen untereinander oder mit je einem weiteren Platinmetalloxyd günstig erwiesen.Above all, ruthenium oxide and iridium oxide, alone, in mixtures with one another or with one further platinum metal oxide each proven.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.
Aus führungsb e isiel: 12,75 g (entsprechend 85 Gew.-%) Graphitpulver der Körnung 0 bis 0,1 mm wurden mit 2,25 g (entsprechend 15 Gew.-%) Polytetrafluoräthylenpulver (z.B. "Teflon" 702 N von Du Pont de Nemours) in einer Kugelmühle unter Toluol während 6 h gemahlen. Die derart erhaltene Suspension von Graphit- und Tetrafluoräthylenpartikeln in Toluol wurde in einem Trockenschrank während 3 h zu einer festen Masse eingetrocknet.Embodiment: 12.75 g (corresponding to 85% by weight) graphite powder grain sizes from 0 to 0.1 mm were mixed with 2.25 g (corresponding to 15% by weight) of polytetrafluoroethylene powder (e.g. "Teflon" 702 N from Du Pont de Nemours) in a ball mill under toluene while Ground for 6 h. The suspension of graphite and tetrafluoroethylene particles thus obtained in toluene was dried to a solid mass in a drying cabinet for 3 h.
Hierauf wurde die getrocknete Masse erneut gebrochen, gemahlen und durch ein Sieb mit runden Löchern von 0,25 mm Durchmesser gesiebt.Then the dried mass was broken, ground and again sifted through a sieve with round holes 0.25 mm in diameter.
In eine zylindrische flache Matrize wurde ein Gewebe aus Tantaldraht (Drahtdurchmesser 0,09 mm; 1024 Maschen pro cm2) eingelegt und mit der vorgenannten Pulvermischung bis max.A tissue was made into a cylindrical flat die Tantalum wire (Wire diameter 0.09 mm; 1024 meshes per cm2) inserted and with the aforementioned Powder mixture up to max.
ca. 2 mm bedeckt. Es ist auf eine gleichmässige Verteilung des Pulvers zu achten. Anschliessend wurde das Pulver mittels einer Presse unter einem Druck von 140 bar während 50 sec bei Raumtemperatur verdichtet, wobei eine kompakte, mit dem Metallgewebe fest verbundene Scheibe erhalten wurde.covered approx. 2 mm. It is due to an even distribution of the powder to pay attention. The powder was then put under pressure by means of a press of 140 bar for 50 sec at room temperature, with a compact, with the metal mesh firmly connected disc was obtained.
Schliesslich wurde die gepresste Scheibe unter Argon-Atmosphäre gemäss nachfolgendem Programm einem Sinterprozess unterworfen: Aufheizen: 20 bis 375°C bei 2°C/min Halten: 3750C während 1Y2 h Abkühlen: 375 bis 20 0C bei 2°C/min Die auf diese Art und Weise hergestellte Scheibe wurde nun während 10 sec in eine alkoholische Lösung getaucht, welche 12 rel. Gew.-% Rutheniumchlorid (RuCl3) und 88 rel. Gew.-% Iridiumchlorid (IrCl3) enthielt. Nach dem Abtropfen während 1 min wurde die Scheibe während 10 min bei einer Temperatur von 3750C in Luft oxydiert. Dieser Prozeß des Eintauchens und Oxydierens wurde insgesamt 5 Mal wiederholt. Zum Schluss wurde die Scheibe nochmals während 4 h bei einer Temperatur von 37500 in Luft oxydiert.Finally, the pressed disc was under an argon atmosphere according to The following program is subjected to a sintering process: Heating: 20 to 375 ° C at 2 ° C / min Hold: 3750 ° C for 1Y2 h Cooling: 375 to 20 ° C at 2 ° C / min Die Disc produced in this way was then immersed in an alcoholic one for 10 seconds Solution dipped, which 12 rel. Wt .-% ruthenium chloride (RuCl3) and 88 rel. Wt% Contained iridium chloride (IrCl3). After draining for 1 minute, the disc became oxidized for 10 min at a temperature of 3750C in air. This process of Dipping and oxidizing were repeated a total of 5 times. In the end, the Disk oxidized again for 4 h at a temperature of 37,500 in air.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Das zur Armierung dienende Metallgewebe kann aus Draht von 0,05 bis 0,2 mm Durchmesser aufgebaut sein. Ferner kann die Pulvermischung in den Grenzen 60 bis 95 Gew.-% Graphi@ und 5 bis 40 Gew.-% Tetrafluoräthylen @ariiert wer @@@. burch Veränd@ Mischungsverhält angepasst werden. Das Sintern sowie das Oxydieren kann bei 340 bis 4000C erfolgen. Das Mischungsverhältnis für den Katalysator kann 10 bis 70 Gew.-% RuO2 und 90 bis 30 Gew.-¢ I1>02 betragen.The invention is not restricted to the exemplary embodiment. That Metal mesh used for reinforcement can be made from wire with a diameter of 0.05 to 0.2 mm be constructed. Furthermore, the powder mixture can be within the limits of 60 to 95% by weight graphi @ and 5 to 40 wt .-% tetrafluoroethylene @ariiert who @@@. burch change @ mixing ratio customized will. Sintering and oxidizing can take place at 340 to 4000C. The mixing ratio for the catalyst, 10 to 70% by weight of RuO2 and 90 to 30% by weight [I1> O2 can be.
Das Verfahren lässt sich in besonders vorteilhafter Weise be der Herstellung von Elektroden für Hochleistungs-Wasserzersetzungsapparate zur Herstellung von Wasserstoff anwenden.The method can be used in a particularly advantageous manner during production of electrodes for high-performance water decomposition apparatus for the production of hydrogen use.
Dank seiner Einfachheit und Wirtschaftlichkeit eignet es sich vorzüglich zur Herstellung serienmässiger, grossflächiger Elektroden für industrielle Grossanlagen.Thanks to its simplicity and economy, it is excellently suited for the production of serial, large-area electrodes for large-scale industrial plants.
Die auf diese Art hergestellten Elektroden zeichnen sich durch hohe chemische Beständigkeit und eine günstige Zersetzungsspannung aus.The electrodes produced in this way are characterized by high chemical resistance and a favorable decomposition voltage.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH43579A CH639429A5 (en) | 1979-01-17 | 1979-01-17 | Electrode for the electrolysis of water |
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Family Applications (1)
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DE19792905180 Granted DE2905180A1 (en) | 1979-01-17 | 1979-02-10 | ELECTRODE FOR WATER ELECTROLYSIS |
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Citations (4)
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- 1979-02-10 DE DE19792905180 patent/DE2905180A1/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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CH639429A5 (en) | 1983-11-15 |
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