DK152592B - Katode til saltoploesning-elektrolyseceller, pastablanding til fremstilling af katoden samt fremgangsmaade til fremstilling af katoden - Google Patents

Description

t DK 152592 B

O

i

Den foreliggende opfindelse angår en katode til anvendelse i saltopløsnings-elektrolyseceller til fremstilling af chlor, hydrogen og kaustikum. Specielt angår opfindelsen en pastablanding til anvendelse ved fremstil-5 ling af katoden samt en fremgangsmåde til fremstilling af katoden.

Det er kendt, at man kan fremstille en aktiv, porøs nikkeloverflade ved selektivt at opløse en opløselig komponent, såsom aluminium eller zink, fra en legering af 10 nikkel og den opløselige komponent. Et sådant porøst nikkel samt den legering, ud fra hvilken det fremstilles, omtales hyppigt som henholdsvis Raney-nikkel og Raney-lege-ring, opkaldt efter opfinderen heraf. Der er tidligere blevet foreslået adskillige specifikke fremgangsmåder til frem-15 stilling af Raney-nikkel foruden mange forskellige anvendelser af dette materiale. I USA-patentskrift nr.

4.049.580 foreslås en fremgangsmåde til fremstilling af en Raney-nikkel-katalysator med underlag ved, at man påfører et nikkelunderlag en belægning af aluminium eller 20 en aluminium-nikkel-legering. Ved denne fremgangsmåde fås et tykt lag af NiAl^ på nikkelunderlaget. Dette lag er et forstadium til en Raney-nikkel-katalysator. I spalte 1, linie 30-34 i patentskriftet er det anført, at dannelsen af i^Al^ som overfladebelægning ikke er ønskelig. I USA-25 -patentskrift nr. 4.116.804 er modsætningsvis anført, at der kan fremstilles en forbedret elektrode med en porøs nikkeloverflade ved en proces, som omfatter interdiffusion af aluminium og nikkel ved temperaturer på mindst 660°C, hvorved der dannes et lag af en nikkel-aluminium-30 -legering (NijAl^), hvorfra aluminium derefter opløses selektivt. En således fremstillet elektrode, anvendt som katode i en elektrolytisk celle til fremstilling af hydrogen, chlor eller kaustikum ud fra en saltopløsning, viser exceptionelt lav hydrogen-overspænding.

35 I USA-patentskrift nr. 3.407.231 er også anført en fremgangsmåde til fremstilling af en negativ elektrode ved at frembringe et lag Ni2Al3 og derpå opløse og fjerne

O

DK 152592 B

2 det diffunderede aluminium ved hjælp af en kaustisk opløsning. Selv om mange af de kendte elektroder, fremstillet ud fra Raney-nikkel-katalysatorer, er gode katoder, har formålet med den foreliggende opfindelse været at finde 5 en elektrode, der kan fremstilles billigt, har fremragende mekanisk styrke, der giver lang levetid, og som nedsætter energiforbruget i et chlor-alkali-anlæg på grund af lav hydrogen-overspænding.

Ved den foreliggende opfindelse er tilvejebragt en 10 forbedret elektrode til anvendelse som katode i elektrolyseceller med vand eller saltopløsning og med enten diafragma eller membranseparator. Elektroden har høj aktivitet, udviser exceptionelt lav hydrogen-overspænding, og har fremragende mekanisk styrke foruden lave produktionsomkostninger.

15 Elektroden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Pastablandingen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at den indeholder 40 til 80 vægtprocent intermetallisk aluminium med formlen NiAl^ og 20 til 60 vægtprocent intermetallisk 20 bor med formlen Ni^B, begge beregnet i forhold til den totale mængde faste stoffer, samt et organisk flydende bæremedium, hvor forholdet faste stoffer:flydende bæremedium er 4:1 til 8:1. Pastaen dannes ved blanding af pulverne med et bæremedium-opløsningsmiddel-system af ethylengly-25 colcopolymer-hexylcarbitol.

Ved den foreliggende opfindelse er også tilvejebragt en forbedret fremgangsmåde til fremstilling af elektroden ved dannelse af et kontinuerligt overfladelag af aktivt, porøst nikkel blandet med nikkel i elektrisk kontakt 30 med en ledende metalkerne. Fremgangsmåden er ejendommelig ved, at pastablandingen ifølge opfindelsen påføres på et underlag af metal, brændes i luft ved 450 til 650°C, sintres i nitrogenatmosfære ved 800 til 900°C for at danne en forstadiebelægning på underlaget bestående af IS^Al^ og NiA^B, 35 og det intermetalliske aluminium og intermetalliske bor derefter praktisk taget fjernes ved opløsning. Fremgangsmåden

O

3

DK 152592B

omfatter således påføring af pastablandingen ved sprøjtning, påstryg-ning eller dypning og efterfølgende tørring ved 125°C. Derefter afbrændes bæremediet ved 325°C. Brænding ved 550°C i luft omdanner Ni^B komponenten i overfladebelægningen til nik-5 kel og B2°3* Derefter foretages en sintring ved 900°C under nitrogenatmosfære, hvorved der dannes en forstadiebelægning af I^Alg og NiA^B med et tyndt overtræk af Β2θ2·

Denne intermetalliske belægning vil være ca. 100 μπι tyk, og den underkastes derefter behandling med natriumhydroxid 10 eller kaliumhydroxid for at fjerne 60 til 90% af det intermetalliske aluminium og intermetalliske bor såvel som residual Β,^Ο^ ved opløsning. Til sidst behandles belægningen med NaNO^ eller H202 for at stabilisere den over for oxidation, når belægningen tørres. En analyse af basisbelæg-15 ningen viser, at den er en blanding af nikkel og Raney--nikkel på overfladen af elektroden. Denne fremgangsmåde sikrer let kontrollerede operationer, som let kan tilpasses stor drift. Desuden er den et omkostningsmæssigt effektivt middel til at gentilpasse en eksisterende saltop-20 løsningselektrolysecelle med minimal demontering.

Underlaget til katoden kan være en hvilken som helst hensigtsmæssigt udformet form for perforeret metal, strækmetal eller sigtedug. Til kommerciel saltopløsningselektrolyse foretrækkes en sigtedug som underlag. Underlagsmaterialet bør 25 have tilstrækkelig mekanisk styrke og korrosionsbestandighed, således at det kan anvendes til langvarig drift i et chlor--alkali-miljø. Almindeligt anvendt katodemateriale i saltopløsningselektrolyseceller er blødt stål eller stål med lavt indhold af carbon, og dette er det foretrukne materiale-30 underlag i den foreliggende opfindelse.

Forud for en hvilken som helst belægningsproces renses stålunderlagets overflade grundigt for eventuelle forekomster af olie, fedt og snavs ved vaskning med et opløsningsmiddel. Derefter sandblæses stålet for at styrke over-35 fladen og derved forbedre adhæsionen af den senere anvendte belægning.

O

4

DK 152592B

Pastaen, der anvendes som belægning på stålet, indeholder en blanding af Ni3B og NiAl^ pulvere med en kornstørrelse på 0,5 til 25 /am, fortrinsvis 1 til 10 /am.

Beregnet på den totale mængde faste stoffer bør NX3B 5 indholdet variere fra 20 til 60 vægtprocent og NiAl3 fra 40 til 80 vægtprocent. Blandinger, som falder uden for disse grænser, giver katoder, der er mekanisk svage (utilstrækkeligt NX3B) eller relativt inaktive (utilstrækkeligt NiAl^). Det foretrukne område er fra 30 til 50 vægtprocent NX3B og 50 10 til 70 vægtprocent NXAI3, da det er dette blandingsområde, der tillader fremstilling af yderst yderst aktive belægninger med særdeles god mekanisk styrke.

De intermetalliske partikler blandes med et indifferent organisk flydende bæremedium ved mekanisk blanding, 15 hvorved der fås en pastaagtig blanding. Som eksempler på organiske flydende bæremedier anvendelige hertil kan nævnes aliphatiske alkoholer, estere deraf, f.eks. acetater og propionater, terpener, såsom fyrreolie og terpineol, opløsninger af harpikser, såsom polymethacrylater af lavere alko-20 holer, eller opløsninger af ethylcellulose i opløsningsmidler, såsom fyrreolie og monobutyletherenaf ethylenglycolmonoacetat.

Den foretrukne bæremediekomponent i pastaen indeholder en ethylenglycolcopolymer (20 vægtprocent) opløst i hexylcar-bitol. Forholdet bæremedium: faste stoffer ligger i området 25 1:4 til 1:8, fortrinsvis fra 1:5 til 1:6. Der er erfaring for, at man uden for disse grænser får problemer med utilstrækkelig partikeldispersion og befugtning (mindre end 1:8) og med dårlig pastaadhæsion under påføring af belægningen (mere end 1:4). Ovennævnte tal svarer til ét foretrukkent område for 30 forholdet ethylenglycolcopolymer: faste stoffer på mellem 1:25 og 1:30.

Det totale indhold af opløsningsmiddel (hexylcarbitol) i pastaen bør ikke overstige 50 vægtprocent (slam ved dette punkt). Over dette niveau bliver materialet ekstremt tyndt 35 og fordrer for mange belægningsprocesser for at opbygge en ønskelig belægningstykkelse. Desuden bliver det meget vanske-

DK 152592B

O

5 ligt at opretholde slamhomogeniteten, og de faste stoffer fælder hurtigt ud i bunden af beholderen. Det virkelige opløsningsmiddelindhold afhænger i udstrakt grad af den belægningsprocedure, der skal anvendes, idet f.eks. sprøjtning kræ-5 ver et opløsningsmiddelindhold på 35 til 50 vægtprocent, medens påstrygning kræver en tykkere blanding, og følgelig et lavere opløsningsmiddelniveau, dvs. 20 til 40 vægtprocent. Blandingen til dyppebelægning fordrer endnu mindre opløsningsmiddel, hvor et passende område er 10 til 35 vægtprocent.

10 Uanset hvilken fremstillingsmetode der anvendes, bør den færdige belægning kun fremstilles efter en serie påføringer af belægning og tørringer (125°C i luft). Det er uhensigtsmæssigt at påføre belægningstykkelsen i ét trin. En sådan fremgangsmåde resulterer i dannelse af belægninger, som 15 ikke er så tætte og velsintrede som de, der er fremstillet ved multilagsfremgangsmåden. Der kræves mindst tre belægningstrin for at fremstille en belægning med optimale egenskaber.

Det er ønskeligt at opnå en tørret belægningstykkelse på mindst 100 /am.

20 Det overtrukne underlag underkastes derpå en serie på tre varmebehandlinger, hvoraf den første er en luftbrænding ved 275 til 350°C i 10 til 30 minutter for at afbrænde bæremediet. Brændingsbetingelserne er ikke kritiske, og de foretrukne betingelser er som anført ovenfor.

25 Den anden, varmebehandling omfatter omdannelse af nik- kelborid (Hi^B) til nikkelmetal og boroxid (B2O3). Denne behandling udføres fortrinsvis i luft og i temperaturområdet 500 til 600°C i løbet af 10 til 40 minutter. Ved temperaturer under 450°C foregår reaktionen for langsomt og ofte ufuld-30 stændigt. Ved temperaturer over 650°C begynder den beskyttelse, som B2O2 yder, at blive nedbrudt, og der sker en vis oxidation af nikkelet.

Den tredie varmebehandling omfatter sintring af nikkelpartiklerne og en samtidig reaktiv binding af NiAl^-par-35 tiklerne ved reaktion med nikkelet, hvorved der dannes et forstadie-lag af NI2AI2. Det tilstedeværende B2O3 virker

DK 152592 B

O

6 som aktivator for sintringen og tillader, at der anvendes en så lav sintringstemperatur som 800°C. Sintringen udføres i en nitrogen- eller reducerende atmosfære i tem-peraturområdet 800 til 900°C og i et tidsrum på 10 til 20 5 minutter (afhængigt af temperaturen). Under 750°C sker der kun ringe sintring selv efter 120 til 180 minutter, og den fremkomne struktur er mekanisk svag og dårligt adhæreret til stålet. Over 950°C er reaktionen mellem NiAlj og nikkelet så hurtig, dvs. mindre end 5 minutter, at betingelsen er uigennem-10 førlig. Længere tids behandling ved sådanne temperaturer resulterer udelukkende i dannelse af N^Al^ med underskud af aluminium (40 vægtprocent Al) og NiAl, som begge kan være skadelige for aktiviteten af den færdige elektrode.

En anden sammensætning, der er støkiometrisk konsi-15 stent med NiAl2B, foreligger i forstadie-strukturen sammen med Iti^Alg. Oprindelsen af denne fase, som selv er et forstadium til aktivt porøst nikkel og derfor ligeså fordelagtig for aktiviteten af en katodebelægning som Ifa^Alg, er ikke bevist. Røntgenstråle-diffraktionsdata tyder imidlertid på, 20 at andelen af NiA^B stiger efterhånden som sintringstiden stiger, og det er derfor sandsynligt, at der dannes NiAl2B som et resultat af vekselvirkningen mellem Ni-^Al^ og B203, dvs: 2 N±2A13 + B203 = 2 NiAl2B + Al203 + 2 Ni 25 Den relative andel af Ni2Al3 og UiAl2B i forstadiestrukturen er ikke nogen kritisk faktor i bestemmelsen af katodeaktiviteten.

Den brændte belægningstykkelse bør være mindst 100 yum. De mest foretrukne tykkelser er imidlertid mellem 150 og 3Q 300 /ara.

Det næste trin i fremstillingen af den porøse nikkelbelægning er fjernelsen ved opløsning af mindst 60 vægtprocent, men fortrinsvis mellem 80 og 95 vægtprocent af det interme-talliske aluminium og intermetalliske bor i belægningen. I 35 udludningstrinnet anvendes almindeligvis en stærk base, såsom

NaOH, KOH, eller andre stærkt basiske opløsninger, som er i

O

7

DK 152592B

stand til at opløse det intermetalliske aluminium og interme-talliske bor. Udludningen udføres fortrinsvis i vandige kaustiske opløsninger, der indeholder mellem 5 og 40 vægtprocent NaOH og ved en temperatur mellem 25 og 105°C. Det er 5 imidlertid uhensigtsmæssigt at anvende de mest ekstreme betingelser, dvs. 40 vægtprocent NaOH ved 105°C for at starte opløsningen, fordi voldsomheden af reaktionen vil forvolde mekanisk skade på belægningen. I stedet er det meget mere hensigtsmæssigt at gå frem efter en to- eller endog tretrins 10 procedure som følger: 10 vægtprocent NaOH ved stuetemperatur stigende til 50°C i løbet af 4 timer 20 vægtprocent NaOH ved 60 til 80°C i løbet af 4 timer og 40 vægtprocent NaOH ved 90 til 105°C i op til 6 timer.

15 Efter udludningen kan den aktive nikkelbelægning ud vise en tendens til at blive varm, når den udsættes for luften. Denne tendens til selv at blive varm kunne muligvis føre til pyroforproblemer. For at eliminere dette potentielle problem kan der imidlertid gennemføres et vilkårligt trin 20 gående ud på kemisk behandling af det porøse nikkellag.

Egnede metoder for en sådan kemisk behandling omfatter ned-dypning af det porøse nikkel i mindst 1 time og sædvanligvis mindre end 4 timer i en fortyndet vandig opløsning, der f.eks. indeholder (a) 3 vægtprocent NaNO^ eller (b) 3 vægtprocent 25 eller (c) 3 vægtprocent NaClO^ og 10 vægtprocent

NaOH eller (d) 0,2 vægtprocent H2O2.

Katoderne ifølge opfindelsen er anvendelige som katoder i celler til elektrolyse af en saltopløsning, vand eller lignende. Elektroderne anvendes især i saltopløsnings-30 elektrolyseceller, hvor overfladebelægningens høje elektrokemiske aktivitet forbliver konstant ved langvarig brug. Når elektroden skal anvendes i en saltopløsningselektrolyse--diafragma-celle, kan diafragmaet anvendes direkte på belægningsoverfladen. For eksempel kan en rørformet sigtedugselek-35 trode med sugning gennem den indvendige side af røret ned-dyppes i en vandig dispersion af polytetrafluorethylenfibre

O

8

DK 152592B

og asbestfibre. Fibrene suges hen på den ydre overflade af sigtedugen, indtil der er dannet et diafragma af den ønskede tykkelse. Efter at sugningen er ophørt, fjernes vandet fra aggregatet f.eks. ved opvarmning ved 95°C i 5 timer. Til 5 færdiggørelse af diafragmaet opvarmes aggregatet derpå ved 350°C i ca. 1/2 time i en indifferent atmosfære.

Som bekendt er den tilfredsstillende funktionslevetid for sådanne diafragmaer ikke så lang som for katoderne i saltopløsnings-elektrolysecellerne. Af økonomiske grunde skal -i 0 diafragmaerne udskiftes adskillige gange i løbet af katodens funktionslevetid. Med elektroderne ifølge den foreliggende opfindelse kan diafragmaerne let fjernes fra belægningsoverfladen og udskiftes mange gange uden skade på den elektrokemiske aktivitet eller de mekaniske egenskaber af elektroden.

15 Lignende tilfredsstillende resultater opnås med andre diafragmamaterialer og med membranmaterialer.

Til konventionelle kommercielle saltopløsnings-elek-trolyseceller til fremstilling af chlor, hydrogen og kaustikum anvendes der sædvanligvis blødt stål som katodemateriale. Under o 20 typiske driftsbetingelser med en strømtæthed på 155 mA/cm har sådanne bløde stål-katoder en hydrogen-overspænding på ca. 0,23 V. En reduktion af denne overspænding kan frembringe betydningsfulde besparelser i energiforbrug og omkostninger.

Med katoderne ifølge den foreliggende opfindelse opnås der 25 sådanne besparelser, idet de ved at erstatte de konventionelle bløde stål-katoder bevirker betydelige reduktioner med hensyn til spændingsbehov.

I de følgende eksempler er alle procentangivelser baseret på vægt med mindre andet er angivet.

30 Eksempel 1

En pastablanding, der indeholder 31,6% Ni^B og 50,1% N1AI3 pulvere, 14,3% bæremedium (20% ethylenglycolcopolymer i hexylcarbitol) og yderligere 4% hexylcarbitol blandes grundigt sammen og blandes på en tre-valse-mølle. Valsnings-35 proceduren består af 4 passager, den første ved et valsetryk på 3,4 kg/cm , den anden ved 6,8 kg/cm og den tredie og 2 fjerde ved 13,6 kg/cm .

O

9

DK 152592B

Et prøvestykke af blødt stål renses med perchlor-ethylen som opløsningsmiddel og sandblæses med nr. 60 A^O^ sandskorn med 2 kg/cm2. På et område på prøvestykket svarende o til 6,45 cm trykkes pastablandingen på en sigtedug, hvorved 5 der fås en belægning med en tykkelse på ca. 50 j.m. Derefter tørres belægningen ved opvarmning til 125°C i 20 minutter.

Den forudgående proces gentages derefter, indtil der er opnået en belægningstykkelse på 250yum.

Det med belægning forsynede prøvestykke af stål op-10 varmes derpå ved 325°C i 15 minutter for at afbrænde det organiske bæremedium. Derefter hæves temperaturen til 550°C, og prøvestykket holdes ved denne temperatur i 30 minutter for at lade omdannelsen af Ni^B til Ni og B2°3 s^e· sidst overføres prøvestykket til en nitrogenovn og opvarmes ved 15 900°C i 20 minutter for at sintre Ni og NiAl^ partiklerne og omdanne dem til NJ^Alg fog NiA^B) . Efter denne behandling får prøvestykket lov at afkøle i en nitrogenstrøm i 30 minutter, hvorefter det fjernes fra ovnen og får lov at afkøle i luften.

Det belagte prøvestykke behandles derpå for at udlude 20 det intermetalliske aluminium og intermetalliske bor ved ned-dypning i en opløsning af 10% NaOH i vand i 4 timer, i løbet af hvilket tidsrum temperaturen i opløsningen øges fra omgivelsestemperatur til 50°C. Efter at hydrogengasudviklingen er ophørt, overføres prøvestykket til en anden opløsning på 20% 25 NaOH i vand, der holdes ved 60°C, og udludes i et tidsrum af 4 timer, i løbet af hvilken tid temperaturen øges til 80°C.

Til sidst, i et tredie trin, koges prøvestykket i 40% NaOH ved 105 til 110°C i 3 timer, hvorefter der ikke længere observeres nogen hydrogengasudvikling.

30 Det behandlede prøvestykke anvendes derpå som katode i en elektrokemisk celle, der arbejder ved 96°C med en katolyt, der indeholder 12% NaOH og 16% NaCl. Katodepotentialet måles i forhold til en mættet calomelektrode under anvendelse af en 2

Luggin kapillær ved strømtætheder på 70, 145 og 290 mA/cm . De 35 målte katodepotentialer er henholdsvis 1,110, 1,121 og 1,135 V.

O

10

DK 152592B

Et Tabehandlet blødt stål-prøvestykke anvendt som katode i cellen giver katodepotentialer på 1,287, 1,358 og 1,422 V på samme basis.

Eksempel 2 5 En pastablanding, der indeholder 25,3% Ni^B og 40,2%

NiAl^ pulvere, 11,4% bæremedium (det samme som i eksempel 1) plus yderligere 23,1% hexylcarbitol, blandes grundigt sammen, hvorpå det blandes på en tre-valse-mølle. Valsningsprocedu- ren består af fire passager, de to første ved et valsetryk på 2 2 10 6,8 kg/cin og den tredie og fjerde ved 13,6 kg/cin .

Et prøvestykke af blødt stål renses med perchlorethy- len som opløsningsmiddel, hvorpå det sandblæses med nr. 60 A1„0^ 2 m sandskorn med 2 kg/cm . Et område på prøvestykket svarende til 2 ...

6,45 cm overstryges aerpa, idet der anvendes ovennævnte blan-15 ding, hvorved der fås en ca. 25/um tyk belægning. Derefter tørres belægningen ved 125°C i 10 minutter. Den forudgående proces gentages derefter, indtil der på overfladen af stål-underlaget er opbygget en belægningstykkelse på ca. 250/am.

Hele den efterfølgende bearbejdning udføres i overensstemmelse 20 med fremgangsmåden i eksempel 1.

Det behandlede prøvestykke anvendes derpå som katode i en elektrokemisk celle, der arbejder ved 96°C med en ka- tolyt, der indeholder 12% NaOH og 16% NaCl. Katodepotentialet måles i forhold til en mættet calomelelektrode under anven-25 delse af en Luggin kapillær ved strømtætheder på 57, 170 og 283 mA/cm . De målte katodepotentialer er henholdsvis 1,115, 1,129 og 1,138 V. Et ubehandlet prøvestykke af blødt stål giver katodepotentialer på 1,249, 1,367 og 1,419 V på samme basis.

30

Eksempel 3

En pastablanding, der indeholder 35,9% N13B og 41,9% NiAl^ pulvere, 13,6% bæremedium (det samme som i eksempel 1) og yderligere 8,6% hexylcarbitol blandes grundigt 35 sammen, hvorpå det blandes på en tre-valse-mølle. Valsnings-proceduren omfatter fire passager, de to første ved et val- 11

DK 152592B

o 2 2 setryk på 3/4 kg/cm / den tredie ved 6,8 kg/cm og den fjerde 2 ved 13,6 kg/cm .

2

Et område på 6,45 cm af en 6 mesh sigtedug af blødt stål med en gennemsnitlig tråddiameter på 0,228 cm renses 5 med perchlorethylen som opløsningsmiddel, hvorpå den sandblæses med nr. 60 A^O^ sandskorn med 2 kg/cm .

Sigtedugen dyppes derpå i pastaen, fjernes efter to eller tre sekunder, hvorpå den får lov at henstå vertikalt, indtil overskydende materiale er dryppet af. Efter tørring 10 ved 125°C i 15 minutter opnås en belægningstykkelse på ca. 35 yum. Den forudgående procedure gentages derefter, indtil der er opnået en total belægningstykkelse på ca. 250 på overfladen af sigtedugen. Hele den efterfølgende bearbejdning udføres derpå i overensstemmelse med det i eksempel 1 15 anførte.

Katodepotentialmålinger udføres på den belagte sigtedug i forhold til en mættet calomelektrode ved strømtæthe-der på 74, 149 og 248 mA/cm . Der fås katodepotentialværdier på 1,119, 1,124 og 1,131 V. Ubehandlet sigtedug af blødt 20 stål giver katodepotentialværdier på henholdsvis 1,320, 1,400 og 1,450 V på samme basis.

Eksempel 4

Der fremstilles en prøve i overensstemmelse med proceduren anført i eksempel 1 bortset fra, at sintringstemperatu-25 ren er 800°C og sintringstiden er 90 minutter.

Der udføres katodepotentialmålinger på det belagte materiale i forhold til en mættet calomelektrode ved strøm-tætheder på 113, 170 og 226 mA/cm2. Der opnås katodepotentialværdier på 1,123, 1,132 og 1,139 V. Et ubehandlet prøvestykke q r\ af blødt stål giver på samme basis katodepotentialer på 1,318, 1,369 og 1,407 V.

Eksempel 5

Der fremstilles en prøve i overensstemmelse med proceduren anført i eksempel 3 bortset fra, at sintringstemperatu-

OO

ren er 800°C og sintringstiden 90 minutter.

O

12

DK 152592B

Der udføres katodepotentialmålinger på den belagte sigtedug i forhold til en mættet calomelektrode ved strøm- 2 tætheder på 74, 149 og 248 mA/cm . Der opnås katodepotential-værdier på 1,126, 1,134 og 1,140 V. Ubehandlet sigtedug af 5 blødt stål giver katodepotentialværdier på henholdsvis 1,320, 1,400 og 1,450 V på samme basis.

10 15 20 25 30 35

Claims (7)

1. Katode til anvendelse i saltopløsning-elektro-lyseceller til fremstilling af chlor, hydrogen og kausti-kum, kendetegnet ved, at man til dannelse heraf 5 påfører en pastablanding, som indeholder 40 til 80 vægtprocent intermetallisk aluminium med formlen NiAl^ og 20 til 60 vægtprocent intermetallisk bor med formlen Ni^B, begge beregnet i forhold til den totale mængde faste stoffer, samt et organisk flydende bæremedium, hvor forholdet 10 faste stoffer:flydende bæremedium er 4:1 til 8:1 på et underlag af metal, brænder belægningen ved 450 til 650°C i luft, sintrer i nitorgenatmosfære ved 800 til 900°C, for at danne en forstadie-struktur bestående af NI2AI2 og NiA^B, og derefter praktisk taget fjerner det intermetalliske alu- 15 minium og intermetalliske bor ved opløsning, hvorved man får katoden.

2. Pastablanding til anvendelse ved fremstilling af katoden ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den indeholder 40 til 80 vægtprocent intermetallisk alu- 20 minium med formlen NiAl^ og 20 til 60 vægtprocent intermetallisk bor med formlen Ni^B, begge beregnet i forhold til den totale mængde faste stoffer, samt et organisk flydende bæremedium, hvor forholdet faste stoffer: flydende bæremedium er 4:1 til 8:1.

3. Pastablanding ifølge krav 2, kendeteg net ved, at de faste stoffer består af 30 til 50 vægtprocent Ni^B og 50 til 70 vægtprocent NiAl^·

4. Pastablanding ifølge krav 2, kendetegnet ved, at bæremediet er en ethylenglycolcopolymer op- 30 løst i hexylcarbitol.

5. Pastablanding ifølge krav 4, kendetegnet ved, at forholdet mellem faste stoffer og ethylenglycolcopolymer er 25:1 til 30:1.

6. Fremgangsmåde til fremstilling af en nikkelbe- 35 lagt elektrode ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en pastablanding ifølge krav 2 påføres på et underlag af metal, brændes i DK 152592B O luft ved 450 til 650°C, sintres i nitrogenatmosfære ved 800 til 900°C for at danne en forstadiebelægning på underlaget bestående af l^Alg og NiA^B, og det intermetalliske aluminium og intermetalliske bor derefter praktisk taget 5 fjernes ved opløsning.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at underlaget er blødt stål, og pastablandingen påføres ved dypning af stålet i pastablandingen mindst tre gange og tørring af pastaén på stålet efter hver dyp-10 ning. 15 20 25 30 35