DE69022386T2 - Elektrode mit elektrokatalytischer Beschichtung. - Google Patents
Elektrode mit elektrokatalytischer Beschichtung.Info
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Description
- Zur Anwendung in elektrolytischen Verfahren waren Elektroden bekannt, die ein Basis- oder Kernmetall aufweisen, das eine Schicht oder einen Ăberzug aus Metalloxiden trĂ€gt. Das Kernmetall der Elektrode kann ein Ventilmetall wie Titan, Tantal, Zirkon, Niob oder Wolfram sein. Wenn der Ăberzug ein Oxidgemisch ist, kann ein Oxid des Kern- oder TrĂ€germetalls an dem Gemisch beteiligt sein. Wie beispielsweise in US-Patent 3 711 385 gelehrt wird, kann ein derartiges Gemisch ein Oxid des TrĂ€germetalls plus mindestens ein Oxid eines Metalls wie Platin, Iridium, Rhodium, Palladium, Ruthenium und Osmium umfassen.
- Es war ebenfalls bekannt, daĂ ein derartiges Gemisch, das als Edelmetalloxidgemisch bezeichnet werden kann, eine Mischung aus Rutheniumoxid und Iridiumoxid sein kann. Solches wurde allgemein in US-Patent 3 632 498 gelehrt und speziell in Beispielen bei Kombination mit Titanoxid in US-Patent 3 948 751 gezeigt. Insbesondere wurde zum Gebrauch als Ăberzug auf einer Elektrode, die in einer Elektrolyse eines wĂ€Ărigen Alkalimetallhalogenids, z.B. Natriumchlorid angewandt wird, in US-Patent 4 005 004 gelehrt, daĂ ein solches Edelmetallgemisch besonders dienlich sein kann, wenn es weiter in Mischung mit sowohl Titanoxid als auch Zirkonoxid ist. Ein derartiges Gemisch ergibt wie in dem Patent gelehrt wird, eine feste Lösung als Ăberzug, der angeblich die praktische Anwendung der Elektroden fĂŒr ihren beabsichtigten Zweck verbessert.
- In jĂŒngerer Zeit wurde im Hinblick auf verbesserte Abriebfestigkeit einer Elektrode, insbesondere bei Anwendung in einer Elektrolyse, bei welcher Sauerstoff und Chlor in Kombination erzeugt werden vorgeschlagen, die molare Menge an Titanoxid gleich oder gröĂer als die Gesamtmenge an Molen der Oxide von Iridium und Ruthenium vorzusehen. Dies wurde in US-Patent 4 564 434 vorgeschlagen, worin ebenfalls gelehrt wird, die molare Menge an Iridiumoxid etwa gleich oder gröĂer als die molare Menge an Rutheniumoxid vorzusehen.
- Es wĂ€re jedoch erwĂŒnscht, einen elektrokatalytischen Ăberzug zu schaffen, welcher bei der Elektrolyse von halogenhaltigen Lösungen, zum Beispiel der Chlor-Alkalibildung aus der Elektrolyse von Kochsalzlösung, verringerte Sauerstoffentwicklung ergibt. Es wĂŒrde auch besonders erwĂŒnscht sein, einen solchen Ăberzug zu schaffen, der einen gehemmten Gewichtsverlust zeigt, wenn er Alkali ausgesetzt wird. Von höchstem Vorteil wĂŒrde es sein, wenn derartige Eigenschaften nicht nur in Kombination sondern auch ohne EinbuĂe bei anderen erwĂŒnschten Merkmalen erzielt werden könnten, z.B. keine EinbuĂe beim Chlorentwicklungspotential der Anode. Ebenfalls wĂŒrde es vorteilhaft sein, eine Elektrode unter Anwendung einer Ăberzugszusammensetzung herzustellen, die leicht hergestellt wird, eine stark vereinfachte Formulierung besitzt und Leichtigkeit und Sicherheit in der Handhabung und beim Gebrauch gewĂ€hrleistet.
- Breit gesprochen betrifft die Erfindung eine Elektrode mit verringerter Sauerstoffentwicklung wĂ€hrend der Elektrolyse von halogenhaltigen Lösungen insbesondere bei niederem pH-Wert, wobei diese Elektrode einen elektrisch leitenden MetalltrĂ€ger mit einem Ăberzug erhöhter StabilitĂ€t unter alkalischen Bedingungen aufweist, welcher mindestens 15 aber weniger als 25 Mol-% Iridiumoxid, 35 bis 50 Mol-% Rutheniumoxid und mindestens 30 aber weniger als 45 Mol-% Titanoxid enthĂ€lt, wobei die Basis 100 Mol-% der in dem Ăberzug anwesenden Oxide ist. Hierdurch hat der Ăberzug ein MolverhĂ€ltnis von Titanoxid zu der Gesamtheit der Oxide von Iridium und Ruthenium von weniger als 1 : 1, und sollte ein MolverhĂ€ltnis von Rutheniumoxid zu Iridiumoxid von mehr als 1,5 : 1 bis zu 3 : 1 aufweisen.
- GemÀà einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine zur Bildung des oben beschriebenen Ăberzugs aus gemischtein Metalloxid geeignete Ăberzugszusammensetzung und ist in eineni noch weiteren Aspekt auf das Verfahren zur Herstellung einer Elektrode wie oben definiert gerichtet. Die Elektrode wird besonders wertvoll als Anode in einer Membranzelle sein, die zur Elektrolyse von Kochsalzlösung verwendet wird, d.h. bei einem pH innerhalb des Bereichs von etwa 2 bis etwa 4.
- Die Ăberzugszusammensetzung der vorliegenden Erfindung lĂ€Ăt sich breit auf jeden elektrisch leitenden MetalltrĂ€ger aufbringen, der ausreichend elektrisch leitend ist, um als Elektrode in einem Elektrolyseverfahren zu dienen. So werden die Metalle des TrĂ€gers breit ins Auge gefaĂt, im Hinblick auf die Anbringung eines elektrokatalytischen Ăberzugs jedoch können die TrĂ€germetalle besonders typisch solche sein wie Nickel oder Mangan oder fast immer die Ventilmetalle einschlieĂlich Titan, Tantal, Aluminium, Wolfram, Zirkon und Niob. Von besonderem Interesse wegen seiner WiderstandsfĂ€higkeit, Korrosionsfestigkeit und VerfĂŒgbarkeit ist Titan. Ebenso wie die normalerweise verfĂŒgbaren elementaren Metalle selbst können die geeigneten Metalle des TrĂ€gers Metall-Legierungen und intermetallische Gemische umfassen. Beispielsweise kann Titan allgemein mit Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan oder Kupfer legiert sein. Insbesondere kann Titan der GĂŒteklasse 5 bis zu 6,75 Gew.-% Aluminium und 4,5 Gew.-% Vanadium, der GĂŒteklasse 6 bis zu 6 % Aluminium und 3 % Zinn, der GĂŒteklasse 7 bis zu 0,25 Gew.-% Palladium, der GĂŒteklasse 10 von 10 bis 13 Gew.-% MolybdĂ€n plus 4,5 bis 7,5 Gew.-% Zirkon usw. enthalten.
- Die auf den beschichteten MetalltrĂ€ger aufgebrachte Ăberzugszusammensetzung wird wĂ€Ărig sein, was fast immer einfach Wasser ohne irgendwelche Mischung mit weiteren FlĂŒssigkeiten sein wird. Vorzugsweise verwendet man entmineralisiertes oder destilliertes Wasser, um anorganische Verunreinigungen zu vermeiden. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit von Herstellung und Anwendung werden die brauchbaren wĂ€Ărigen Zusammensetzungen Lösungen von VorlĂ€uferbestandteilen in dem wĂ€Ărigen Medium sein, d.h. VorlĂ€ufer fĂŒr die Oxide, die in dem Ăberzug anwesend sein werden. Die in der wĂ€Ărigen Lösung angewandten VorlĂ€uferbestandteile sind solche, die in Wasser wirksam und ökonomisch gelöst werden können, die zum Beispiel Lösung ohne extensive Siedebedingung erreichen. DarĂŒber hinaus mĂŒssen die VorlĂ€ufer das jeweilige Metalloxid bei der Thermozersetzung liefern. Wenn sie alle in der gleichen Zusammensetzung anwesend sind, mĂŒssen sie auch kompatibel sein. Was dies betrifft, sind sie vorteilhafterweise nicht reaktiv gegeneinander, d.h., sie werden nicht unter Bildung von Produkten reagieren, welche zu schĂ€dlichen nicht-oxidischen Bestandteilen in den Ăberzug oder dem Niederschlag aus der Beschichtungslösung fĂŒhren. Im allgemeinen wird jeder VorlĂ€uferbestandteil ein Metallsalz sein, das meistens ein Halogenidsalz ist und vorzugsweise wird dies aus GrĂŒnden der Wirtschaftlichkeit in Verbindung mit Effizienz der Lösungsherstellung das Chloridsalz sein. Jedoch umfassen andere brauchbare Salze Jodide, Bromide und Ammoniumchlorsalze wie Ammoniumhexachloroiridat oder -ruthenat.
- In den Einzel- oder Kombinationslösungen sind zusĂ€tzlich zu dem geeigneten VorlĂ€uferbestandteil fast immer mit nur einer Ausnahme keine weiteren Lösungsbestandteile vorhanden. Diese Ausnahme wird fast immer die Anwesenheit von anorganischer SĂ€ure sein. Beispielsweise kann eine Lösung von Iridiumtrichlorid weiterhin starke SĂ€ure enthalten, fast immer ChlorwasserstoffsĂ€ure, die gewöhnlich in einer Menge anwesend ist, welche etwa 5 bis 20 Gew.-% SĂ€ure verfĂŒgbar macht. Typischerweise haben die Einzel- oder Kombinationslösungen einen pH-Wert von weniger als 1, der beispielsweise in dem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,8 liegt.
- Wenn die Ăberzugszusammensetzung eine Lösung aller VorlĂ€uferbestandteile ist, wird sie mindestens 15 aber weniger als 25 Mol-% des Iridiumbestandteils, 35 bis 50 Mol-% des Rutheniumbestandteils, und mindestens 30 aber weniger als 45 Mol-% des Titanbestandteils bei einer Basis von 100 Mol-% dieser Bestandteile enthalten. Eine einen Iridiumbestandteil in einer Menge von weniger als 15 Mol-% enthaltende Zusammensetzung wird zur Bildung eines ElektrodenĂŒberzugs mit bester kaustischer StabilitĂ€t, beispielsweise wenn die Elektrode in einer Chloralkalizelle verwendet wird, ungenĂŒgend sein. Andererseits werden weniger als 25 Mol-% des IridiumvorlĂ€ufers fĂŒr den Ăberzug im Hinblick auf den besten Nutzungsgrad bei schwachem Betrieb (low operating potential efficiency) erwĂŒnscht sein. Hinsichtlich Ruthenium wird eine Bestandteilsmenge in der Lösung von weniger als etwa 35 Mol-% nicht ausreichend sein, um das fĂŒr den Wirkungsgrad gĂŒnstigste niedere Chlorpotential fĂŒr die erhaltenen ĂberzĂŒge zu gewĂ€hrleisten, wĂ€hrend eine Menge, die nicht gröĂer ist als 50 Mol-%, die ĂberzugsstabilitĂ€t fördert. Zur Erzielung der besten Ăberzugscharakteristika wird auch das MolverhĂ€ltnis von Rutheniumoxid zu Iridiumoxid in dem resultierenden Ăberzug mehr als 1,5 : 1 bis zu 3 : 1 sein.
- FĂŒr den TitanvorlĂ€ufer in der Ăberzugszusainrnensetzung ist eine Menge, die weniger als 30 Mol-% Titan ergibt unwirtschaftlich, wĂ€hrend 45 Mol-% Titan oder mehr zu höherem Betriebspotential oder höherer Betriebsspannung bei ElektrodenĂŒberzĂŒgen, die in Chloralkalizellen betrieben werden, fĂŒhren können. Im Hinblick auf beste Wirtschaftlichkeit in Verbindung mit den insgesamt wĂŒnschenswertesten Ăberzugseigenschaften wird die Ăberzugslösung vorzugsweise Bestandteile in einer solchen Menge enthalten, die etwa 18 bis 22 Mol-% Iridium, 35 bis 40 Mol-% Ruthenium und 40 bis 44 Mol-% Titan gewĂ€hrleistet. Der erhaltene Ăberzug wird ferner ein MolverhĂ€ltnis von Titanoxid zu der Gesamtmenge der Oxide von Iridium und Ruthenium von weniger als 1 : 1, aber fast immer ĂŒber 0,5 : 1 haben.
- Vor dem Aufbringen der Ăberzugszusammensetzung auf das TrĂ€germetall weist das TrĂ€germetall vorteilhafterweise eine gereinigte OberflĂ€che auf. Dies kann durch irgendeine Behandlung erzielt werden, die angewandt wird, um eine reine MetalloberflĂ€che zu erreichen, einschlieĂlich mechanischer Reinigung. Die ĂŒblichen Reinigungsverfahren des Entfettens, entweder chemisch oder elektrolytisch, oder andere chemische Reinigungsverfahren können ebenfalls mit Vorteil angewandt werden. Wenn die TrĂ€gerherstellung AusglĂŒhen umfaĂt, und das Metall Titan vom GĂŒtegrad 1 ist, kann das Titan bei einer Temperatur von mindestens etwa 450 ÂșC wĂ€hrend einer Zeit von mindestens etwa 15 Minuten ausgeglĂŒht werden, aber meistens ist eine höhere AusglĂŒhtemperatur, z.B. 600Âș bis 875 ÂșC von Vorteil.
- Nach dem vorhergehenden Arbeitsgang, z.B. Reinigen, oder Reinigen und AusglĂŒhen, und einschlieĂlich aller erwĂŒnschten SpĂŒl- und Trockenstufen, ist dann die MetalloberflĂ€che bereit zum Fortsetzen der Behandlung. Wenn dies Ătzen ist, wird es mit einer aktiven Ătzlösung erfolgen. Typische Ătzlösungen sind saure Lösungen. Diese können durch ChlorwasserstoffsĂ€ure, SchwefelsĂ€ure, PerchlorsĂ€ure, SalpetersĂ€ure, OxalsĂ€ure, WeinsĂ€ure und PhosphorsĂ€uren ebenso wie Mischungen derselben, z.B. Königswasser bereitgestellt werden. Andere Ătzmittel, die angewandt werden können, umfassen kaustische Ătzmittel wie beispielsweise eine Lösung von Kaliumhydroxid/Wasserstoffperoxid in Kombination, oder eine Schmelze von Kaliumhydroxid mit Kaliumnitrat. FĂŒr eine effiziente Behandlung ist die Ătzlösung vorteilhaft eine starke oder konzentrierte wĂ€Ărige Lösung wie beispielsweise eine 18 bis 22 gew.-%ige Lösung von ChlorwasserstoffsĂ€ure, oder eine Lösung von SchwefelsĂ€ure. DarĂŒber hinaus wird die Lösung vorteilhafterweise wĂ€hrend des Ătzens bei erhöhter Temperatur wie beispielsweise 80 ÂșC oder mehr bei wĂ€Ărigen Lösungen gehalten, und hĂ€ufig am oder nahe am Siedepunkt oder darĂŒber, z.B. unter RĂŒckfluĂbedingungen. Vorzugsweise wird das Ătzen eine aufgerauhte OberflĂ€che ergeben, was durch ĂberprĂŒfung mit dem bewaffneten Auge bestimmt wird. Nach dem Ătzen kann die geĂ€tzte MetalloberflĂ€che dann SpĂŒl- und Trockenstufen unterworfen werden, um die OberflĂ€che zum Beschichten oder Ăberziehen bereitzumachen.
- Die Ăberzugszusammensetzung kann dann auf den MetalltrĂ€ger mit irgendeinem Mittel aufgebracht werden, mit dem typischerweise eine wĂ€Ărige Ăberzugszusammensetzung auf ein TrĂ€germetall aufgebracht wird. Solche Aufbringverfahren umfassen das Aufbringen mit BĂŒrsten, Walzen und BesprĂŒhen. DarĂŒber hinaus kann eine Kombination von Techniken verwendet werden, beispielsweise SprĂŒh- und BĂŒrstentechnik. Das Aufbringen durch BesprĂŒhen kann entweder durch konventionelles Aufbringen mit komprimiertem Gas oder durch elektrostatisches BesprĂŒhen erfolgen. Im Hinblick auf einen besten UmhĂŒllungseffekt des SprĂŒhens zum Beschichten der RĂŒckseite eines Gegenstands wie zum Beispiel einer Netzelektrode wird vorzugsweise Elektrostatikspritzen oder elektrostatisches BesprĂŒhen angewandt.
- Nach dem Aufbringen des Ăberzugs wird die aufgebrachte Zusammensetzung erhitzt, um den resultierenden Ăberzug aus gemischtem Oxid durch Thermozersetzung der in der Ăberzugszusammensetzung anwesenden VorlĂ€ufer herzustellen. Dies stellt den Ăberzug aus gemischtem Oxid, welcher die gemischten Oxide in den molaren Anteilen wie oben diskutiert enthĂ€lt, dar. Ein solches Erhitzen zur thermischen Zersetzung wird bei einer Temperatur von mindestens etwa 440 ÂșC Metallspitzentemperatur wĂ€hrend einer Zeit von mindestens etwa 3 Minuten durchgefĂŒhrt. Besonders typisch ist es, den aufgebrachten Ăberzug wĂ€hrend einer etwas kĂŒrzeren Zeit auf eine stĂ€rker erhöhte Temperatur zu erhitzen, aber normalerweise wird eine Temperatur von mehr als etwa 550 ÂșC aus WirtschaftlichkeitsgrĂŒnden vermieden und um nachteilige Wirkungen auf das Anodenpotential zu vermeiden, wenn das beschichtete Metall als Anode dienen soll. Geeignete Bedingungen können Erhitzen in Luft oder Sauerstoff umfassen. Im AnschluĂ an dieses Erhitzen und vor zusĂ€tzlichem Beschichten, wenn beispielsweise ein weiteres Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung stattfinden soll, lĂ€Ăt man den erhitzten und ĂŒberzogenen TrĂ€ger gewöhnlich auf mindestens im wesentlichen Zimmertemperatur abkĂŒhlen. Der erhaltene fertige Ăberzug hat fĂŒr das unbewaffnete Auge ein glattes Aussehen, unter mikroskopischer PrĂŒfung sieht man jedoch, daĂ er nicht homogen ist und sich im Gebiet des Ăberzugs eingebettete Kristallite befinden. Zur besten Gesamtleistung des ĂŒberzogenen MetalltrĂ€gers als Elektrode werden im folgenden aufgebrachte ĂberzĂŒge aus den hier geoffenbarten Zusammensetzungen der Erfindung bestehen.
- Das folgende Beispiel zeigt eine Art und Weise, in welcher die Erfindung durchgefĂŒhrt wurde, soll jedoch nicht als die Erfindung beschrĂ€nkend ausgelegt werden.
- Es wurde eine Ăberzugslösung hergestellt durch Kombinieren von 157 g Iridium unter Anwendung einer Lösung von Iridiumtrichlorid in 18 gew.-%iger HCl-, 144 g Ruthenium unter Anwendung einer Lösung von Rutheniumtrichlorid in 18 gew.-%iger HCl-, 80 g Titan unter Anwendung von Titantetrachlorid in 10 gew.-%iger HCl-Lösung, 331 g HCl unter Anwendung einer 36 gew.-%igen Lösung, und dann wurde auf 10 l mit entmineralisiertem Wasser verdĂŒnnt. Dies ergab eine Ăberzugszusammensetzung enthaltend 21 Mol-% Iridium; 36,3 Mol-% Ruthenium und 42,7 Mol-% Titan. Vier Liter von 93 g je Liter (gpl) HCl-Lösung wurden dann zur Herstellung der fertigen Ăberzugslösung zugegeben.
- Diese Lösung wurde unter Anwendung einer Handwalze auf einen TitannetztrĂ€ger mit einem Rautenmuster-Netz aufgebracht, wobei jedes Rautenbild etwa 8 Millimeter (mm) als lange Strecke des Design plus etwa 4 mm als kurze Strecke des Design aufweist. Das Titannetz war bei 600 ÂșC 30 Minuten lang ausgeglĂŒht und in 25 gew.-%iger SchwefelsĂ€ure bei 85 bis 90 ÂșC geĂ€tzt, dann mit Wasser gespĂŒlt und an der Luft getrocknet worden. Der aufgebrachte Ăberzug wurde an der Luft getrocknet und dann bei 470 ÂșC getrocknet. Auf diese Weise wurden achtzehn (18) ĂberzĂŒge auf gebracht. Nach dem letzten Ăberzug wurde die Anode 4 Stunden bei 525 ÂșC nachgetrocknet.
- Der Betrieb von 8 Proben des erhaltenen beschichteten TitantrĂ€gers ergab bei Anwendung als Anode in 12 normaler NaOH bei 95 ÂșC wĂ€hrend 4 Stunden bei 25 kA/mÂČ einen durchschnittlichen Gewichtsverlust von 5,27 g/mÂČ. Die Anwendung einer Probe als Anode in einer Chloralkalimembranzelle, die bei 3,3 kA/mÂČ betrieben wurde, ergab 0,06 %, 0,22 % und 0,38 %, bezogen auf das Volumen, an in dem Chlor-Zell-Produkt erzeugtem Sauerstoff bei einem pH des Elektrolyts von 2, 3 bzw. 4. Das Betriebspotential dieser Anode in der Membranzelle war 1,09 Volt gegenĂŒber einer Standardkalomelbezugselektrode.
- Der durchschnittliche kaustische Gewichtsverlust von 5,27 g/mÂČ war besonders bemerkenswert, da ein VergleichsĂŒberzug enthaltend 7,8 Mol-% Iridiumoxid, 15 Mol-% Rutheniumoxid und 77,2 Mol-% Titanoxid einen Gewichtsverlust von 8,9 g/mÂČ zeigte, wenn er unter den gleichen Bedingungen getestet wurde. Wenn sich die Mol-% darĂŒber hinaus, jedoch wieder im Vergleich dahingehend Ă€nderten, daĂ sie der erfindungsgemĂ€Ăen Zusammensetzung nĂ€her kamen, jedoch immer noch ein VergleichsĂŒberzug vorlag, stieg der kaustische Gewichtsverlust auf 19,2 g/mÂČ.
Claims (21)
1. Elektrode mit verringerter Sauerstoffentwicklung wÀhrend der
Elektrolyse von halogenhaltigen Lösungen bei niederem pH-
Wert, welche einen elektrisch leitenden MetalltrÀger mit
einein Ăberzug erhöhter StabilitĂ€t unter alkalischen
Bedingungen aufweist, wobei der Ăberzug mindestens 15 aber
weniger als 25 Mol-% Iridiumoxid, 35 bis 50 Mol-% Rutheniumoxid
und mindestens 30 aber weniger als 45 Mol-% Titanoxid bei
einer Basis von 100 Mol-% dieser in dem Ăberzug anwesenden
Oxide enthĂ€lt, wodurch der Ăberzug ein MolverhĂ€ltnis von
Titanoxid zu der Gesamtheit von Iridium- und Rutheniumoxiden
von weniger als 1 : 1 hat, wobei das MolverhÀltnis von
Rutheniumoxid zu Iridiumoxid gröĂer als 1,5 : 1 und bis 3 : 1
ist.
2. Elektrode nach Anspruch 1, in welcher der leitende
MetalltrÀger ein Metall ausgewÀhlt aus Titan, Tantal, Zirkon,
Niob, Aluminium, Wolfram und Legierungen und
intermetallischen Mischungen derselben enthÀlt.
3. Elektrode nach Anspruch 1, in welcher der leitende
MetalltrÀger Titan oder eine Legierung oder eine titanhaltige
intermetallische Mischung enthÀlt.
4. Elektrode nach Anspruch 3, in welcher der leitende
MetalltrĂ€ger einen ausgeglĂŒhten und geĂ€tzten TitantrĂ€ger enthĂ€lt.
5. Elektrode nach Anspruch 1, in welcher der Ăberzug ein
nichthomogener aber glatter Ăberzug aus gemischten Oxiden ist und
im wesentlichen aus 18 bis 22 Mol-% Iridiumoxid, 35 bis
40 Mol-% Rutheniumoxid und 40 bis 44 Mol-% Titanoxid bei
einem MolverhÀltnis von Rutheniumoxid zu Iridiumoxid von
1,7 : 1 bis 2,2 : 1 besteht.
6. Elektrode nach Anspruch 1, in welcher die Elektrode eine
Anode in einer Membranzelle ist, die zur Elektrolyse von
Kochsalzlösung bei einem pH-Wert in dem Bereich von etwa 2
bis etwa 4 verwendet wird.
7. Zur Bildung eines gemischten MetallĂŒberzugs auf einem
MetalltrĂ€ger geeignete Ăberzugszusammensetzung, welche ein
saures wĂ€Ăriges Medium umfaĂt, das lösliche Bestandteile von
Iridium, Ruthenium und Titan in Mengenanteilen enthÀlt,
welche mindestens 15 aber mehr als 25 Mol-% Iridium, 35 bis
50 Mol-% Ruthenium und mindestens 30 aber weniger als
45 Mol-% Titan bei einer Basis von 100 Mol-% dieser
Bestandteile gewÀhrleisten, wodurch die Zusammensetzung ein
MolverhÀltnis von Titan zu der Gesamtmenge von Iridium und
Ruthenium von weniger als 1 : 1 hat, wobei das MolverhÀltnis von
Ruthenium zu Iridium gröĂer als 1,5 : 1 bis zu 3 : 1 ist.
8. Ăberzugszusammensetzung nach Anspruch 7, in welcher das
saure wĂ€Ărige Medium eine starke anorganische SĂ€ure in
Wasser enthÀlt und einen pH-Wert in dem Bereich von etwa 0,2
bis etwa 0,8 aufweist.
9. Ăberzugszusammensetzung nach Anspruch 8, in welcher die
starke anorganische SÀure ChlorwasserstoffsÀure ist.
10. Ăberzugszusammensetzung nach Anspruch 7, in welcher die
löslichen Bestandteile kompatibel sind und ausgewÀhlt aus
Chloriden, Bromiden, Jodiden und Ammoniumchlorsalzen sind.
11. Ăberzugszusammensetzung nach Anspruch 10, in welcher alle
löslichen Bestandteile Chloride sind und das wĂ€Ărige Medium
ChlorwasserstoffsÀure enthÀlt.
12. Ăberzugszusammensetzung nach Anspruch 7, in welcher die
Anteile 18 bis 22 Mol-% Iridium, 35 bis 40 Mol-% Ruthenium
und 40 bis 44 Mol-% Titan liefern, wobei die Basis 100 Mol-%
dieser Bestandteile ist und wobei das MolverhÀltnis von
Ruthenium zu Iridium 1,7 : 1 bis 2,2 : 1 ist.
13. Ăberzugszusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die
Zusammensetzung einen elektrokatalytischen Ăberzug aus den
gemischten Metalloxiden auf einem elektrisch leitenden
VentilmetalltrÀger schafft.
14. Verfahren zum Herstellen einer Elektrode mit einem
elektrokatalytischen Ăberzug erhöhter Leistung in einer
Chloralkalizelle, wenn der Ăberzug in der Elektrode auf einem
elektrisch leitenden MetalltrÀger anwesend ist, durch:
AusglĂŒhen eines TitantrĂ€gers bei einer Temperatur von
mindestens etwa 450 ÂșC wĂ€hrend einer Zeit von mindestens
etwa 0,25 Stunden;
Ătzen der erhaltenen ausgeglĂŒhten OberflĂ€che mit einem
starken Ătzmittel zur Bildung einer auf gerauhten OberflĂ€che;
Aufbringen einer wĂ€Ărigen Ăberzugszusammensetzung
enthaltend Bestandteile, die thermisch zersetzbar sind, auf die
erhaltene geĂ€tzte OberflĂ€che, um einen Ăberzug aus
gemischtem Oxid der Bestandteile in der Menge von mindestens 15
aber weniger als 25 Mol-% Iridiumoxid, 35 bis 50 Mol-%
Rutheniumoxid und mindestens 30 aber weniger als 45 Mol-%
Titanoxid auf der Basis von 100 Mol-% dieser in dem Ăberzug
anwesenden Oxide zu schaffen, wodurch der Ăberzug ein
MolverhÀltnis von Titanoxid zu der Gesamtheit der Oxide von
Iridium und Ruthenium von weniger als 1 : 1 hat, wobei das
MolverhĂ€ltnis von Rutheniumoxid zu Iridiumoxid gröĂer
1,5 : 1 und bis zu 3 : 1 ist; und
Erhitzen des erhaltenen beschichteten TrÀgers auf eine
Temperatur von mindestens etwa 440 ÂșC wĂ€hrend einer Zeit von
mindestens etwa 3 Minuten.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem der ausgeglĂŒhte
TrĂ€ger auf etwa Zimmertemperatur abgekĂŒhlt wird und der
erhaltene abgekĂŒhlte TrĂ€ger dann geĂ€tzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem der ausgeglĂŒhte
TrĂ€ger mit einer starken anorganischen SĂ€ure als Ătzmittel
geÀtzt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die geÀtzte
OberflĂ€che vor dem Aufbringen der Ăberzugszusammensetzung mit
Wasser gespĂŒlt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die geÀtzte
OberflÀche eine aufgerauhte geÀtzte OberflÀche ist.
19. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die Ăberzugszusam
mensetzung auf den TitantrÀger durch elektrostatisches
BesprĂŒhen aufgebracht wird.
20. Verfahren nach Anspruch 14, in welchem der TitantrÀger bei
einer Temperatur in dem Bereich von etwa 600 ÂșC bis etwa
875 ÂșC ausgeglĂŒht wird.
21. Elektrode mit verringerter Sauerstoffentwicklung wÀhrend der
Elektrolyse von halogenhaltigen Lösungen bei niederem pH-
Wert, welche einen Ăberzug erhöhter StabilitĂ€t unter
alkalischen Bedingungen aufweist, wobei die Elektrode nach dem
Verfahren von Anspruch 14 hergestellt ist.
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