EP2447395A2 - Elektrode für die elektrolytische Chlorherstellung - Google Patents

Elektrode für die elektrolytische Chlorherstellung Download PDF

Info

Publication number
EP2447395A2
EP2447395A2 EP11186428A EP11186428A EP2447395A2 EP 2447395 A2 EP2447395 A2 EP 2447395A2 EP 11186428 A EP11186428 A EP 11186428A EP 11186428 A EP11186428 A EP 11186428A EP 2447395 A2 EP2447395 A2 EP 2447395A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ruthenium
titanium
iridium
layer
coating
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.)
Withdrawn
Application number
EP11186428A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2447395A3 (de
Inventor
Andreas Bulan
Jürgen KINTRUP
Rainer Weber
Ruiyong Chen
Vinh Trieu
Harald Natter
Rolf Hempelmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Bayer MaterialScience AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer MaterialScience AG filed Critical Bayer MaterialScience AG
Publication of EP2447395A2 publication Critical patent/EP2447395A2/de
Publication of EP2447395A3 publication Critical patent/EP2447395A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/24—Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
    • 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

Definitions

  • the invention is based on electrodes containing known noble metal catalysts for the electrolytic production of chlorine.
  • the invention relates to a process for the preparation of a catalyst coating for electrodes for improved chlorine production, which is applied to an electrically conductive substrate and novel electrodes obtainable from the process.
  • the coating consists in particular of a dense and crack-free base layer and a highly porous covering layer.
  • the base and cover layers consist, for example, of mixed oxides which are based on Ti, Ru or Ir and one or more doping elements of the transition metal series. Both layers are applied to an electrically conductive support by means of a modified sol-gel process followed by thermal treatment.
  • the overvoltage for the charge transfer at the anode depends strongly on the material, the morphology of the surface and the method of preparation of the catalyst from.
  • Modern anodes are usually based on expanded metal sheets as supports made of titanium, nickel, tantalum or zirconium. On the surface of these supports are usually applied oxides or oxide mixtures of elements of the platinum group.
  • ruthenium dioxide (RuO 2 ) is a stable catalyst for chlorine evolution.
  • RuO 2 is a stable catalyst for chlorine evolution.
  • the DE 40 32 417 A1 describes a RuO 2 -TiO 2 coating with a gradient structure.
  • the ruthenium content decreases towards the anode surface in the layer from 40 to 20 mol%.
  • the anodic oxidation should thus take place almost exclusively at the interface with the electrolyte and thus avoid a life-reducing volume erosion.
  • EP 0 867 527 A1 describes the preparation of a ternary oxide mixture of TiO 2 , RuO 2 and IrO 2 for different electrode applications with a gradient from the first deposited layer to the surface increasing gradient of the ratio of metal oxides of the noble metals to the oxide of the valve metal from 13 to 100 mol% to the outermost applied Layer. Since the uppermost layer consists only of noble metal oxides, at least in the case of chlorine production, the abovementioned disadvantages of pure noble metal oxides, in particular the insufficient long-term stability, are to be expected.
  • WO 2006/028443 A1 describes the preparation of palladium-containing catalyst mixed oxide layers which, in addition to Ru and iridium oxides, may also contain antimony, tin and tantalum as doping elements.
  • a lowering of the overpotential for chlorine evolution by 100 mV was obtained compared to undoped layers.
  • thermal decomposition methods for producing doped and undoped catalyst layers which are applied as a single layer to a metallic substrate are known from the following publications: J. Electrochem. Soc. 129 1689 (1982 ) Electrochimica Acta 42, 3525 (1997 ) J. Alloys and Compounds 261, 176 (1997 ).
  • the electrolytes can penetrate through the defects of the electrocatalytic active oxide layer to the titanium substrate and attack this, which causes a detachment of the electrocatalytically active oxide layer and further promotes the growth of an electrically insulating titanium oxide intermediate layer between the metallic support material and the active oxide layer, which subsequently results in increased ohmic losses and deactivation of the anode, such as LM Da Silva, et al., J. Electroanal. Chem. 532, 141 (2002 ) is described.
  • a drawback of this method is the large number of job cycles required with high material consumption. Another disadvantage is that because of the lower defect number, the electrochemically active area and thus the electrocatalytic activity decreases, combined with an increased consumption of electrical energy in the electrolysis. Furthermore, the lower electrical conductivity compared to the carrier material can lead to increased ohmic losses and to increased cell voltages in the electrolysis when layer thicknesses are too high.
  • an interlayer located on the valve metal support and below the electrocatalytically active outer layer has been developed.
  • Such an intermediate layer may also be described by the terms undercoat layer, barrier layer, protective layer or base layer, and the outer layer may also be referred to as cover layer.
  • the characterization of the surface structure was carried out electrochemically by determining the cyclovoltammetric charge on the electrodes produced.
  • the cyclovoltammetric charge is 12 mC / cm 2 and for RuO 2 -SnO 2 is 13 mC / cm 2 .
  • US 3,776,834 describes that the overpotential for the chlorine deposition with respect to the system 33.3 mol% RuO 2 -66.7 mol% TiO 2 is achieved by 40 mV by using the ternary system 19 mol% RuO 2 , 13 mol% SnO 2 , 68 mol% TiO 2 , by partially replacing the RuO 2 with SnO 2 .
  • the use of doping elements can also increase the chemical corrosion resistance.
  • US 4,039,409 and US 3,948,751 describe the preparation of doped catalyst layers by mixing the salt of a doping element with thermally unstable Ru salts and applied directly to titanium in an application process. The final thermal treatment results in a doped catalyst layer. The composition in the layer can be controlled by the amount of salt of the doping element.
  • mixed oxides can be prepared by the controlled hydrolysis and condensation of precursor compounds.
  • CN 1900368 A1 are introduced into an anode coating consisting of RuO 2 and a high content of CeO 2 dopants of Sn, Ir, Mn, and cobalt oxide by means of a sol-gel process.
  • the authors observed in the doped ternary or quaternary coatings (with 45 mol% RuO 2 ) increased activity for the chlorine evolution with respect to the binary RuO 2 / CeO 2 system.
  • catalyst coatings prepared by the sol-gel technique exhibit increased stability and durability compared to conventionally prepared coatings (thermal salt decomposition).
  • Y. Zeng et al. Ceramics International 33, 1087 (2007 ) that RuO 2 -IrO 2 -TiO 2 catalyst layers, which were prepared by sol-gel technique, an increased activity due to the reduced particle size is observed.
  • the invention relates to a new electrode at least consisting of an electrically conductive substrate and a catalytically active coating, characterized in that the catalytic active layer is based on two catalytically active components containing at least iridium, ruthenium or titanium as the metal oxide or mixed oxide or mixtures of said Contains oxides, wherein the total content of ruthenium and / or iridium based on the sum of the elements iridium, ruthenium and titanium, at least 10 mol%, preferably 10 to 28 mol%, preferably 10 to 20 mol%, and that at least an oxidic base layer is provided, which is applied to the electrically conductive support and which is impermeable to aqueous electrolytes comprising NaCl and / or NaOH or HCl.
  • the electrically conductive substrate is preferably based on a valve metal, particularly preferably on a metal of the series titanium, tantalum, niobium and nickel or an alloy of these metals with a main constituent of titanium, tantalum or niobium.
  • the new catalyst coating for chlorine evolution consists for example of an active noble metal component, preferably RuO 2 or RuO 2 / IrO 2 with a content of 10 - 20 mol% calculated on the Automatmetalloxidmenge, a component for stabilization (preferably TiO 2 ) and a doping in the form a transition metal oxide (preferably tin, lanthanum, vanadium, zirconium, chromium, molybdenum).
  • concentration of the doping is in particular 5 to 15 mol%.
  • the cyclovoltammetric capacitive charge (q a ) determined by integration of the anodic branch of the cyclic voltammogram in a potential scan speed range of 5 mV / s to 200 mV / s is always less than 10 mC / cm 2 , preferably less than 5 mC / cm 2 and more preferably less than 2 mC / cm 2 .
  • an additional cover layer which has a cyclovoltammetrische capacitive charge ( q a ) which is greater than that of the base layer.
  • the cyclovoltammetric capacitive charge of the cover layer ( q a ) is preferably at least 10 mC / cm 2 , more preferably at least 20 mC / cm 2 .
  • the base layer has in particular a surface charge (as oxide) of 0.1 to 20 g / m 2 , preferably 0.5 to 10 g / m 2 , the outer layer in particular a surface charge (as oxide) of at least 2 g / m 2 , preferably at least 5 g / m 2 .
  • a new electrode is preferred in which the loading (basis weight) of the cover layer is at least 2 g / m 2 , preferably at least 5 g / m 2 .
  • a particular embodiment of the new electrode is characterized in that the cover layer, viewed in a cross section through the layer thickness, has a varying amount ratio of iridium to titanium and / or ruthenium to the titanium component.
  • the ratio of iridium to titanium and / or ruthenium to titanium in the cover layer decreases in a cross section through the layer thickness as viewed from the outside in the direction of the electrically conductive support.
  • NiO 2 As starting compounds for the preparation of Edelmetalloxid- and stabilizing component (eg TiO 2 ) of the anode coating chlorides, nitrates, alkoxides, acetylacetonates are preferably used.
  • precursor salts for the production of the noble metal component preference is given to using ruthenium acetylacetonates, iridium acetylacetonates or iridium acetates.
  • TiO 2 is available for example from titanium isopropoxide or titanium butoxide.
  • the doping agents are more preferably introduced via the precursor salts vanadium acetylacetonate, vanadium tetrabutoxide, zirconium n-propoxide, zirconium nitrate, molybdenum acetate, tin acetate, zinc isopropoxide, lanthanum acetylacetonate, lanthanum nitrate.
  • a further preferred embodiment of the new electrode is characterized in that the covering layer comprises the components of the catalytically active layer and additionally contains pore-forming compounds, in particular compounds of lanthanum, in particular lanthanum oxide or polymers, in particular polyvinylpyrrolidone.
  • the base layer is electrically conductive and has a conductivity of at least 10 S / m, preferably at least 1000 S / m, more preferably at least 10000 S / m.
  • a further novel electrode which is the subject of the invention, and at least consists of an electrically conductive substrate and a catalytically active coating, characterized in that the catalytic active layer is based on two catalytically active components, containing at least iridium, ruthenium or titanium as metal oxide or mixed oxide or mixtures of said oxides, wherein the total content of ruthenium and / or iridium based on the sum of Elements iridium, ruthenium and titanium, at least 10 mol%, preferably 10 to 28 mol%, preferably 10 to 20 mol%, and that up to half of the ruthenium and / or iridium by vanadium, zirconium or molybdenum, is preferred replaced by vanadium.
  • This selected structure may preferably be combined with the object of the electrode described first, so that in this case also an oxide base layer is provided, which is applied to the electrically conductive support and impermeable to aqueous electrolytes comprising NaCl and / or NaOH or HCl is.
  • Another object of the invention is a method for producing an electrode, in particular a new electrode described above, characterized in that in a first step to an electrically conductive carrier one or more times sol-gel coating solution containing a solution or dispersion of metal compounds of one or more the metals: Ruthenium, iridium and titanium are applied to the support in particular by immersion and then freed of solvent, and then the dried metal compound layer at elevated temperature, in particular at least 350 ° C, preferably at least 400 ° C, calcined in the presence of oxygen-containing gases and, if appropriate, the steps: application of the solution or dispersion, drying and calcination are repeated one or more times.
  • drying is carried out at elevated temperature, in particular at least 200 ° C., preferably at least 240 ° C.
  • a lower carboxylic acid in particular propionic acid, C 1 to C 5 alcohols or ketones or mixtures thereof is added to the metal compound solutions for the production of the base layer and / or the cover layer.
  • the so-called propionic acid-sol-gel method is particularly preferably used.
  • the solvent used for the abovementioned compounds is a mixture of propionic acid with alcohols (methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanol) in various concentrations.
  • the resolution of Precursor salts occur separately for each precursor salt at a temperature above 130 ° C with stirring.
  • the duration of the dissolution process is about 1 hour. This results in a transparent and stable sol solution.
  • the use of propionic acid leads to the complexation of the metal cations used and thus allows a controlled hydrolysis.
  • the solutions of the individual precursor salts are mixed and then stirred. From this mixture, the coating solution for the production of electrocatalytically active chlorine evolution anodes is formed.
  • This coating solution may be applied to substrates such as e.g. Titanium sheets or titanium mesh (eg titanium expanded metal) can be applied. Before application, the substrates must be mechanically, chemically or electrochemically cleaned, polished and roughened. This results in improved adhesion of the coating.
  • Substrates can now be coated with this coating solution.
  • the sol is fixed on the substrate.
  • the organic components are removed and the mixed oxide crystallizes in nanostructured particles.
  • the introduction of a doping can be done by means of the sol-gel technique. These dopings can increase the activity of the catalyst and thus allow a reduction of the noble metal content.
  • the coating solution can be applied by dipping, brushing, dropping, spraying or spinning.
  • the layer is then dried, in particular at room temperature, and then sintered, for example, at 250 ° C. for at least 10 minutes and then at 450 ° C. for at least 5 minutes.
  • the final sintering step for stabilizing the layer takes place, for example, at 450 ° C. for 12 to 30 minutes.
  • pure oxygen or an oxygen-enriched atmosphere may be used.
  • the layer thickness can be varied. By this procedure, multilayers are accessible.
  • the invention further provides an electrolyzer for the electrolysis of solutions containing sodium chloride or hydrogen chloride, characterized in that a new electrode described above is provided as the anode of the electrolyzer.
  • the invention also relates to the use of the new electrode described above as an anode in electrolysers for the sodium chloride or hydrogen chloride electrolysis for the electrochemical production of chlorine.
  • Titanium plates with a diameter of 15 mm (thickness 2 mm) were sandblasted for cleaning and roughening the surface and then etched in 10% oxalic acid at 80 ° C (2 hours), then cleaned with isopropanol and dried in a stream of nitrogen.
  • the layer was sintered for 10 minutes at 250 ° C and then for 10 minutes at 450 ° C in air. These procedures (coating solution coating, drying, sintering) were repeated 8 times. After the 9th coating step, the coated titanium substrate was sintered at 450 ° C for one hour. This resulted in a sample of the composition 25 mol% Ru / 70 mol% Ti / 5 mol% V based on the metallic constituents. Calculated on the metal content this corresponds to a ruthenium loading of 6.4 g / m 2 . This corresponds to a total coating loading of 23.7 g / m 2 (as the sum of the oxides RuO 2 , TiO 2 , V 2 O 5 ).
  • the electrocatalytic activity for chlorine evolution was determined by chronoamperometry (reference electrode: Ag / AgCl, electrolyte: 3.5 M NaCl, pH: 3, room temperature). In the experiment, a steady state current density of 1 kA / m 2 was set. The resulting voltage was 1.17 volts.
  • the titanium substrates are pretreated analogously to Example 1.
  • a part of the coating solution was applied to a titanium plate by means of a brush. This was air-dried at 80 ° C for 10 minutes and then at 470 ° C for 10 minutes in air treated. This process (solution coating drying, heat treatment) was carried out a total of eight times. Subsequently, the plate was treated for one hour at 520 ° C in air.
  • the ruthenium surface charge was determined from the consumption of the coating solution at 16 g / m 2 , which corresponds to a total coating loading of 49.2 g / m 2 (as oxides) at a composition of 31 mol% RuO 2 and 69 mol%. TiO 2 .
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the crack-free and dense coatings were prepared by dip coating.
  • the titanium substrates were immersed in the coating solution for a period of 20 seconds and then pulled out vertically from the coating solution at a rate of 167 mm per minute and then dried in air.
  • the layer was first sintered at 250 ° C for 10 minutes and then at 450 ° C for 5 minutes in air.
  • the process of dip coating-drying-sintering was repeated 5 times.
  • the resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s.
  • FIG. 1 The resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s.
  • FIG. 1 The resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s.
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the crack-free and dense coatings were obtained analogously to Example 6.
  • the process of dip coating-drying-sintering was repeated 15 times. This resulted in a sample of the composition 25 mol% Ru, 75 mol% Ti based on the metallic constituents. Calculated on the metal content this corresponds to a ruthenium loading of 0.50 g / m 2 . This corresponds to a total coating loading of 1.84 g / m 2 (as the sum of the oxides RuO 2 , TiO 2 ).
  • the resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s.
  • FIG. 2 The resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s. FIG. 2 ,
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the coating solutions were obtained by dissolving 421.1 mg of ruthenium (III) chloride hydrate (RuCl 3 .xH 2 O, 36% Ru) in 4.62 mL of isopropanol and stirring overnight (solution A). 1,332 ml of titanium isopropoxide (Ti (i-OPr) 4 ) were added to a premixed solution of 2.246 ml of 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and 5 ml of isopropanol and stirred for 30 minutes (solution B). Solution A and Solution B were mixed by sonication and a clear solution was obtained. Subsequently, 25.8 ⁇ L of acetic acid and 108 ⁇ L of deionized water were added to the solution. The solution thus prepared was covered and stirred overnight at room temperature.
  • ruthenium (III) chloride hydrate RuCl 3 .xH 2 O, 36% Ru
  • the crack-free and dense coatings were prepared by dip coating.
  • the titanium substrates were immersed in the coating solution for 20 seconds, and then pulled out vertically from the coating solution at a rate of 193 mm per minute, followed by drying in air.
  • the layer was sintered for 30 minutes at 90 ° C and then for 10 minutes at 450 ° C in air.
  • the process of dip coating-drying-sintering was repeated 6 times.
  • the resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s.
  • FIG. 3 The resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s. FIG. 3 ,
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the coating solutions were obtained by dissolving 210.6 mg of ruthenium (III) chloride hydrate (RuCl 3 .xH 2 O, 36% Ru) in 4.81 mL of isopropanol and stirring overnight (solution A). 666.1 ⁇ L of titanium isopropoxide (Ti (i-OPr) 4 ) were added to a premixed solution of 1.123 ml of 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and 20 ml of isopropanol and stirred for 30 minutes (solution B). Solution A and Solution B were mixed by sonication and a clear solution was obtained. Subsequently, 12.9 ⁇ L of acetic acid and 54 ⁇ L of deionized water were added to the solution. The solution thus prepared was covered and stirred overnight at room temperature.
  • ruthenium (III) chloride hydrate RuCl 3 .xH 2 O, 36% Ru
  • the crack-free and dense coatings were prepared by dip coating. To do so, the titanium substrates were immersed in the coating solution for 20 seconds and then withdrawn vertically from the coating solution at a rate of 193 mm per minute. The wet coating was dried in air and sintered for 30 minutes at 90 ° C and then for 10 minutes at 450 ° C in air. The process of dip coating-drying-sintering was repeated 50 times, with a final sintering for 1 hour at 450 ° C.
  • Example 9 For comparison, a coating having a mud-crack structure was prepared, with the same coating solutions as in Example 9.
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1, and 50 .mu.l of the coating solution were applied by means of a dropping method by means of a micropipettor.
  • the wet coating was dried in air and sintered for 30 minutes at 90 ° C and then for 10 minutes at 450 ° C in air.
  • the process of drop coating-drying-sintering was repeated 4 times, with a final sintering for 1 hour at 450 ° C.
  • the resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s.
  • the electrodes with the crack-free and the dry-crack structure were investigated by cyclic voltammetry.
  • the potential was traversed in the range of 0.2 to 1.0 V with different potential scan speeds (v) in the range of 5 to 200 mV / s.
  • the voltammetric capacitive charge (qa) was obtained by EC-Lab software by integration of the anodic branches of the cyclic voltammograms.
  • the voltammetric charge (q a ) as a function of the potential scan rate (v) for the crack-free coating and the coating with the dry cracking structure is in FIG. 5 applied.
  • the crack-free base layer was prepared analogously to Example 7. This resulted in a sample of the base layer composition 25 mol% Ru, 75 mol% Ti based on the metallic constituents. Calculated on the metal content this corresponds to a ruthenium loading of 0.50 g / m 2 . This corresponds to a total base layer loading of 1.84 g / m 2 (as the sum of the oxides RuO 2 , TiO 2 )
  • the cracked overcoat applied to the crack-free basecoat was carried out with the same coating solutions as in Example 1 and the same coating and sintering procedure as in Example 1 except that a total of 4 coating-sintering cycles were performed.
  • the resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s.
  • FIG. 6 The resulting surface morphology of the coating produced was characterized by scanning electron microscopy, s. FIG. 6 ,
  • the electrode potential for chlorine evolution was determined under analogous conditions as in Example 1.
  • the measured electrode potential was 1.21 V.
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the coating solutions were obtained by dissolving 67.4 mg of ruthenium (III) chloride hydrate (RuCl 3 .xH 2 O, 36% Ru) in 2 mL of isopropanol and stirring overnight (solution A). 39 mg lanthanum (III) nitrate hexahydrate (La (NO 3 ) 3 6H 2 O) were added to 1 mL isopropanol and stirred for 30 minutes (solution B). 80 ⁇ L of titanium isopropoxide (Ti (i-OPr) 4 ) were added to a premixed solution of 224.6 ⁇ l of 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and 0.66 ml of isopropanol and stirred for 10 minutes (solution C).
  • Ti (i-OPr) 4 titanium isopropoxide
  • Solutions A, B and C were mixed by sonication and a clear solution was obtained. Subsequently, 5.15 ⁇ L of acetic acid and 10.8 ⁇ L of deionized water were added to the solution. The solution thus prepared was covered and stirred overnight at room temperature.
  • the wet coating was dried in air and sintered for 10 minutes at 250 ° C and then for 10 minutes at 450 ° C in air.
  • the procedure drop-on-dry drying-sintering was repeated 5 times, with a final sintering for 1 hour at 450 ° C.
  • the wet coating was dried in air and sintered for 10 minutes at 250 ° C and then for 10 minutes at 450 ° C in air.
  • the procedure drop-on-dry drying-sintering was repeated 5 times, with a final sintering for 1 hour at 450 ° C.
  • the voltammetric capacitive charge (q a ) was obtained by EC-Lab software by integration of the anodic branches of the cyclic voltammograms.
  • the cyclovoltammetric charge q a of the Ru 0.4 Ti 0.6 O 2 coating is independent of the number of cyclic voltammetry cycles, which is an indication that the character of the coating does not change.
  • a continuous increase of the voltammetric charge from the second to the 79th potential cycle was observed. This is caused by a continuous dissolution of the lanthanum oxide from the oxide matrix during the cyclic voltammetry cycles with a simultaneous increase in the coating porosity.
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • the four coating solutions were respectively obtained by dissolving 37.9 mg of ruthenium (III) chloride hydrate (RuCl 3 ⁇ x H 2 O, 36% Ru) in 1.33 mL of isopropanol and stirred overnight (Solution A).
  • the four solutions B were each obtained by adding 130.8 mg of zinc isopropanolate (Sn (i-OPr) 4 .C 3 H 7 OH) to a mixture of 1.34 ml of isopropanol and 1.33 ml of propionic acid and subsequent boiling under reflux at 150 ° C for 30 minutes and strong stirring.
  • the wet coatings were air dried and sintered for 10 minutes at 250 ° C and then for 10 minutes at 450 ° C in air.
  • the coated titanium plates were then immersed in 5% hydrochloric acid at a temperature of 60 ° C for 15 minutes with gentle stirring to dissolve the lanthanum oxide components of the coatings.
  • the resulting coatings were labeled La39, La29, La9, La0, corresponding to the different amounts of lanthanum (III) nitrate hexahydrate (39 mg, 29.2 mg, 9.7 mg or 0 mg) contained in the coating solution ..
  • the electrodes were examined by cyclic voltammetry as described in Example 9 and the voltammetric capacitive charge ( q a ) was determined as in Example 9.
  • the voltammetric charge ( q a ) as a function of the potential scan velocity ( ⁇ ) of the electrodes is in FIG. 8 played.
  • the voltammetric charge ( q a ) decreases more and more as the potential scan rate increases from 5 to 200 mV / s. This is an indication of the cracked and porous structure of the coatings.
  • An increase in capacitive charge with increasing lanthanum (III) nitrate hexahydrate was observed. The dissolution of lanthanum oxide gives coatings of high porosity.
  • the titanium substrates were pretreated analogously to Example 1.
  • an electrode was manufactured with the same coating solution but without the addition of polyvinylpyrrolidone (PVP), otherwise the same manufacturing procedure and the voltammetric capacitive charge ( q a ) determined in the same way.

Abstract

Es wird eine Elektrode mindestens bestehend aus einem elektrisch leitenden Substrat und einer katalytisch aktiven Beschichtung beschrieben, bei der die katalytische aktive Schicht auf zwei katalytisch aktiven Komponenten basiert, die mindestens Iridium, Ruthenium oder Titan als Metalloxid oder Mischoxid oder Mischungen der genannten Oxide enthält, wobei der Gesamtgehalt an Ruthenium bezogen auf die Summe der Elemente Iridium, Ruthenium und Titan, 10 bis 28 Mol-% beträgt, und dass mindestens eine Basisschicht vorgesehen ist, die auf dem elektrisch leitenden Träger aufgebracht ist und die für wässrige Elektrolyte undurchlässig ist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von bekannten Edelmetallkatalysatoren enthaltenden Elektroden für die elektrolytische Herstellung von Chlor. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Katalysatorbeschichtung für Elektroden zur verbesserten Chlorgewinnung, welche auf eine elektrisch leitfähiges Trägermaterial aufgebracht wird und neue aus dem Verfahren erhältliche Elektroden. Die Beschichtung besteht insbesondere aus einer dichten und rissfreien Basisschicht und einer hochporösen Deckschicht. Basis- und Deckschicht bestehen beispielsweise aus Mischoxiden, welche auf Ti, Ru oder Ir und einem oder mehreren Dotierelementen der Übergangsmetallreihe basieren. Beide Schichten werden mittels eines modifizierten Sol-Gel Verfahrens mit anschließender thermischer Behandlung auf einen elektrisch leitenden Träger aufgebracht.
  • Die industrielle Chlorherstellung erfolgt über die elektrolytische Zersetzung von Natriumchlorid oder Salzsäurelösungen Als Alternative zum früher angewendeten Amalgamverfahren werden heute ausschließlich das Diaphragma- und das Ionenaustauschermembranverfahren angewandt. Der größte Kostenfaktor bei der Chlorherstellung ist die elektrische Energie. Der Energieverbrauch zur Herstellung einer Tonne Chlor beträgt bei der Chloralkalielektrolyse (Membranverfahren) typischerweise etwa 2500 kWh. Die beiden anderen genannten Verfahren sind noch weitaus energieintensiver. Um die Kosten bei der Chlorherstellung zu senken werden durch das Design der Zellen ohmsche Widerstände, die an Membranen, im Elektrolyten und an den Elektroden auftreten, stark reduziert. Um den Energieverbrauch weiter zu reduzieren, werden Katalysatoren auf die Elektroden aufgebracht, welche die Zersetzungsspannung bei der Elektrolyse reduzieren.. Die Überspannung für den Ladungsübergang an der Anode hängt bei der Chlorentwicklung stark vom Material, von der Morphologie der Oberfläche und von der Herstellungsmethode des Katalysators ab. Moderne Anoden basieren gewöhnlich auf Streckmetalltafeln als Träger, welche aus Titan, Nickel, Tantal oder Zirkon gefertigt werden. Auf die Oberfläche dieser Träger werden gewöhnlich Oxide oder Oxidgemische aus Elementen der Platingruppe aufgebracht. Hierbei hat sich gezeigt, dass Rutheniumdioxid (RuO2) ein stabiler Katalysator für die Chlorentwicklung ist. Ein entscheidender Nachteil von RuO2 als elektrokatalyisch aktivem Material ist die schlechte Langzeitstabilität daraus gefertigter bekannter Elektrodenbeschichtungen durch Auflösung der Katalysatorbeschichtung bei der Elektrolyse. Hierdurch nimmt die katalytische Aktivität der Anode im Gebrauch ständig ab. Zur Stabilisierung der aktiven Rutheniumkomponente verwendet man bei der Choralkalielektrolyse beispielweise eine Mischung aus RuO2 und Titandioxid. Bedingt durch die gleiche Kristallstruktur bildet sich aus RuO2 und TiO2 eine feste Lösung, welche den chemischen Angriff und den Austrag von RuO2 verhindert. Dieser Effekt wird in dem Patent US 3 632 498 beschrieben. Die Autoren von US 3 562 008 finden im Vergleich zu einer unbeschichteten Pt-Anode für eine mit RuO2-TiO2-beschichtete Anode mit einem Gehalt von 50 mol-% Ruthenium eine reduzierte Zellspannung für die Chlorabscheidung und eine verbesserte Beständigkeit.
  • Der Einfluss der Verwendung von verschiedenen Materialien und Beschichtungsmorphologien auf die elektrokatalytische Effektivität der Chlorabscheidung ist in verschiedenen Schriften beschrieben, wobei die Effekte nicht immer vollständig voneinander getrennt werden können.
  • Die DE 40 32 417 A1 beschreibt eine RuO2-TiO2-Beschichtung mit einer Gradientenstruktur. Hierbei verringert sich der Rutheniumgehalt zur Anodenoberfläche hin in der Schicht von 40 auf 20 mol-%. Die anodische Oxidation soll damit fast ausschließlich an der Grenzfläche zum Elektrolyten stattfindet und so eine standzeitvermindernde Volumenerosion vermeiden.
  • EP 0 867 527 A1 beschreibt die Herstellung eines ternäres Oxidgemisches aus TiO2, RuO2 und IrO2 für unterschiedliche Elektrodenanwendungen mit einem von der ersten aufgebrachten Schicht zur Oberfläche hin zunehmendem Gradienten des Verhältnisses der Metalloxide der Edelmetalle zum Oxid des Ventilmetalls von 13 auf 100 mol-% zur äußersten aufgebrachten Schicht. Da die oberste Schicht nur aus Edelmetalloxiden besteht, sind zumindest im Fall der Chlorherstellung die bereits genannten Nachteile reiner Edelmetalloxide, insbesondere die unzureichende Langzeitstabiltität, zu erwarten.
  • Eine verbesserte Performance der Chlorabscheidung wird in US 4 517 068 durch eine Kombination von TiO2RuO2 mit Palladiumoxid erreicht.
  • T.A.F. Lassali et al. (Electrochimica Acta 39, 1545 (1994) ) finden für einen Ersatz von TiO2 durch PtOx eine drastische Vergrößerung der elektrochemisch aktiven Fläche und dadurch eine Steigerung der elektrokatalytischen Aktivität. Die Autoren beschreiben eine Schichtzusammensetzung von Ru0.3PtxTi0.7-xO2. Die Katalysatorschicht wird durch thermische Zersetzung von Metallsalzen (z.B. Metallhalogeniden) hergestellt. Nachteilig sind der hohe Aufwand für die Gewinnung des Edelmetalls Platin. Ferner kann eine chemische Instabilität Pt-haltiger Beschichtungen (Auslösung von Platin in Form von Hexachloroplatinat-Lösungen) die Lebensdauer der Beschichtung verringern und so eine technische Anwendung erschweren.
  • Ebenfalls durch thermische Zersetzung von verschiedenen Metallsalzen wird in WO 2006/028443 A1 die Herstellung von palladiumhaltigen Katalysatormischoxidschichten beschrieben, welche neben Ru und Iridiumoxiden auch Antimon, Zinn und Tantal als Dotierelemente enthalten können. Hier konnte eine Absenkung der Überspannung für die Chlorentwicklung um 100 mV verglichen mit undotierten Schichten erhalten werden.
  • Weiterhin sind aus folgenden Druckschriften thermische Zersetzungsverfahren zur Herstellung von dotierten und undotierten Katalysatorschichten bekannt, welche als eine einzelne Schicht auf ein metallisches Substrat aufgebracht werden: J. Electrochem. Soc. 129 1689 (1982), Electrochimica Acta 42, 3525 (1997), J. Alloys and Compounds 261, 176 (1997).
  • S. Trasatti, Electrochim. Acta, 36, 225 (1991) und G.R.P. Malpass et al, Electrochim. Acta, 52, 936 (2006) beschreiben die typischen Morphologien der elektrokatalytisch aktiven Oxid-Beschichtungen, die durch die konventionelle thermische Zersetzungsmethode hergestellt wurden. Defekte in der Oxid-Beschichtung wie Risse, Poren, Löcher und Korngrenzen bieten dem Elektrolyt hoch zugängliche innere katalytisch aktive Plätze an und erhöhen daher die scheinbare elektrokatalytische Aktivität für die Chlorbildungsreaktion.
  • Andererseits können die Elektrolyte durch die Defekte der elektrokatalytische aktiven Oxid-Schicht bis zum Titan-Substrat durchdringen und dieses angreifen, was eine Ablösung der elektrokatalytisch aktiven Oxidschicht bewirkt und weiterhin das Wachstum einer elektrisch isolierenden Titanoxid Zwischenschicht zwischen dem metallischen Trägermaterial und der aktiven Oxidschicht fördert, was anschließend in erhöhten Ohm'schen Verlusten und der Deaktivierung der Anode resultiert, wie von L.M. Da Silva, et al., J. Electroanal. Chem. 532, 141 (2002) beschrieben wird.
  • Unterschiedliche Strategien wurden entwickelt, um die Passivierung des Trägermaterials, verursacht durch Kontakt mit in der Elektrolyse eingesetzten Elektrolyten, beispielsweise wässriger Lösungen von Natriumchlorid oder Chlorwasserstoff bei der Chlorherstellung, zu vermeiden.
  • Wie in EP 0046449 Al , beschrieben werden üblicherweise sehr viele Beschichtungsauftrags/Sinterungszyklen angewandt, um die Schichtdicke zu vergrößern und die Lebensdauer der Beschichtung zu erhöhen. Die Risse und Poren der zuletzt aufgetragenen Beschichtungsschicht werden dabei beim jeweils nächsten Beschichtungsauftrag zumindest teilweise mit der Beschichtungslösung aufgefüllt. Die Anzahl der innenliegenden Defekte wird dabei mit mit jedem weiteren Auftragszyklus vermindert.
  • Ein Nachteil dieser Methode ist in der großen Zahl der erforderlichen Auftragszyklen mit hohem Materialverbrauch zu sehen. Ein weiterer Nachteil ist, dass dabei wegen der geringeren Defektzahl die elektrochemisch aktive Fläche und damit die elektrokatalytische Aktivität sinkt, verbunden mit einem erhöhten Verbrauch elektrischer Energie in der Elektrolyse. Ferner kann die verglichen mit dem Trägermaterial geringere elektrische Leitfähigkeit bei zu großen Schichtdicken zu erhöhten Ohm'schen Verlusten und zu erhöhten Zellspannungen in der Elektrolyse führen.
  • Um die Bildung von elektrisch nicht oder schlecht leitenden Titanoxid-Zwischenschichten zu vermeiden, wurde das Konzept einer Zwischenschicht, die sich auf dem Ventilmetall Träger und unterhalb der elektrokatalytisch aktiven äußeren Schicht befindet, entwickelt. Eine solche Zwischenschicht kann auch mit den Begriffen Unterschicht, Barriereschicht, Schutzschicht oder Basisschicht beschrieben werden und die äußere Schicht kann auch als Deckschicht bezeichnet werden.
  • Eine Möglichkeit einer Basisschicht ist die Aufbringung von metallischem Platin, wie sie beispielsweise für den kathodischen Korrosionsschutz von Titan in Hayfield, Precious Metal Review 27(1) 1983_2-8 beschrieben ist. Nachteilig für eine Anwendung in der Chlorherstellung sind insbesondere die chemische Instabilität (Bildung von Hexachloroplatinat-Lösungen), der hohe Aufwand für die Gewinnung des Edelmetalls Platin.
  • In anderen Schriften wird die Herstellung elektrochemisch stabilerer Edelmetall-freier Zwischenschichten über thermische Zersetzung, Plasmastrahl oder Plasmasprühen beschrieben. In US 3 882 002 wird als Schutzschicht Antimon dotiertes Zinnoxid auf das Ventilmetall-Substrat aufgebracht mit einer äußeren Edelmetallschicht. US 3 950 240 beschreibt eine Anode mit Niobdotiertem Zinnoxid als Zwischenschicht und eine Deckschicht aus Rutheniumoxid. US 7 211 177 B2 beschreibt eine Zwischenschicht aus Titancarbid oder Titanborid für die Elektrolyse von Salzsäure.
  • Nachteil aller genannten Zwischenschichten sind eine nicht optimale Haftung zwischen der Schutzschicht mit dem Trägermaterial und der Zwischenschicht mit der elektrokatalytisch aktiven Deckschicht.
  • Die Vergrößerung der Oberfläche Rutheniumoxid-basierter Elektrodenschichten wurde von Y. Takasu (Electrochemica Acta 45, 4135 (2000) ) untersucht, wobei fünf unterschiedliche Methoden, (1) der Zusatz von Natriumcarbonat zu einer alkoholischen Tauchlösung für tauchbeschichtete RuO2-Ti-Elektroden, (2) die Herstellung von RuO2-MOx (M: Dotiermetall) durch Tauchbeschichtung, (3) die Herstellung von RuO2-ROx (R: Seltenerd-Element) Schichten auf Titan-Elektroden durch Tauchbeschichtung gefolgt von chemischer Auflösung des Seltenerdoxids durch Säure, (4) der Zusatz von Ammoniumhydrogencarbonat-Salz als Katalysator im Sol-Gel-Prozess zur Herstellung ultrafeiner RuO2 Teilchen sowie (5) die Umwandlung von RuO2 in eine HxRuOy Schichtstruktur, eingesetzt wurden.
  • Die Charakterisierung der Oberflächenstruktur erfolgte dabei elektrochemisch durch Bestimmung der cyclovoltammetrischen Ladung an den hergestellten Elektroden. Für Mischoxid-Elektroden des Typs RuO2-TiO2 liegt die cyclovoltammetrische Ladung bei 12 mC/cm2 und für RuO2-SnO2 bei 13 mC/cm2. Die höchsten cyclovoltammetrischen Ladungen wurden für die Systeme RuO2-VOx (162 mC/cm2), RuO2-MoO3 (120 mC/cm2), RuO2-CaO (130 mC/cm2) erhalten, jedoch werden so in der Regel keine homogenen Mischoxide mehr erhalten sondern ein heterogenes Gemisch unterschiedlicher Oxide, mit den oben bereits erwähnten Nachteilen für reines RuO2 als Katalysator für die Chlorerzeugung. Diese Nachteile weisen auch Coatingzusammensetzungen auf, die nach den oben genannten Methoden (1), (3), (4) und (5) erhalten wurden. Anwendungsbeispiele für die Anwendung der Coatings für die Chlorherstellung sind nicht beschrieben.
  • Die bisher vorgestellten Verfahren ermöglichen die Herstellung von Katalysatorschichten mit einem typischen Edelmetallgehalt zwischen 20 und 50 mol-%. Da Edelmetallsalze und das Edelmetall selbst sehr aufwändig in vielen Prozessschritten gewonnen werden müssen, ist der technische Aufwand für einen Einsatz in großindustrielle Verfahren sehr hoch und limitiert die Nutzung.
  • Es konnte gezeigt werden, dass im einfachen RuO2-TiO2-System mit dem teilweisen Ersatz von RuO2 durch Übergangsmetalloxide (Ce, Nb, Sn, V, Cr, Mn, Co, Sb, Zr, Mo, W, Ta) eine Reduktion des Rutheniumgehalts möglich ist. Zusätzlich kann durch die Kombination verschiedener Übergangsmetalloxide durch einen synergetischen Effekt eine Verbesserung der Aktivität, Selektivität und Stabilität erreicht werden. Experimentelle Daten sind von S.V. Evdokimov et al. in Russian Journal of Electrochemistry 38, 657 (2002) beschrieben. Durch den Zusatz von 10 mol-% CrNbO4 konnte der RuO2 Gehalt im Standardsystem RuO2-TiO2 von 70 auf 30 mol-% gesenkt werden. Die elektrokatalytische Aktivität ist hierbei vergleichbar mit dem Standardsystem.
  • US 3 776 834 beschreibt, dass die Überspannung für die Chlorabscheidung bezüglich des Systems 33.3 mol% RuO2-66.7 mol% TiO2 um 40 mV durch Verwendung des ternären Systems 19 mol% RuO2, 13 mol% SnO2, 68 mol% TiO2 erreicht werden, indem das RuO2 teilweise durch SnO2 ersetzt wurde. Durch den Einsatz von Dotierelementen kann auch die chemische Korrosionsbeständigkeit gesteigert werden. US 4 039 409 und US 3 948 751 beschreiben die Herstellung von dotierten Katalysatorschichten, indem das Salz eines Dotierelements mit thermisch instabilen Ru-Salzen gemischt wird und in einem Auftragsverfahren direkt auf Titan aufgebracht wird. Durch die abschließende thermische Behandlung entsteht eine dotierte Katalysatorschicht. Die Zusammensetzung in der Schicht kann durch die Salzmenge des Dotierelements kontrolliert werden. Diese Technik ist ausführlich in Y. E. Roginskaya et al., Electrochimica Acta 40, 817 (1995) beschrieben. Nachteilig sind die so erhaltenen sehr inhomogenen Mikrostrukturen mit einer Beschichtung, die sich aus mehreren Komponenten zusammensetzt. Diese Beobachtungen werden auch in US 4 668 531 beschrieben. Bei Temperaturen oberhalb von 500°C entsteht eine dichte und elektrisch isolierende TiO2-Schicht zwischen der Katalysatorschicht und dem Träger. Solche Zwischenschichten bewirken eine Verschlechterung der Elektrodenperformance. Dieser Zusammenhang wird in WO 2008/046784 A1 beschrieben.
  • Es hat sich gezeigt, dass die Sol-Gel Technik eine sehr gute Alternative zur thermischen Zersetzung von Edelmetallsalzen darstellt. Hierbei können gezielt Mischoxide durch die kontrollierte Hydrolyse und Kondensation von Vorläuferverbindungen hergestellt werden.
  • Gemäß der CN 1900368 A1 werden in ein Anodencoating bestehend aus RuO2 und einem hohen Gehalt an CeO2 Dotierungen von Sn-, Ir-, Mn-, und Cobaltoxid mittels eines Sol-Gel Prozesses eingebracht. Die Autoren beobachten in den dotierten ternären oder quaternären Beschichtungen (mit 45 mol-% RuO2) eine erhöhte Aktivität für die Chlorentwicklung bezüglich des binären RuO2/CeO2-Systems. Wie in V. V. Panic et al., Colloids and Surfaces A 157, 269 (1999) beschrieben zeigen Katalysatorbeschichtungen, welche mittels Sol-Gel Technik hergestellt wurden im Vergleich mit konventionell hergestellten Schichten (thermische Salzzersetzung) eine erhöhte Stabilität und Lebensdauer. Auch berichten Y. Zeng et al., Ceramics International 33, 1087 (2007), dass bei RuO2-IrO2-TiO2 Katalysatorschichten, welche mittels Sol-Gel Technik hergestellt wurden eine erhöhte Aktivität aufgrund der reduzierten Teilchengröße beobachtet wird.
  • Die bekannte Sol-Gel Technik zeigt aber noch einen besonderen Nachteil bezüglich der Löslichkeit von anorganischen Salzen und Alkoxiden in organischen Lösungsmitteln. Um eine ausreichende Löslichkeit zu erhalten, ist eine Modifikation mit starken Säuren und eine Ultraschallbehandlung notwendig. Diese Prozeduren verlängern drastisch den Herstellungsprozess. Einige dieser so hergestellten Beschichtungslösungen haben eine geringe Beständigkeit, da die weniger löslichen Bestandteile (besonders bei hohen Konzentrationen) vorzeitig wieder ausfallen. Diese Lösungen können nicht gelagert werden und führen im Extremfall zu inhomogenen Beschichtungen der Elektroden.
  • Es wurde nach neuen Coatings und zugehörigen Präparationsverfahren gesucht, welche die oben beschriebenen Nachteile der Coatings - eines hohen Edelmetallgehalts, unzureichender Selektivität und Stabilität und mangelnder elektrischer Leitfähigkeit - und des Herstellverfahrens nicht zeigen.
  • Aus den beschriebenen Gründen war es Aufgabe dieser Erfindung unter Vermeidung der oben genannten Nachteile basierend auf dem Sol-Gel Prozess ein einfaches und vielseitig einsetzbares Verfahren zur Herstellung einer Katalysatorschicht für Elektroden, insbesondere für Anoden für die Chlorherstellung zu entwickeln. Diese Schicht besteht aus einer elektrokatalytisch aktiven Komponente und einer Stabilisierung, welche eine Langzeitstabilität gewährleisten soll. Weiterhin sollen die Anoden im Vergleich zum Stand der Technik eine Absenkung der Chlorüberspannung und die Verminderung des Edelmetallgehalts aufweisen.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine neue Elektrode mindestens bestehend aus einem elektrisch leitenden Substrat und einer katalytisch aktiven Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische aktive Schicht auf zwei katalytisch aktiven Komponenten basiert, die mindestens Iridium, Ruthenium oder Titan als Metalloxid oder Mischoxid oder Mischungen der genannten Oxide enthält, wobei der Gesamtgehalt an Ruthenium und/oder Iridium bezogen auf die Summe der Elemente Iridium, Ruthenium und Titan, mindestens 10 Mol-%, bevorzugt 10 bis 28 Mol-% beträgt, bevorzugt 10 bis 20 Mol-%, und dass mindestens eine oxidische Basisschicht vorgesehen ist, die auf dem elektrisch leitenden Träger aufgebracht ist und die für wässrige Elektrolyte, die NaCl und/oder NaOH oder HCl umfassen, undurchlässig ist.
  • Das elektrisch leitende Substrat basiert bevorzugt auf einem Ventilmetall, insbesondere bevorzugt auf einem Metall der Reihe Titan, Tantal, Niob und Nickel oder einer Legierung dieser Metalle mit einem Hauptbestandteil an Titan, Tantal oder Niob.
  • Die neue Katalysatorbeschichtung zur Chlorentwicklung besteht beispielsweise aus einer aktiven Edelmetallkomponente, vorzugsweise RuO2 oder RuO2/IrO2 mit einem Gehalt von 10 - 20 mol-% berechnet auf die Gesamtmetalloxidmenge, einer Komponente zur Stabilisierung (vorzugsweise TiO2) und einer Dotierung in Form eines Übergangsmetalloxids (vorzugsweise Zinn, Lanthan, Vanadium, Zirkonium, Chrom, Molybdän). Die Konzentration der Dotierung beträgt insbesondere 5 bis 15 mol-%.
  • Bevorzugt ist eine neue Elektrode, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Basisschicht in Bezug auf wässrige Chlorwasserstofflösung, Natriumchlorid- oder Natriumhydroxidlösung undurchlässig ist. Das ist z.B. der Fall, wenn in einem cyclovoltammetrischen Experiment (in 3,5 molarer wässriger Kochsalzlösung bei pH=3 oder in 0,5 molarer Salzsäure, Raumtemperatur, Ag/AgCl-Referenzelektrode, Scanbereich 0.2 to 1.0 V (vs. Ag/AgCl).) die cyclovoltammetrische kapazitive Ladung (qa) durch Integration des anodischen Zweigs des Cyclovoltammogramms in einem Potential-Scangeschwindigkeitsbereich von 5 mV/s bis 200 mV/s bestimmt immer kleiner ist als 10 mC/cm2, bevorzugt kleiner ist als 5 mC/cm2 und besonders bevorzugt kleiner als 2 mC/cm2.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführung der Elektrode, bei der zusätzlich eine Deckschicht vorgesehen ist, die eine cyclovoltammetrische kapazitive Ladung (q a) aufweist, die größer als die der Basisschicht ist. Bevorzugt beträgt die cyclovoltammetrische kapazitive Ladung der Deckschicht (q a) mindestens 10 mC/cm2, besonders bevorzugt mindestens 20 mC/cm2 .
  • Die Basisschicht weist insbesondere eine Flächenbeladung (als Oxid) von 0,1 bis 20 g/m2, bevorzugt 0,5 bis 10 g/m2 auf, die Deckschicht insbesondere eine Flächenbeladung (als Oxid) von mindestens 2 g/m2, bevorzugt mindestens 5 g/m2 auf.
  • Bevorzugt ist eine neue Elektrode, bei der die Beladung (Flächengewicht) der Deckschicht wenigstens 2 g/m2, bevorzugt wenigstens 5 g/m2 beträgt. Eine besondere Ausführungsform der neuen Elektrode ist dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht, in einem Querschnitt durch die Schichtdicke betrachtet, ein sich veränderndes Mengenverhältnis von Iridium zu Titan und/oder Ruthenium zur Titan-Komponente aufweist.
  • Bei einer bevorzugten Variante der neuen Elektrode nimmt das Verhältnis von Iridium zu Titan und/oder Ruthenium zu Titan in der Deckschicht in einem Querschnitt durch die Schichtdicke betrachtet von der Außenseite in Richtung des elektrisch leitenden Trägers hin ab.
  • Als Ausgangsverbindungen zur Herstellung der Edelmetalloxid- und Stabilisierungskomponente (z.B. TiO2) des Anodencoatings werden Chloride, Nitrate, Alkoxide, Acetylacetonate bevorzugt verwendet. Als Vorläufersalze zur Herstellung der Edelmetallkomponente werden bevorzugt Rutheniumacetylacetonate, Iridiumacetylacetonate oder Iridiumacetate verwendet. TiO2 ist beispielsweise aus Titanisopropoxid oder Titanbutoxid zugänglich. Die Dotierungen werden insbesondere bevorzugt über die Vorläufersalze Vanadiumacetylacetonat, Vanadiumtetrabutoxid, Zirkon- n-Propoxid, Zirkonnitrat, Molybdänacetat, Zinnacetat, Zinnisopropoxid, Lanthanacetylacetonat, Lanthannitrat eingebracht.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführung der neuen Elektrode ist dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht die Komponenten der katalytisch aktiven Schicht aufweist und zusätzlich porenbildende Verbindungen, insbesondere Verbindungen des Lanthans, insbesondere Lanthanoxid oder Polymere, insbesondere Polyvinylpyrrolidon enthält.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der neuen Elektrode ist die Basisschicht elektrisch leitfähig und weist eine Leitfähigkeit von mindestens 10 S/m bevorzugt mindestens 1000 S/m, besonders bevorzugt mindestens 10000 S/m auf.
  • Es wurde neben dem oben beschriebenen Elektrodenaufbau noch eine weitere neue Elektrode gefunden, die weiterer Gegenstand der Erfindung ist, und mindestens besteht aus einem elektrisch leitenden Substrat und einer katalytisch aktiven Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische aktive Schicht auf zwei katalytisch aktiven Komponenten basiert, die mindestens Iridium, Ruthenium oder Titan als Metalloxid oder Mischoxid oder Mischungen der genannten Oxide enthält, wobei der Gesamtgehalt an Ruthenium und/oder Iridium bezogen auf die Summe der Elemente Iridium, Ruthenium und Titan, mindestens 10 Mol-%, bevorzugt 10 bis 28 Mol-% beträgt, bevorzugt 10 bis 20 Mol-%, und dass bis zur Hälfte des Rutheniums und/oder des Iridiums durch Vanadium, Zirkonium oder Molybdän, bevorzugt durch Vanadium ersetzt ist.
  • Dieser ausgewählte Aufbau kann bevorzugt mit dem Gegenstand der zuerst beschriebenen Elektrode kombiniert werden, so dass hierbei auch eine oxidische Basisschicht vorgesehen ist, die auf dem elektrisch leitenden Träger aufgebracht ist und die für wässrige Elektrolyte, die NaCl und/oder NaOH oder HCl umfassen, undurchlässig ist.
  • Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, insbesondere einer neuen zuvor beschriebenen Elektrode, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt auf einen elektrisch leitenden Träger ein oder mehrmals Sol-Gel-Beschichtungslösung enthaltend eine Lösung oder Dispersion von Metallverbindungen eines oder mehrerer der Metalle: Ruthenium, Iridium und Titan auf den Träger insbesondere mittels Eintauchen aufgebracht und dann von Lösungsmittel befreit wird, und anschließend die getrocknete Metallverbindungsschicht bei erhöhter Temperatur, insbesondere mindestens 350 °C, bevorzugt mindestens 400 °C, in Anwesenheit von Sauerstoff enthaltenden Gasen kalziniert wird und gegebenenfalls die Schritte: Auftragen der Lösung oder Dispersion, Trocknen und Kalzinierung ein- oder mehrfach wiederholt werden.
  • Bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem zur Herstellung einer Deckschicht ein- oder mehrmals eine Lösung oder Dispersion von Metallsalzen der Metalle aus der Reihe Ruthenium, Iridium und Titan auf die Basisschicht aufgebracht wird, vom Lösungsmittel befreit wird und bei erhöhter Temperatur, insbesondere mindestens 350 °C, bevorzugt mindestens 450 °C, unter Anwesenheit von Sauerstoff enthaltenden Gasen kalziniert wird.
  • Zur Herstellung der Basisschicht wird in einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens nach dem Auftragen der Metallsalzlösung eine Trocknung bei erhöhter Temperatur, insbesondere mindestens 200 °C, bevorzugt mindestens 240 °C, durchgeführt.
  • In einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird den Metallverbindungslösungen zur Herstellung der Basisschicht und/oder der Deckschicht eine niedere Carbonsäure, insbesondere Propionsäure, C1-bis C5-Alkohole oder Ketone oder deren Mischungen zugesetzt.
  • Zur Herstellung einer homogenen und stabilen Beschichtungslösung wird besonders bevorzugt das sogenannte Propionsäure-Sol-Gel Verfahren angewandt. Hierbei dient als Lösungsmittel für die oben genannten Verbindungen eine Mischung von Propionsäure mit Alkoholen (Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Butanol) in unterschiedlichen Konzentrationen. Die Auflösung der Vorläufersalze geschieht, getrennt für jedes Vorläufersalz, bei einer Temperatur oberhalb von 130°C unter Rührung. Die Dauer des Lösungsprozesses beträgt ca. 1 Stunde. Hieraus resultiert eine transparente und stabile Sol-Lösung. Die Verwendung von Propionsäure führt zur Komplexierung der eingesetzten Metallkationen und ermöglicht somit eine kontrollierte Hydrolyse.
  • Nach der Abkühlung werden die Lösungen der einzelnen Vorläufersalze gemischt und anschließend gerührt. Aus dieser Mischung entsteht die Beschichtungslösung zur Herstellung von elektrokatalytisch aktiven Chlorentwicklungsanoden. Diese Beschichtungslösung kann auf Substrate wie z.B. Titanbleche oder Titannetze (z. B. Titan-Streckmetall) aufgebracht werden. Vor dem Auftrag müssen die Substrate mechanisch, chemisch oder elektrochemisch gereinigt, poliert und aufgeraut werden. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Haftung der Beschichtung.
  • Verglichen mit der konventionellen thermischen Salzzersetzung hat die Sol-Gel Methode folgende Vorteile:
    • ● niedrige Prozesstemperatur
    • ● Mischoxide mit kontrollierter Stöchiometrie können durch das Zusammenmischen von Solen unterschiedlicher Verbindungen leicht hergestellt werden
    • ● große Produkthomogenität, weil die Durchmischung der Edukte auf Molekularer Ebene erfolgt
    • ● Eine große Produktreinheit resultiert aus der vollständigen Entfernung einfacher organischer Reste durch eine finale Temperaturbehandlung
    • ● Durch die abschließende thermische Behandlung kann Einfluss auf die Mikrostruktur (Porosität) der hergestellten Schicht genommen werden.
    • ● Beschichtung komplexer Geometrien durch Tauch-, Spray- oder Spinncoatingverfahren Der Sol-Gel Prozess ermöglicht die Herstellung von Beschichtungslösungen bestehend aus einem oder mehreren leicht hydrolysierbaren Alkoxiden, Acetylacetonaten oder anorganischen Salzen, welche in einem Lösungsmittel (Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol) gelöst sind. Um stabile Kolloide (Sol) herzustellen, wird die Lösung säure- (Salz-, Salpeter- oder Essigsäure) oder basenkatalysiert (Ammoniak, Natronlauge) hydrolysiert. Durch die Hydrolyse entsteht ein Netzwerk von hydroxy- und oxoverbrückten Metallatomen.
  • Mit dieser Beschichtungslösung können nun Substrate beschichtet werden. Im nachfolgenden Trocknungsprozess wird das Sol auf dem Substrat fixiert. In einem finalen Sinterschritt werden die organischen Bestandteile entfernt und das Mischoxid kristallisiert in nanostrukturierten Teilchen. Auch die Einbringung einer Dotierung kann mittels der Sol-Gel Technik erfolgen. Diese Dotierungen können die Aktivität des Katalysators steigern und ermöglichen somit eine Reduzierung des Edelmetallgehalts.
  • Die Auftragung der Beschichtungslösung kann mittels Tauch-, Streich-, Tropf-, Sprüh- oder Spinnverfahren erfolgen. Anschließend wird die Schicht insbesondere bei Raumtemperatur getrocknet und dann beispielsweise bei 250°C mindestens 10 Minuten und danach bei 450°C mindestens 5 Minuten gesintert. Der finale Sinterschritt zur Stabilisierung der Schicht erfolgt beispielsweise bei 450°C für 12 bis 30 Minuten. Zur verbesserten Oxidation der Komponenten kann reiner Sauerstoff oder eine mit Sauerstoff angereicherte Atmosphäre verwendet werden. Durch eine unterschiedliche sequenzielle Wiederholung des beschriebenen Prozesses kann die Schichtdicke variiert werden. Durch diese Vorgehensweise sind auch Multilagen zugänglich.
  • Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Elektrolyseur zur Elektrolyse von Natriumchlorid oder Chlorwasserstoff enthaltenden Lösungen, dadurch gekennzeichnet, dass als Anode des Elektrolyseurs eine oben beschriebene neue Elektrode vorgesehen ist.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der oben beschriebenen neuen Elektrode als Anode in Elektrolyseuren für die Natriumchlorid- oder Chlorwasserstoffelektrolyse zur elektrochemischen Herstellung von Chlor.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele und Figuren veranschaulicht, welche die Erfindung jedoch keinesfalls beschränken.
  • In den Figuren beschreiben:
    • Figur 1.
    Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen der Oberfläche der Beschichtung aus Beispiel 6. Maßstab: a) 10 µm,
    Figur 2.
    Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Oberfläche der Beschichtung aus Beispiel 7. Maßstab: 10 µm,.
    Figur 3.
    Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen der Oberfläche der Beschichtung aus Beispiel 8. Maßstab: 10 µm
    Figur 4.
    Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Oberfläche der Beschichtung aus Beispiel 9b. Maßstab: 10 µm
    Figur 5.
    Die voltammetrische Ladung (q a) aufgetragen als Funktion der Potential-Scangeschwindigkeit (v) für die dichte Basisschicht (durchgezogene Linie) and Riss-Struktur (gepunktete Linie) aus Beispiel 9.
    Figur 6.
    Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Oberfläche der Beschichtung aus Beispiel 10. Maßstab: 10 µm.
    Figur 7.
    Die voltammetrische Ladung (q a) aufgetragen als Funktion der Zahl der Cyclovoltammogramme für die Ru0.4Ti0.6O2 Beschichtung (durchgezogene Linie) und die Ru0.4T10.45La0.15O2 Beschichtung (gepunktete Linie) aus Beispiel 11. Die Cyclovoltammetrie wurde in 0.5 molarer Salzsäure bei Raumtemperatur mit einer Ag/AgCl Bezugselektrode durchgeführt. Das Potential wurde im Bereich von 0,2 bis 1,0 V (vs. Ag/AgCl) mit einer Potential-Scangeschwindigkeit von v = 50 mV/s variiert.
    Figur 8.
    Die voltammetrische Ladung (q a) aufgetragen als Funktion der Potential-Scangeschwindigkeit (v) für die Beschichtungen aus Beispiel 12. Die Cyclovoltammetrie wurde in 3,5 molarer Kochsalzlösung bei Raumtemperatur mit einer Ag/AgCl Bezugselektrode durchgeführt. Das Potential wurde im Bereich von 0,2 bis 1,0 V (vs. Ag/AgCl) variiert.
    Beispiele Beispiel 1
  • Titanplatten mit einem Durchmesser von 15 mm (Dicke 2 mm) wurden zur Reinigung und zur Aufrauung der Oberfläche sandgestrahlt und anschließend in 10%-iger Oxalsäure bei 80°C geätzt (2 Stunden), anschließend mit Isopropanol gereinigt und im Stickstoffstrom getrocknet.
  • Zur Herstellung der Beschichtungslösungen wurden jeweils 99.6 mg Rutheniumacetylacetonat (Ru(acac)3), 207.2 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) und 13.3 mg Vanadylacetylacetonat (VO(acac)2) in 1.45 mL Isopropanol und 1.45 mL Propionsäure gelöst und 30 Minuten unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die drei Lösungen gemischt und man erhielt eine homogene und transparente Lösung mit weinroter Farbe. Mit einer Mikropipette wurden 50 µL dieser Beschichtungslösung auf das Titansubstrat aufgebracht und anschließend an der Luft getrocknet. Die Schicht wurde erst 10 Minuten bei 250°C und dann 10 Minuten bei 450°C an Luft gesintert. Diese Prozeduren (Auftrag Beschichtungslösung, Trocknung, Sinterung) wurden 8 mal wiederholt. Nach dem 9. Beschichtungsschritt wurde das beschichtete Titansubstrat eine Stunde lang bei 450°C gesintert. Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 25 mol% Ru / 70 mol% Ti / 5 mol% V bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 6.4 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungbeladung von 23,7 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2, V2O5).
  • Die elektrokatalytische Aktivität für die Chlorentwicklung wurde mittels Chronoamperometrie (Bezugselektrode: Ag/AgCl, Elektrolyt: 3,5 M NaCl, pH: 3, Raumtemperatur) bestimmt. Im Experiment wurde ein stationäre Stromdichte von 1 kA/m2 eingestellt. Die daraus resultierende Spannung betrug 1,17 Volt.
    • Beispiel 1b (Vergleichsbeispiel)
  • Die Titansubstrate werden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Zur Herstellung einer Beschichtung durch thermische Zersetzung wurde eine Beschichtungslösung enthaltend 2,00 g Ruthenium(III)chlorid-Hydrat (Ru-Gehalt 40,5 Gew.-%), 21,56 g n-Butanol, 0,94 g konzentrierte Salzsäure und 5,93 g Titansäuretetrabutylester Ti-(O-Bu)4) hergestellt. Ein Teil der Beschichtungslösung wurde mittels eines Pinsels auf ein Titanplättchen aufgetragen. Dieses wurde für 10 Minuten bei 80 °C an Luft getrocknet und anschließend für 10 Minuten bei 470 °C an Luft behandelt. Dieser Vorgang (Lösungsauftrag- Trocknung, Wärmebehandlung) wurde insgesamt acht Mal durchgeführt. Anschließend wurde das Plättchen für eine Stunde bei 520 °C an Luft behandelt. Die Ruthenium-Flächenbeladung wurde aus dem Verbrauch der Beschichtungslösung zu 16 g/m2 bestimmt, das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 49,2 g/m2 (als Oxide) bei einer Zusammensetzung von 31 mol-% RuO2 und 69 mol-% TiO2.
  • Das Potential für die Chlorentwicklung (gemessen analog Beispiel 1) betrug bei dieser Probe 1,25 Volt.
    • Beispiel 2
  • Die Titansubstrate wurden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Es wurden jeweils 60 mg Rutheniumacetylacetonat (Ru(acac)3), 236.8 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) and 13.3 mg Vanadylacetylacetonat (VO(acac)2) in 1.45 mL Isopropanol und 1.45 mL Propionsäure gelöst und anschließend 30 Minuten bei 150 °C unter Rückfluss (mit Rührung) erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die drei Lösungen gemischt und man erhielt eine homogene und transparente Lösung mit weinroter Farbe. Beschichtungs- und Sinterprozesse wurden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 15 mol% Ru / 80 mol% Ti / 5 mol% V bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 3,9 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 22,7 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2, V2O5).
  • Das Potential für die Chlorentwicklung (gemessen analog Beispiel 1) betrug bei dieser Probe 1,17 Volt.
    • Beispiel 3
  • Die Titansubstrate wurden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Es wurden jeweils 99.6 mg Rutheniumacetylacetonat (Ru(acac)3), 207,2 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) und 22.4 µL Zirkon-n-propoxid (70 wt.-% in n-Propanol) in 1.44 mL Isopropanol und 1.44 mL Propionsäure gelöst und anschließend 30 Minuten bei 150°C unter Rückfluss (mit Rührung) erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die drei Lösungen gemischt und man erhielt eine homogene und transparente Lösung mit weinroter Farbe. Beschichtungs- und Sinterprozesse wurden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 25 mol% Ru / 70 mol% Ti / 5 mol% Zr bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 6,4 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 24,2 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2, ZrO2).
  • Das Potential für die Chlorentwicklung (gemessen analog Beispiel 1) betrug bei dieser Probe 1,25 Volt.
    • Beispiel 4
  • Die Titansubstrate wurden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Es wurden jeweils 99.6 mg Rutheniumacetylacetonat (Ru(acac)3), 192,4 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) und 42,8 mg Molybdänacetat (Mo2(OCOCH3)4) in 1.45 mL Isopropanol und 1.45 mL Propionsäure und anschließend 30 Minuten bei 150°C unter Rückfluss (mit Rührung) erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die drei Lösungen gemischt und man erhielt eine homogene und transparente Lösung mit weinroter Farbe. Beschichtungs- und Sinterprozesse wurden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 25 mol% Ru / 65 mol% Ti / 10 mol% Mo bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 6,4 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 25,2 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2, MoO3).
  • Das Potential für die Chlorentwicklung (gemessen analog Beispiel 1) betrug bei dieser Probe 1,18 Volt.
    • Beispiel 5
  • Die Titansubstrate wurden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Es wurden jeweils 49,8 mg Rutheniumacetylacetonat (Ru(acac)3), 62,3 mg Iridiumacetylacetonat, 16,6 mg Vanadylacetylacetonat (VO(acac)2), 207,6 mg Zinnisopropoxidpropanol (Sn(i-OPr)4· C3H7OH) und 129,5 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) in 1,11 mL Isopropanol und 1,11 mL Propionsäure gelöst und anschließend für 30 Minuten bei 150 °C unter Rückfluss (mit Rührung) erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die fünf Lösungen gemischt und man erhielt eine homogene und transparente Lösung mit weinroter Farbe.
  • Beschichtungs- und Sinterprozesse werden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 10 mol-% Ru, 10 mol-% Ir, 5 mol-% V, 40 mol-% Sn, 35 mol-% Ti bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 3,2 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 33,6 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, IrO2, V2O5, SnO2, TiO2).
  • Das Potential für die Chlorentwicklung (gemessen analog Beispiel 1) betrug bei dieser Probe 1,22 Volt.
    • Beispiel 6
  • Die Titansubstrate wurden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Es wurden jeweils 149.4 mg Rutheniumacetylacetonat (Ru(acac)3) und 333.1 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) in 3.25 mL Isopropanol und 3.25 mL Propionsäure gelöst und anschließend für 30 Minuten bei 150 °C unter Rückfluss (mit Rührung) erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die beiden Lösungen gemischt und man erhielt eine homogene und transparente Lösung mit weinroter Farbe
  • Die rissfreien und dichten Beschichtungen wurden durch Tauchbeschichtung hergestellt. Dazu wurden die Titansubstrate in die Beschichtungslösung für die Dauer von 20 Sekunden eingetaucht und anschließend senkrecht aus der Beschichtungslösung mit einer Geschwindigkeit von 167 mm pro Minute herausgezogen und anschließend an der Luft getrocknet. Die Schicht wurde erst 10 Minuten bei 250°C und dann 5 Minuten bei 450°C an Luft gesintert. Der Vorgang Tauchbeschichtung-Trocknung-Sinterung wurde 5 Mal wiederholt.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 25 mol-% Ru, 75 mol-% Ti bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 0,16 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 0,59 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2).
  • Die erhaltenen Oberflächenmorphologie der hergestellten Beschichtung wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert, s. Figur 1.
    • Beispiel 7
  • Die Titansubstrate wurden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Die Beschichtungslösungen sind identisch zu Beispiel 6
  • Die rissfreien und dichten Beschichtungen wurden analog zu Beispiel 6 erhalten. Der Vorgang Tauchbeschichtung-Trocknung-Sinterung wurde 15 Mal wiederholt. Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 25 mol-% Ru, 75 mol-% Ti bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 0,50 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 1,84 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2).
  • Die erhaltenen Oberflächenmorphologie der hergestellten Beschichtung wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert, s. Figur 2.
    • Beispiel 8
  • Die Titansubstrate wurden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Die Beschichtungslösungen wurden erhalten durch Auflösen von 421,1 mg Ruthenium(III)-Chlorid-Hydrat (RuCl3·xH2O, 36% Ru) in 4.62 mL Isopropanol und Rühren über Nacht (Lösung A). 1.332 mL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) wurden einer vorgemischten Lösung aus 2,246 mL 4-Hydroxy-4-Methyl-2-Pentanon und 5 mL Isopropanol zugegeben und für 30 Minuten gerührt (Lösung B). Lösung A and Lösung B wurden mittels Ultraschallbehandlung gemischt und es wurde eine klare Lösung erhalten. Anschließend wurden 25,8 µL Essigsäure und 108 µL deionisiertes Wasser zu der Lösung hinzugegeben. Die so hergestellte Lösung wurde abgedeckt und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt.
  • Die rissfreien und dichten Beschichtungen wurden durch Tauchbeschichtung hergestellt. Dazu wurden die Titansubstrate in die Beschichtungslösung für die Dauer von 20 Sekunden eingetaucht und anschließend senkrecht aus der Beschichtungslösung mit einer Geschwindigkeit von 193 mm pro Minute herausgezogen und anschließend an der Luft getrocknet. Die Schicht wurde erst 30 Minuten bei 90 °C und dann 10 Minuten bei 450°C an Luft gesintert. Der Vorgang Tauchbeschichtung-Trocknung-Sinterung wurde 6 Mal wiederholt.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 25 mol-% Ru, 75 mol-% Ti bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 1,0 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 3,69 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2).
  • Die erhaltenen Oberflächenmorphologie der hergestellten Beschichtung wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert, s. Figur 3.
    • Beispiel 9
  • Die Titansubstrate wurden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Die Beschichtungslösungen wurden erhalten durch Auflösen von 210,6 mg Ruthenium(III)-Chlorid-Hydrat (RuCl3·xH2O, 36% Ru) in 4.81 mL Isopropanol und Rühren über Nacht (Lösung A). 666,1 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) wurden einer vorgemischten Lösung aus 1,123 mL 4-Hydroxy-4-Methyl-2-Pentanon und 20 mL Isopropanol zugegeben und für 30 Minuten gerührt (Lösung B). Lösung A and Lösung B wurden mittels Ultraschallbehandlung gemischt und es wurde eine klare Lösung erhalten. Anschließend wurden 12,9 µL Essigsäure und 54 µL deionisiertes Wasser zu der Lösung hinzugegeben. Die so hergestellte Lösung wurde abgedeckt und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt.
  • Die rissfreien und dichten Beschichtungen wurden durch Tauchbeschichtung hergestellt. Dazu wurden die Titansubstrate in die Beschichtungslösung für die Dauer von 20 Sekunden eingetaucht und anschließend senkrecht aus der Beschichtungslösung mit einer Geschwindigkeit von 193 mm pro Minute herausgezogen. Die nasse Beschichtung wurde an Luft getrocknet und für 30 Minuten bei 90 °C und dann 10 Minuten bei 450°C an Luft gesintert. Der Vorgang Tauchbeschichtung-Trocknung-Sinterung wurde 50 Mal wiederholt, mit einer abschließenden Sinterung für 1 Stunde bei 450 °C.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 25 mol-% Ru, 75 mol-% Ti bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 2,0 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 7,38 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2).
    • Beispiel 9b (Vergleichsbeispiel)
  • Zum Vergleich wurde eine Beschichtung mit einer Trockenriss-Struktur (mud-crack Struktur) hergestellt, mit den gleichen Beschichtungslösungen wie in Beispiel 9.
  • Die Titansubstrate wurden analog zu Beispiel 1 vorbehandelt und mittels Auftropfverfahren wurden 50 µl der Beschichtungslösung mittels eines Mikropipettierers aufgebracht.
  • Die nasse Beschichtung wurde an Luft getrocknet und für 30 Minuten bei 90 °C und dann 10 Minuten bei 450°C an Luft gesintert. Der Vorgang Auftropfbeschichtung-Trocknung-Sinterung wurde 4 Mal wiederholt, mit einer abschließenden Sinterung für 1 Stunde bei 450 °C.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 25 mol-% Ru, 75 mol-% Ti bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 3,4 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 12,54 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2).
  • Die erhaltenen Oberflächenmorphologie der hergestellten Beschichtung wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert, s. Figur 4
  • Die Elektroden mit der rissfreien und der Trockenriss-Struktur wurden mittels Cyclovoltammetrie untersucht. Die Messungen wurden in 3,5 molarer Kochsalz-Lösung bei pH = 3 und Raumtemperatur mit einer Silber/Silberchlorid Referenzelektrode durchgeführt. Das Potential wurde im Bereich von 0.2 bis 1.0 V mit verschiedenen Potential-Scangeschwindigkeiten (v) im Bereich von 5 bis 200 mV/s durchfahren. Die voltammetrische kapazitive Ladung (qa) wurde mittels EC-Lab Software durch Integration der anodischen Zweige der Cyclovoltammogramme erhalten. Die voltammetrische Ladung (qa) als Funktion der Potential-Scangeschwindigkeit (v) für die rissfreie Beschichtung und die Beschichtung mit der Trockenrissstruktur ist in Figur 5 aufgetragen. Die voltammetrische Ladung sinkt sehr stark wenn die Potential-Scangeschwindigkeit (v) von 5 auf 50 mV/s erhöht wird und nimmt dann für die Beschichtung mit der Trockenriss-Struktur einen annähernd konstanten Wert an (gepunktete Linie in Figur 5). Das ist in Übereinstimmung mit der Tatsache, dass bei niedrigen Potential-Scangeschwindigkeiten (v) die Durchdringung des Elektrolyten durch die Risse bis in die inneren Risse und Hohlräume erfolgt und so ein hoher Wert für die kapazitive Ladung erhalten wird, während bei den höheren Potential-Scangeschwindigkeiten nur die äußerste Oberfläche zugänglich ist. Im Gegensatz dazu ist die kapazitive Ladung der rissfreien Beschichtung praktisch unabhängig von der Potential-Scangeschwindigkeit (durchgezogene Linie in Figur 5), was den kompakten und dichten Charakter der Beschichtung belegt.
    • Beispiel 10
  • Um eine Beschichtung mit einer rissfreien und dichten Basisschicht und einer rissigen und elektrokatalytisch aktiven Deckschicht herzustellen, wurde die rissfreie Basisschicht analog zu Beispiel 7 hergestellt. Hieraus resultierte eine Probe der Basisschicht-Zusammensetzung 25 mol-%Ru, 75 mol-% Ti bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 0,50 g/m2. Das entspricht einer gesamten Basisschicht-Beladung von 1,84 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2)
  • Die rissige Deckschicht, die auf die rissfreie Basisschicht aufgebracht wurde, wurde mit den gleichen Beschichtungslösungen wie in Beispiel 1 und der gleichen Beschichtungs- und Sinterungsprozedur wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit dem Unterschied dass insgesamt 4 Beschichtungs-Sinterungs Zyklen durchgeführt wurden.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Deckschicht-Zusammensetzung 25 mol% Ru / 70 mol% Ti / 5 mol% V bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 2,6 g/m2. Das entspricht einer gesamten Deckschichtbeladung von 9,64 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2, V2O5).
  • Die erhaltenen Oberflächenmorphologie der hergestellten Beschichtung wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert, s. Figur 6.
  • Das Elektrodenpotential für die Chlorentwicklung wurde unter analogen Bedingungen wie in Beispiel 1 bestimmt. Das gemessene Elektrodenpotential betrug 1,21 V.
    • Beispiel 11
  • Um eine poröse und rissige elektrokatalytisch aktive Beschichtung zu erzeugen, wurden die Titansubstrate analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Die Beschichtungslösungen wurden erhalten durch Auflösen von 67,4 mg Ruthenium(III)-Chlorid-Hydrat (RuCl3·xH2O, 36% Ru) in 2 mL Isopropanol und Rühren über Nacht (Lösung A). 39 mg Lanthan(III)-Nitrat-Hexahydrat (La(NO3)3 6H2O) wurden zu 1 mL Isopropanol gegeben und für 30 Minuten gerührt (Lösung B). 80 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) wurden einer vorgemischten Lösung aus 224,6 µl 4-Hydroxy-4-Methyl-2-Pentanon und 0,66 mL Isopropanol zugegeben und für 10 Minuten gerührt (Lösung C).
  • Die Lösungen A, B und C wurden mittels Ultraschallbehandlung gemischt und es wurde eine klare Lösung erhalten. Anschließend wurden 5,15 µL Essigsäure und 10,8 µL deionisiertes Wasser zu der Lösung hinzugegeben. Die so hergestellte Lösung wurde abgedeckt und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt.
  • Mittels Auftropfverfahren wurden 50 µl der Beschichtungslösung mittels eines Mikropipettierers auf das Titansubstrat aufgebracht.
  • Die nasse Beschichtung wurde an Luft getrocknet und für 10 Minuten bei 250 °C und dann 10 Minuten bei 450°C an Luft gesintert. Der Vorgang Auftropfbeschichtung-Trocknung-Sinterung wurde 5 Mal wiederholt, mit einer abschließenden Sinterung für 1 Stunde bei 450 °C.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 40 mol% Ru / 45 mol% Ti / 15 mol% La bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 8,5 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungbeladung von 29,0 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2, La2O3).
  • Zum Vergleich wurde einer Beschichtung der Zusammensetzung Ru0.4Ti0.6O2 hergestellt. Dazu wurden 67,4 mg Ruthenium(III)-Chlorid-Hydrat (RuCl3-xH2O, 36% Ru) in 2 mL Isopropanol gegeben und über Nacht gerührt (Lösung A). 106,6 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) wurden einer vorgemischten Lösung aus 224,6 µl 4-Hydroxy-4-Methyl-2-Pentanon und 1,66 mL Isopropanol zugegeben und für 10 Minuten gerührt (Lösung B). Lösung A and Lösung B wurden mittels Ultraschallbehandlung gemischt und es wurde eine klare Lösung erhalten. Anschließend wurden 5,15 µL Essigsäure und 10,8 µL deionisiertes Wasser zu der Lösung hinzugegeben. Die so hergestellte Lösung wurde abgedeckt und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt.
  • Mittels Auftropfverfahren wurden 50 µl der Beschichtungslösung mittels eines Mikropipettierers auf das Titansubstrat aufgebracht.
  • Die nasse Beschichtung wurde an Luft getrocknet und für 10 Minuten bei 250 °C und dann 10 Minuten bei 450°C an Luft gesintert. Der Vorgang Auftropfbeschichtung-Trocknung-Sinterung wurde 5 Mal wiederholt, mit einer abschließenden Sinterung für 1 Stunde bei 450 °C.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 40 mol% Ru / 60 mol% Ti bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 8,5 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 21,3 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2).
  • Die Cyclovoltammetrie wurde durchgeführt in 0,5 molarer Salzsäure bei Raumtemperatur mit Silber/Silberchlorid als Referenzelektrode. Das Potential wurde im Bereich von 0,2 bis 1,0 Volt mit einer Potential-Scangeschwindigkeit von υ = 50 mV/s durchfahren, wobei die dem Elektrolyt ausgesetzte Fläche 1 cm2 betrug. Die voltammetrische kapazitive Ladung (qa) wurde mittels EC-Lab Software durch Integration der anodischen Zweige der Cyclovoltammogramme erhalten. Die voltammetrische Ladung (q a) als Funktion der Zahl der Cyclovoltammetrie-Zyklen für die Ru0.4Ti0.45La0.15O2 Beschichtung (gepunktete Linie) und Ru0.4Ti0.6O2 (durchgezogene Linie) in Figur 7 aufgetragen.
  • Die cyclovoltammetrische Ladung qa der Ru0.4Ti0.6O2 Beschichtung ist unabhängig von der Zahl der Cyclovoltammetrie-Zyklen, was ein Hinweis darauf ist, dass sich der Charakter der Beschichtung nicht verändert. Für die Ru0.4Ti0.45La0.15O2 Beschichtung hingegen wurde ein konktinuierlicher Anstieg der voltammetrischen Ladung vom zweiten bis zum 79. Potential-Zyklus beobachtet. Dies wird durch eine kontinuierliches Auflösen des Lanthanoxids aus der Oxidmatrix während der Cyclovoltammetrie-Zyklen verursacht bei gleichzeitigem Anstieg der Beschichtungsporosität.
    • Beispiel 12
  • Um eine poröse und rissige elektrokatalytisch aktive Beschichtung zu erzeugen, wurden die Titansubstrate analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Die vier Beschichtungslösungen wurden jeweils erhalten durch Auflösen von 37,9 mg Ruthenium(III)-Chlorid-Hydrat (RuCl3 ·xH2O, 36% Ru) in 1,33 mL Isopropanol und Rühren über Nacht (Lösung A). Die vier Lösungen B wurden jeweils erhalten durch Zugabe von 130,8 mg Zinnisopropoxid- propanolat (Sn(i-OPr)4·C3H7OH) zu einer Mischung aus 1,34 mL Isopropanol und 1,33 ml Propionsäure und anschließendem Kochen unter Rückfluss bei 150 °C für 30 Minuten und starker Rührung. Anschließend wurde den vier heißen Lösungen B jeweils eine unterschiedliche Menge Lanthan(III)-Nitrat-Hexahydrat (La(NO3)3 6H2O), und zwar 39 mg, 29,2 mg, 9,7 mg und 0 mg zugegeben und für weitere 20 Minuten gerührt, bevor die Lösungen auf Raumtemperatur abgekühlt wurden. Anschließend wurde diese Lösungen jeweils die Lösungen A tropfenweise unter Rührung zugegeben.
  • Mittels Auftropfverfahren wurden jeweils 50 µl der Beschichtungslösung mittels eines Mikropipettierers auf das Titansubstrat aufgebracht.
  • Die nassen Beschichtungen wurden an Luft getrocknet und für 10 Minuten bei 250 °C und dann 10 Minuten bei 450°C an Luft gesintert. Die beschichteten Titanplatten wurden dann in 5-%-ige Salzsäure bei einer Temperatur von 60 °C für 15 Minuten unter leichtem Rühren getaucht, um die Lanthanoxid-Bestandteile der Beschichtungen aufzulösen.
  • Der Vorgang Auftropfbeschichtung-Trocknung-Sinterung-Auflösung wurde jeweils 8 Mal wiederholt, mit einer abschließenden Sinterung für 1 Stunde bei 450 °C.
  • Hieraus resultierten 4 Proben der Zusammensetzung 30 mol% Ru / 70 mol% Sn bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von jeweils 7,7 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von jeweils 36,9 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, SnO2).
  • Die erhaltenen Beschichtungen warden mit La39, La29, La9, La0 gekennzeichnet, entsprechend den unterschiedlichen Mengen Lanthan(III)-Nitrat-Hexahydrat (39 mg, 29,2 mg, 9,7 mg oder 0 mg), die in der Beschichtungslösung enhalten waren..
  • Die Elektroden wurden mittels Cyclovoltammetrie wie in Beispiel 9 beschrieben untersucht und die voltammetrische kapazitive Ladung (q a) wurde wie in Beispiel 9 bestimmt. Die voltammetrische Ladung (q a) als Funktion der Potential-Scangeschwindigkeit (υ) der Elektroden ist in Figur 8 wiedergegeben. Die voltammetrische Ladung (q a) nimmt mit zunehmender Potential-Scangeschwindigkeit von 5 auf 200 mV/s immer mehr ab. Dies ist ein Anzeichen für die rissige und poröse Struktur der Beschichtungen. Ein Anstieg der kapazitiven Ladung mit zunehmendem Lanthan(III)-Nitrat-Hexahydrat wurde beobachtet. Durch das Auflösen von Lanthanoxid werden Beschichtungen hoher Porosität erhalten.
    • Beispiel 13
  • Um eine poröse und rissige elektrokatalytisch aktive Beschichtung zu erzeugen, wurden die Titansubstrate analog zu Beispiel 1 vorbehandelt.
  • Zur Herstellung der Beschichtungslösungen wurden jeweils 99,6 mg Rutheniumacetylacetonat (Ru(acac)3), 192,4 µL Titanisopropoxid (Ti(i-OPr)4) und 26,6 mg Vanadylacetylacetonat (VO(acac)2) in 1.45 mL Isopropanol und 1.45 mL Propionsäure gelöst und jeweils 30 Minuten unter Rückfluss bei 150 °C unter starker Rührung erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die drei Lösungen gemischt und man erhielt eine homogene und transparente Lösung mit weinroter Farbe. 72,2mg Polyvinylpyrrolidon K30 (PVP) (mittleres Molekulargewicht Mw = 40 000) wurde zur der Lösung zugegeben und mittels Ultraschall für 30 Minuten behandelt. Mit einer Mikropipette wurden 50 µL dieser Beschichtungslösung auf das Titansubstrat aufgetropft und anschließend an der Luft getrocknet. Die Schicht wurde erst 15 Minuten bei 250°C und dann 20 Minuten bei 450°C an Luft gesintert. Diese Prozeduren (Auftrag Beschichtungslösung, Trocknung, Sinterung) wurden 8 mal wiederholt. Anschließend wurde das beschichtete Titansubstrat eine Stunde lang bei 450°C gesintert.
  • Hieraus resultierte eine Probe der Zusammensetzung 25 mol% Ru, 65 mol% Ti und 10 mol% V bezogen auf die metallischen Bestandteile. Berechnet auf den Metallgehalt entspricht dies einer Rutheniumbeladung von 6,4 g/m2. Das entspricht einer gesamten Beschichtungsbeladung von 23,9 g/m2 (als Summe der Oxide RuO2, TiO2 und V2O5).
  • Die Cyclovoltammetrie wurde in 3,5 molarer Kochsalzlösung bei Raumtemperatur mit einer Ag/AgCl Bezugselektrode durchgeführt. Das Potential wurde im Bereich von 0,2 bis 1,0 V (vs. Ag/AgCl) mit einer Potential-Scangeschwindigkeit von υ = 50 mV/s variiert. Die voltammetrische kapazitive Ladung (q a) wurde wie in Beispiel 9 bestimmt. Es wurde ein Wert von 39,2 mC/cm2 für die poröse und rissige Schicht erhalten.
  • Zum Vergleich wurde eine Elektrode mit der gleichen Beschichtungslösung, aber ohne den Zusatz von Polyvinylpyrrolidon (PVP), bei ansonsten gleicher Herstellprozedur gefertigt und die voltammetrische kapazitive Ladung (q a) in gleicher Weise bestimmt. Es wurde ein Wert von 20.8 mC/cm2 für die voltammetrische kapazitive Ladung (q a) der Beschichtung ohne PVP-Zusatz erhalten.

Claims (18)

  1. Elektrode mindestens bestehend aus einem elektrisch leitenden Substrat und einer katalytisch aktiven Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische aktive Schicht auf zwei katalytisch aktiven Komponenten basiert, die mindestens Iridium, Ruthenium oder Titan als Metalloxid oder Mischoxid oder Mischungen der genannten Oxide enthält, wobei der Gesamtgehalt an Ruthenium und/oder Iridium bezogen auf die Summe der Elemente Iridium, Ruthenium und Titan, mindestens 10 Mol-%, bevorzugt 10 bis 28 Mol-% beträgt, bevorzugt 10 bis 20 Mol-%, und dass mindestens eine oxidische Basisschicht vorgesehen ist, die auf dem elektrisch leitenden Träger aufgebracht ist und die für wässrige Elektrolyte, die NaCl und/oder NaOH oder HCl umfassen, undurchlässig ist.
  2. Elektrode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Substrat auf einem Ventilmetall basiert, insbesondere einem Metall der Reihe Titan, Tantal, Niob und Nickel oder einer Legierung dieser Metalle mit einem Hauptbestandteil an Titan, Tantal oder Niob.
  3. Elektrode gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht in Bezug auf wässrige Chlorwasserstofflösung, Natriumchlorid- und Natriumhydroxidlösung undurchlässig ist.
  4. Elektrode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Deckschicht vorgesehen ist, deren cyclovoltammetrische Ladung größer ist als die der Basisschicht.
  5. Elektrode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht die Komponenten der katalytisch aktiven Schicht aufweist und zusätzlich porenbildende Verbindungen, insbesondere Verbindungen des Lanthans, insbesondere Lanthanoxid oder Polymere, insbesondere Polyvinylpyrrolidon enthält.
  6. Elektrode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (Flächenbeladung als Oxid) der Basisschicht von 0,1 bis 20 g/m2 bevorzugt 0,5 bis 10 g/m2 beträgt.
  7. Elektrode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (Flächenbeladung als Oxid) der Deckschicht, wenigstens 2 g/m2, bevorzugt wenigstens 5 g/m2 beträgt.
  8. Elektrode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht in einem Querschnitt durch die Schichtdicke betrachtet ein sich veränderndes Mengenverhältnis von Iridium zu Titan und/oder Ruthenium zu Titan-Komponente aufweist.
  9. Elektrode gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Iridium zu Titan und/oder Ruthenium zu Titan in der Deckschicht in einem Querschnitt durch die Schichtdicke betrachtet von der Außenseite in Richtung des elektrisch leitenden Trägers hin abnimmt.
  10. Elektrode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht elektrisch leitfähig ist und eine Leitfähigkeit von mindestens 10 S/m bevorzugt mindestens 1000 S/m, besonders bevorzugt mindestens 10000 S/m aufweist.
  11. Elektrode mindestens bestehend aus einem elektrisch leitenden Substrat und einer katalytisch aktiven Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische aktive Schicht auf zwei katalytisch aktiven Komponenten basiert, die mindestens Iridium, Ruthenium oder Titan als Metalloxid oder Mischoxid oder Mischungen der genannten Oxide enthält, wobei der Gesamtgehalt an Ruthenium und/oder Iridium bezogen auf die Summe der Elemente Iridium, Ruthenium und Titan, mindestens 10 Mol-%, bevorzugt 10 bis 28 Mol-% beträgt, bevorzugt 10 bis 20 Mol-%, und dass bis zur Hälfte des Rutheniums und/oder des Iridiums durch Vanadium, Zirkonium oder Molybdän, bevorzugt durch Vanadium, ersetzt ist.
  12. Elektrode gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode entsprechend einer Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufgebaut ist.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, insbesondere einer Elektrode gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt auf einen elektrisch leitenden Träger ein oder mehrmals Sol-Gel-Beschichtungslösung enthaltend eine Lösung oder Dispersion von Metallverbindungen eines oder mehrerer der Metalle Ruthenium, Iridium und Titan auf den Träger insbesondere mittels Eintauchen aufgebracht und dann von Lösungsmittel befreit wird, und anschließend die getrocknete Metallverbindungsschicht bei erhöhter Temperatur, insbesondere mindestens 350 °C, bevorzugt mindestens 400 °C, in Anwesenheit von Sauerstoff enthaltenden Gasen kalziniert wird und gegebenenfalls die Schritte: Auftragen der Lösung oder Dispersion, Trocknen und Kalzinierung ein- oder mehrfach wiederholt werden.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer Deckschicht ein- oder mehrmals eine Lösung oder Dispersion von Metallsalzen der Metalle aus der Reihe Ruthenium, Iridium und Titan auf die Basisschicht aufgebracht wird, vom Lösungsmittel befreit wird und bei erhöhter Temperatur, insbesondere mindestens 350 °C, bevorzugt mindestens 400 °C, unter Anwesenheit von Sauerstoff enthaltenden Gasen kalziniert wird.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Basisschicht nach dem Auftragen der Metallsalzlösung eine Trocknung bei erhöhter Temperatur, insbesondere mindestens 200 °C, bevorzugt mindestens 240 °C, durchgeführt wird.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass den Metallverbindungslösungen zur Herstellung der Basisschicht und/oder der Deckschicht eine niedere Carbonsäure, insbesondere Propionsäure, C1- bis C5-Alkohole oder Ketone oder deren Mischungen zugesetzt wird.
  17. Elektrolyseur zur Elektrolyse von Natriumchlorid oder Chlorwasserstoff enthaltenden Lösungen, dadurch gekennzeichnet, dass als Anode eine Elektrode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehen ist.
  18. Verwendung der Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Anode in Elektrolyseuren für die Natriumchlorid- oder Chlorwasserstoffelektrolyse zur elektrochemischen Herstellung von Chlor.
EP11186428A 2010-10-28 2011-10-25 Elektrode für die elektrolytische Chlorherstellung Withdrawn EP2447395A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010043085A DE102010043085A1 (de) 2010-10-28 2010-10-28 Elektrode für die elektrolytische Chlorherstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2447395A2 true EP2447395A2 (de) 2012-05-02
EP2447395A3 EP2447395A3 (de) 2013-01-30

Family

ID=45023580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11186428A Withdrawn EP2447395A3 (de) 2010-10-28 2011-10-25 Elektrode für die elektrolytische Chlorherstellung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120103828A1 (de)
EP (1) EP2447395A3 (de)
JP (1) JP2012092449A (de)
CN (1) CN102465312A (de)
DE (1) DE102010043085A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017214810A1 (de) 2017-08-24 2019-02-28 Gabriele Keddo Vorrichtung und Verfahren zur Wasserdesinfektion und Herstellung eines Desinfektionsmittels
EP3416222A4 (de) * 2016-02-10 2019-10-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Elektrode für redox-flussbatterien sowie redox-flussbatterie
CN111994967A (zh) * 2020-08-26 2020-11-27 海南尚合超电新能源科技有限公司 一种钛掺杂的高镍三元锂离子正极材料制备方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI2823079T3 (fi) 2012-02-23 2023-05-04 Treadstone Tech Inc Korrosiota kestävä ja sähköä johtava metallin pinta
RU2507640C1 (ru) * 2012-07-02 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики РАН (ИПХФ РАН) Каталитический электрод для спиртовых топливных элементов
KR101406721B1 (ko) * 2013-04-03 2014-06-16 한국에너지기술연구원 성능이 향상된 전극 소재용 분말 제조 방법과 이를 이용한 전극과 그 활용.
CN103774175B (zh) * 2014-01-26 2015-12-02 福州大学 一种嵌入钌锆锡钛氧化物的活性涂层及其制备方法
CN103774177B (zh) * 2014-01-26 2015-12-02 福州大学 一种嵌入钌锆锡氧化物的活性涂层及其制备方法
DK3224392T3 (en) * 2014-11-24 2018-12-03 Industrie De Nora Spa ANODE FOR ELECTROLYTIC DEVELOPMENT OF CHLOR
US10435782B2 (en) * 2015-04-15 2019-10-08 Treadstone Technologies, Inc. Method of metallic component surface modification for electrochemical applications
JP2016204732A (ja) * 2015-04-28 2016-12-08 旭化成株式会社 電解用電極
US20190338429A1 (en) * 2016-11-22 2019-11-07 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Electrode for electrolysis
CN107142491A (zh) * 2017-04-10 2017-09-08 广东卓信环境科技股份有限公司 一种透气电极及其制备方法
KR102393900B1 (ko) * 2017-09-29 2022-05-03 주식회사 엘지화학 전기분해 음극용 코팅액 조성물
IT201800003533A1 (it) 2018-03-14 2019-09-14 Industrie De Nora Spa Elettrodo per processi di elettroclorazione
IT201800006544A1 (it) * 2018-06-21 2019-12-21 Anodo per evoluzione elettrolitica di cloro
CN109518168B (zh) * 2018-12-14 2020-11-03 广西大学 一种高稳涂层的活性钛基电极板的制备方法
CN111517419A (zh) * 2020-03-20 2020-08-11 昆明学院 一种具有磷选择性的催化电极及其制备方法
CN111704211A (zh) * 2020-06-26 2020-09-25 陕西科技大学 一种铂钌钛钇dsa电极的制备方法
CN114472121B (zh) * 2021-12-21 2023-03-24 西安泰金新能科技股份有限公司 一种高活性涂层钛阳极的制备方法
CN114457368B (zh) * 2022-03-08 2023-11-21 昆明冶金研究院有限公司 一种锌电积用涂层钛阳极及其制备方法
CN114560536B (zh) * 2022-03-09 2023-07-28 四川塔菲尔环境科技有限公司 一种铽铼改性Ti/RuO2形稳阳极、制备方法及应用

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3562008A (en) 1968-10-14 1971-02-09 Ppg Industries Inc Method for producing a ruthenium coated titanium electrode
US3632498A (en) 1967-02-10 1972-01-04 Chemnor Ag Electrode and coating therefor
US3776834A (en) 1972-05-30 1973-12-04 Leary K O Partial replacement of ruthenium with tin in electrode coatings
US3882002A (en) 1974-08-02 1975-05-06 Hooker Chemicals Plastics Corp Anode for electrolytic processes
US3948751A (en) 1967-12-14 1976-04-06 Oronzio De Nora Impianti Elettrochimici S.P.A. Valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductive face
US3950240A (en) 1975-05-05 1976-04-13 Hooker Chemicals & Plastics Corporation Anode for electrolytic processes
US4039409A (en) 1975-12-04 1977-08-02 General Electric Company Method for gas generation utilizing platinum metal electrocatalyst containing 5 to 60% ruthenium
EP0046449A1 (de) 1980-08-18 1982-02-24 Eltech Systems Corporation Dimensionsstabile beschichtete Elektrode für elektrolytische Verfahren mit einer Oxyde enthaltenden Zwischenschutzschicht auf Ventilmetallbasis und Verfahren zur Herstellung der Elektrode
US4517068A (en) 1981-12-28 1985-05-14 Eltech Systems Corporation Electrocatalytic electrode
US4668531A (en) 1984-01-31 1987-05-26 Permelec Electrode Ltd. Method for manufacture of electrode
DE4032417A1 (de) 1990-10-12 1992-04-16 Univ Halle Wittenberg Dimensionsstabile anode (dsa)
EP0867527A1 (de) 1997-02-27 1998-09-30 Aragonesas Industrias Y Energia, S.A. Elektrode mit katalytischer Beschichtung für elektrochemische Prozesse und Verfahren zu deren Herstellung
WO2006028443A1 (en) 2004-09-01 2006-03-16 Eltech Systems Corporation Pd-containing coating for low chlorine overvoltage
CN1900368A (zh) 2006-06-30 2007-01-24 福州大学 高铈含量的含钌涂层钛阳极及其制备方法
US7211177B2 (en) 2002-01-03 2007-05-01 Bayer Aktiengesellschaft Electrode for electrolysis in acidic media
WO2008046784A1 (en) 2006-10-16 2008-04-24 Industrie De Nora S.P.A. Anode for electrolysis

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR8006373A (pt) * 1979-10-08 1981-04-14 Diamond Shamrock Corp Eletrodo para uso em processos eletroliticos, processo para sua fabricacao, e uso do eletrodo
GB2084189B (en) * 1980-08-18 1983-11-02 Diamond Shamrock Corp Coated catalytic electrode for electrochemical processes
CA1190185A (en) * 1980-08-18 1985-07-09 Michael Katz Electrode with outer coating and protective intermediate conductive polymer coating on a conductive base
US4331528A (en) * 1980-10-06 1982-05-25 Diamond Shamrock Corporation Coated metal electrode with improved barrier layer
CA1190184A (en) * 1980-10-07 1985-07-09 Henri B. Beer Coated film-forming metal electrode with surface oxide barrier layer incorporating rhodium and/or iridium
JP3319887B2 (ja) * 1994-10-05 2002-09-03 クロリンエンジニアズ株式会社 次亜塩素酸塩の製造方法
IT1291604B1 (it) * 1997-04-18 1999-01-11 De Nora Spa Anodo per l'evoluzione di ossigeno in elettroliti contenenti fluoruri o loro derivati
DE10347703A1 (de) * 2003-10-14 2005-05-12 Bayer Materialscience Ag Konstruktionseinheit für bipolare Elektrolyseure
IT1391767B1 (it) * 2008-11-12 2012-01-27 Industrie De Nora Spa Elettrodo per cella elettrolitica

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3632498A (en) 1967-02-10 1972-01-04 Chemnor Ag Electrode and coating therefor
US3948751A (en) 1967-12-14 1976-04-06 Oronzio De Nora Impianti Elettrochimici S.P.A. Valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductive face
US3562008A (en) 1968-10-14 1971-02-09 Ppg Industries Inc Method for producing a ruthenium coated titanium electrode
US3776834A (en) 1972-05-30 1973-12-04 Leary K O Partial replacement of ruthenium with tin in electrode coatings
US3882002A (en) 1974-08-02 1975-05-06 Hooker Chemicals Plastics Corp Anode for electrolytic processes
US3950240A (en) 1975-05-05 1976-04-13 Hooker Chemicals & Plastics Corporation Anode for electrolytic processes
US4039409A (en) 1975-12-04 1977-08-02 General Electric Company Method for gas generation utilizing platinum metal electrocatalyst containing 5 to 60% ruthenium
EP0046449A1 (de) 1980-08-18 1982-02-24 Eltech Systems Corporation Dimensionsstabile beschichtete Elektrode für elektrolytische Verfahren mit einer Oxyde enthaltenden Zwischenschutzschicht auf Ventilmetallbasis und Verfahren zur Herstellung der Elektrode
US4517068A (en) 1981-12-28 1985-05-14 Eltech Systems Corporation Electrocatalytic electrode
US4668531A (en) 1984-01-31 1987-05-26 Permelec Electrode Ltd. Method for manufacture of electrode
DE4032417A1 (de) 1990-10-12 1992-04-16 Univ Halle Wittenberg Dimensionsstabile anode (dsa)
EP0867527A1 (de) 1997-02-27 1998-09-30 Aragonesas Industrias Y Energia, S.A. Elektrode mit katalytischer Beschichtung für elektrochemische Prozesse und Verfahren zu deren Herstellung
US7211177B2 (en) 2002-01-03 2007-05-01 Bayer Aktiengesellschaft Electrode for electrolysis in acidic media
WO2006028443A1 (en) 2004-09-01 2006-03-16 Eltech Systems Corporation Pd-containing coating for low chlorine overvoltage
CN1900368A (zh) 2006-06-30 2007-01-24 福州大学 高铈含量的含钌涂层钛阳极及其制备方法
WO2008046784A1 (en) 2006-10-16 2008-04-24 Industrie De Nora S.P.A. Anode for electrolysis

Non-Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELECTROCHIMICA ACTA, vol. 42, 1997, pages 3525
G.R.P. MALPASS ET AL., ELECTROCHIM. ACTA, vol. 52, 2006, pages 936
J. ALLOYS AND COMPOUNDS, vol. 261, 1997, pages 176
J. ELECTROCHEM. SOC., vol. 129, 1982, pages 1689
L.M. DA SILVA ET AL., J. ELECTROANAL. CHEM., vol. 532, 2002, pages 141
S. TRASATTI, ELECTROCHIM. ACTA, vol. 36, 1991, pages 225
S.V. EVDOKIMOV ET AL., RUSSIAN JOURNAL OF ELECTROCHEMISTRY, vol. 38, 2002, pages 657
T.A.F. LASSALI ET AL., ELECTROCHIMICA ACTA, vol. 39, 1994, pages 1545
TITAN, HAYFIELD, PRECIOUS METAL REVIEW, vol. 27, no. 1, 1983, pages 2 - 8
V. V. PANIC ET AL., COLLOIDS AND SURFACES A, vol. 157, 1999, pages 269
Y. E. ROGINSKAYA ET AL., ELECTROCHIMICA ACTA, vol. 40, 1995, pages 817
Y. TAKASU, ELECTROCHEMICA ACTA, vol. 45, 2000, pages 4135
Y. ZENG ET AL., CERAMICS INTERNATIONAL, vol. 33, 2007, pages 1087

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3416222A4 (de) * 2016-02-10 2019-10-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Elektrode für redox-flussbatterien sowie redox-flussbatterie
US11069901B2 (en) 2016-02-10 2021-07-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Electrode for redox flow battery, and redox flow batteries
DE102017214810A1 (de) 2017-08-24 2019-02-28 Gabriele Keddo Vorrichtung und Verfahren zur Wasserdesinfektion und Herstellung eines Desinfektionsmittels
CN111994967A (zh) * 2020-08-26 2020-11-27 海南尚合超电新能源科技有限公司 一种钛掺杂的高镍三元锂离子正极材料制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010043085A1 (de) 2012-05-03
CN102465312A (zh) 2012-05-23
JP2012092449A (ja) 2012-05-17
EP2447395A3 (de) 2013-01-30
US20120103828A1 (en) 2012-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2447395A2 (de) Elektrode für die elektrolytische Chlorherstellung
EP2765223B1 (de) Elektrokatalysator, Elektrodenbeschichtung und Elektrode zur Herstellung von Chlor
DE2113795C3 (de) Elektrode für elektrolytische Verfahren als Sauerstoffanode
EP2581971A1 (de) Katalysatorbeschichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
Takasu et al. Design of oxide electrodes with large surface area
DE1671422C2 (de) Elektrode zur Verwendung in elektrolytischen Prozessen und Verfahren zu deren Herstellung
DE60019256T2 (de) Kathode für die elektrolyse von wässrigen lösungen
DE102013202143A1 (de) Katalysatorbeschichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2331949C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Elektrode
EP3764443B1 (de) Katalysator für die sauerstoffentwicklungsreaktion bei der wasserelektrolyse
DE2543033C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Elektrode und ihre Verwendung
EP3601639A1 (de) Chemisch beständiger, oxidischer elektrokatalysator für die sauerstoffentwicklung während der alkalischen wasserelektrolyse basierend auf bacooj_5, verfahren zu seiner herstellung und ihn umfassende anode sowie katalytisch aktives und chemisch stabiles reaktionsprodukt davon
JP3883597B2 (ja) 金属基質または金属被覆した伝導基質上に改良された電気触媒混合酸化物被膜をつくるための新規な安定な被覆溶液、およびそのような溶液から製造される寸法安定性陽極
EP1360344A2 (de) Elektrochemische herstellung von nanoskaligen metall(misch)oxiden
EP2397579A1 (de) Elektrode für die elektrolytische Chlorgewinnung
EP4019666A1 (de) Iridiumhaltiger katalysator für die wasserelektrolyse
Hosseini et al. The use of silica in IrO2-based DSA type electrode: An efficient approach to construct cost-effective, potent electrodes for oxygen evolution reaction
DE60012363T2 (de) Elektrode mit katalytischem pulver hergestellt
DE602004001230T2 (de) Verfahren zur herstellung einer metalloxidbeschichtung auf einem leitfähigen substrat, aktivierte kathode davon und ihre verwendung zur elektrolyse von wässriger alkalichlorid-lösungen
EP0245201B1 (de) Anode für Elektrolysen
DE69933854T2 (de) Aufschlämmung zum beschichten von kohlenstofffreien anoden auf metallbasis für zellen zur aluminiumherstellung
KR890003514B1 (ko) 전해용 음극과 그 제조방법
EP3523462B1 (de) Verfahren zur herstellung eines in der wasseroxidation einsetzbaren elektrokatalysators
EP4170063A1 (de) Methode zur herstellung aktiver und stabiler titanbasierter mischoxidkatalysatoren mit optimierter edelmetallverteilung durch oberflächenkonforme atomlagenabscheidung
DE2200500C3 (de) Elektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: C25B 1/26 20060101AFI20121221BHEP

Ipc: C25B 11/04 20060101ALI20121221BHEP

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: BAYER INTELLECTUAL PROPERTY GMBH

17P Request for examination filed

Effective date: 20130730

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20130815