FR2475581A1 - SOLID POLYMER ELECTROLYTE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME - Google Patents
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Abstract
ON DEPOSE DES PARTICULES DE CATALYSEUR DANS UNE MATIERE ECHANGEUSE D'IONS, THERMOPLASTIQUE, HYDROPHILE SUR LA MEMBRANE PERMIONIQUE AVEC ELECTROLYTE A BASE DE POLYMERE SOLIDE OU SUR UN COLLECTEUR DE COURANT - SUPPORT DE CATALYSEUR. L'ELECTROLYTE A BASE DE POLYMERE SOLIDE AINSI PREPARE EST UTILISABLE DANS LES CELLULES D'ELECTROLYSE.CATALYST PARTICLES ARE DEPOSITED IN A HYDROPHILIC THERMOPLASTIC, ION EXCHANGER MATERIAL ON THE PERMIONIC MEMBRANE WITH SOLID POLYMER ELECTROLYTE OR ON A CATALYST SUPPLY CURRENT COLLECTOR. THE ELECTROLYTE BASED ON SOLID POLYMER SO PREPARED IS USEFUL IN ELECTROLYSIS CELLS.
Description
e475581e475581
L'invention concerne le domaine de l'électrolyse. The invention relates to the field of electrolysis.
Les cellules chlore-alcali avec électrolyte à base Chlor-alkali cells with electrolyte based
de polymère solide, notamment les cellules à membrane per- solid polymer, especially cells with a membrane
mionique à écartement zéro, qui fonctionnent comme des cel- zero spacing mionics, which function like
lules avec électrolyte à base de polymère solide, comportent une membrane permionique sélective vis-à-vis des cations et lules with electrolyte based on solid polymer, have a selective permionic membrane with respect to cations and
séparant la liqueur d'anolyte de la liqueur de catholyte. separating the anolyte liquor from the catholyte liquor.
Dans une cellule à membrane permionique à écartement zéro, ou bien l'électrocatalyseur anodique se trouve en contact avec la surface de la membrane permionique tournée vers l'anolyte, ou bien l'électrocatalyseur cathodique se trouve en contact avec la surface de la membrane permionique tournée vers le In a zero-gap permionic membrane cell, either the anode electrocatalyst is in contact with the surface of the permionic membrane facing the anolyte, or the cathode electrocatalyst is in contact with the surface of the permionic membrane facing the
catholyte. Dans une cellule avec électrolyte à base de poly- catholyte. In a cell with poly- electrolyte
mère solide, l'électrocatalyseur anodique se trouve en con- solid mother, the anodic electrocatalyst is in
tact avec la surface de la membrane permionique tournée vers l'anolyte et l'électrocatalyseur cathodique est en contact avec la surface de la membrane permionique tournée vers le catholyte. Les cellules électrolytiques avec électrolyte à base de polymère solide sont décrites de manière générale dans les brevets BE 872 632; 876 633 et 872 634 alors que Tact with the surface of the permionic membrane facing the anolyte and the cathode electrocatalyst is in contact with the surface of the permionic membrane facing the catholyte. Electrolytic cells with electrolyte based on solid polymer are generally described in patents BE 872 632; 876 633 and 872 634 while
les cellules électrolytiques avec électrolyte à base de poly- electrolytic cells with electrolyte based on poly-
mère solide à écartement zéro sont décrites dans la demande de brevet français NO 80.23.765 déposée le 6 Novembre 1980 pour: "Procédé et cellule électrolytique chlore-alcali avec un électrolyte polymère solide.' solid mother with zero spacing are described in French patent application NO 80.23.765 filed on November 6, 1980 for: "Chlor-alkali electrolytic cell and process with a solid polymer electrolyte."
Ainsi que le décrivent les brevets mentionnés ci- As described in the patents mentioned above
dessus, l'électrocatalyseur est de manière caractéristique noyé et entouré d'une matière hydrophobe, par exemple de polytétrafluoroéthylène fritté, d'éthylène-propylène fluoré ou de matières perfluoroalcoxy. Ainsi qu'il y est décrit, le catalyseur se trouve sous forme de particules noyées dans la matière hydrophobe. Ainsi qu'il est décrit par ailleurs dans above, the electrocatalyst is typically embedded and surrounded by a hydrophobic material, for example sintered polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene or perfluoroalkoxy materials. As described there, the catalyst is in the form of particles embedded in the hydrophobic material. As described elsewhere in
les brevets belges précités, il n'y a pratiquement pas de dé- the aforementioned Belgian patents, there is practically no
* - - 35 formation de la membrane permionique au cours de l'opération de fixation des particules de catalyseur, les membranes de type sulfonyle décrites ayant une température de ramollissement 7-,re t5OU-i * - - 35 formation of the permionic membrane during the operation of fixing the catalyst particles, the sulfonyl type membranes described having a softening temperature 7-, re t5OU-i
voisine de sa température de décomposition thermique. close to its thermal decomposition temperature.
Selon la présente invention, on prévoit un électrolyte à base de polymère solide, particulièrement avantageux, dans lequel un élément au moins de la paire d'électrodes possède ses éléments de catalyseur actif, à savoir les particules catalytiques, fil, maille, tamis et similaires noyés, appuyés According to the present invention, there is provided an electrolyte based on solid polymer, which is particularly advantageous, in which at least one element of the pair of electrodes has its active catalyst elements, namely the catalytic particles, wire, mesh, sieve and the like. drowned, supported
ou partiellement entourés d'une portion déformée thermoplasti- or partially surrounded by a deformed portion thermoplastic-
quement d'une matière hydrophile, résistant à l'électrolyte. only a hydrophilic material, resistant to the electrolyte.
Comme matières hydrophiles résistant à l'électrolyte appro- As hydrophilic materials resistant to the appropriate electrolyte
priées, on peut citer des polymères hydrocarbonés halogénés caractérisés par la présence de groupes acides, esters ou de sels de métaux alcalins. Selon un mode de réalisation préféré required, mention may be made of halogenated hydrocarbon polymers characterized by the presence of acid groups, esters or alkali metal salts. According to a preferred embodiment
de la présente invention, le polymère hydrophile est -initiale- of the present invention, the hydrophilic polymer is -initial-
ment une forme thermoplastique, thermiquement déformable, de - a thermally deformable thermoplastic form, from -
la membrane permionique ou d'une résine hydrophile thermopias- the permionic membrane or a thermophilic hydrophilic resin
tique compatible avec la membrane permioniqueet les particu- tick compatible with permionic membrane and particles
les de catalyseur sont noyées dans la résine pendant que la résine est thermoplastique, tandis que les particules sont ensuite entourées par une portion déformée de la résine. En d'autres termes, la résine peut être un acide, par exemple un acide carboxylique ou un de ses esters d'alkyle inférieur, The catalyst particles are embedded in the resin while the resin is thermoplastic, while the particles are then surrounded by a deformed portion of the resin. In other words, the resin can be an acid, for example a carboxylic acid or one of its lower alkyl esters,
par exemple un ester d'alkyle inférieur d'un acide carboxyli- for example a lower alkyl ester of a carboxylic acid
que. Par portion déformée à l'état thermoplastique de la résine, on entend une portion, par exemple une zone, surface, film, couche ou volume de la résine qui a été déformé, par exemple par application de chaleur ou de compression ou les than. By portion deformed in the thermoplastic state of the resin is meant a portion, for example an area, surface, film, layer or volume of the resin which has been deformed, for example by application of heat or compression or the
deux sous la forme thermoplastique, par exemple un acide car- two in the thermoplastic form, for example a car-
boxylique, un ester alkylique d'un acide carboxylique ou un chlorure d'acide d'un acide carboxylique ou sulfonique, ainsi qu'il sera plus amplement décrit ci-après, même si l'état boxylic, an alkyl ester of a carboxylic acid or an acid chloride of a carboxylic or sulfonic acid, as will be described more fully below, even if the state
ultérieur de la résine, par exemple après dépôt des particu- resin, for example after depositing the particles
les de catalyseur et hydrolyse ultérieure, peut être rigide, cassant ou infusible, tel qu'un de ses sels de sodium ou de those of catalyst and subsequent hydrolysis, can be rigid, brittle or infusible, such as one of its sodium or
potassium.potassium.
La matière à base d'électrocatalyseur-résine hydro- The material based on hydro-electrocatalyst-resin
phile peut se présenter sous la forme d'un stratifié de >47,55s1 phile can be in the form of a laminate of> 47.55s1
particules d'électrocatalyseur et d'un film de résine hydro- electrocatalyst particles and a hydro resin film
phile à la surface de la membrane permionique. En variante, la matière à base d'électrocatalyseur-résine hydrophile peut phile on the surface of the permionic membrane. Alternatively, the material based on hydrophilic electrocatalyst-resin may
se présenter sous forme d'un stratifié de particules d'élec- be in the form of a laminate of electric particles
trocatalyseur et de particules de résine hydrophile à la sur- trocatalyst and hydrophilic resin particles on the
face de la membrane permionique. En variante, l'électrocata- face of the permionic membrane. Alternatively, the electrocata-
lyseur peut être présent sous forme de particules de cataly- lyser may be present in the form of catalytic particles
seur dans et sur une portion déformée à l'état thermoplasti- in and on a deformed portion in the thermoplastic state
que de la matière résineuse de la membrane permionique. Selon un autre mode de réalisation encore, l'électrocatalyseur et that of the resinous material of the permionic membrane. According to yet another embodiment, the electrocatalyst and
la résine hydrophile peuvent se présenter sous forme d'un dé- the hydrophilic resin can be in the form of a
pôt sur un support à fil, maille ou tamis, maintenu en con- pot on a wire, mesh or sieve support, held in con-
tact avec la membrane permionique avec électrode à base de tact with the permionic membrane with electrode based
polymère solide c'est-à-dire en tant qu'électrode d'une cel- solid polymer, i.e. as an electrode of a cell
lule électrolytique avec électrolyte à base de polymère electrolytic cell with polymer-based electrolyte
solide à écartement zéro.solid with zero spacing.
Les électrolytes à base de polymère solide considérés Solid polymer electrolytes considered
selon l'invention peuvent être préparés à partir d'une compo- according to the invention can be prepared from a compound
sition d'une résine thermoplastique, hydrophile,résistant à sition of a thermoplastic resin, hydrophilic, resistant to
l'électrolyte et de la matière pour électrocatalyseur. electrolyte and material for electrocatalyst.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition According to a preferred embodiment, the composition
est maintenue en contact avec la membrane permionique au- is kept in contact with the permionic membrane
dessus de la température de transition vitreuse de la matière thermoplastique, hydrophile, résistant à l'électrolyte, ceci above the glass transition temperature of the thermoplastic, hydrophilic, electrolyte-resistant material, this
pour obtenir à partir de la composition de résine et d'élec- to obtain from the resin composition and elect
trocatalyseur un dépôt, un film, une surface ou une couche trocatalyst a deposit, a film, a surface or a layer
adhérant à la surface de la membrane permionique. adhering to the surface of the permionic membrane.
Selon une autre forme de réalisation mise en oeuvre dans une cellule avec électrolyte à base de polymère solide à écartement zéro, la composition de résine hydrophile et d'électrocatalyseur est maintenue en contact avec un support ou transporteur de courant métallique à mailles ouvertes, à tamis ou sous forme de feuille de manière à réaliser une According to another embodiment implemented in a cell with an electrolyte based on solid polymer with zero spacing, the composition of hydrophilic resin and of electrocatalyst is kept in contact with a support or metallic current carrier with open mesh, with sieve or in sheet form so as to produce a
électrode à laquelle adhèrent des particules d'électrocata- electrode to which electrocata particles adhere
lyseur et une résine hydrophile.lyser and a hydrophilic resin.
Pour la mise en oeuvre pratique des modalités envi- For the practical implementation of the modalities
sagées ci-dessus, la résine hydrophile résistant à l'électrolyte peut être sous forme de particules, de sphères, de fragments, sages above, the hydrophilic resin resistant to the electrolyte can be in the form of particles, spheres, fragments,
de matières pulvérulentes et similaires provenant par exem- pulverulent and similar materials from, for example,
ple du concassage, du broyage ou de la pulvérisation d'un full of crushing, grinding or pulverizing a
extrudat, d'un film, de feuilles, de brins et similaires. extrudate, film, sheets, strands and the like.
Selon un autre mode de réalisation de l' invention, la membrane permionique peut être un acide carboxylique ou un de ses esters d'alkyle inférieur ou un chlorure d'acide, par exemple un chlorure d'acide carboxylique ou un chlorure d'acide sulfonique et peut être rendue thermoplastique en According to another embodiment of the invention, the permionic membrane can be a carboxylic acid or one of its lower alkyl esters or an acid chloride, for example a carboxylic acid chloride or a sulfonic acid chloride and can be made thermoplastic by
vue du dépôt d'un catalyseur en particules sur celle-ci. view of the deposition of a particulate catalyst thereon.
Les cellules chlore-alcali avec électrolyte à base Chlor-alkali cells with electrolyte based
de polymère solide comportent un électrolyte à base de poly- of solid polymer include an electrolyte based on poly-
mère solide séparant l'anolyte du catholyte. L'électrolyte à base de polymère solide comprend une membrane permionique avec, soit un électrocatalyseur cathodique en contact avec solid mother separating the anolyte from the catholyte. The solid polymer electrolyte comprises a permionic membrane with either a cathode electrocatalyst in contact with
sa surface tournée vers le catholyte, soit un électrocataly- its surface facing the catholyte, i.e. an electrocataly-
seur anodique en contact avec la surface tournée vers l'ano- anodic contactor in contact with the ano-facing surface
lyte,soit encore un électrocatalyseur cathodique en contact lyte, or still a cathodic electrocatalyst in contact
avec la surface tournée vers le catholyte et un électrocata- with the surface facing the catholyte and an electrocata-
lyseur anodique en contact avec la surface tournée vers l'a- anodic lyser in contact with the surface facing towards the
nolyte. L'électrocatalyseur en contact avec la membrane per- nolyte. The electrocatalyst in contact with the membrane
mionique adhère soit à la membrane permionique, soit à un support de catalyseur ou à un transporteur de courant, soit à une combinaison de support de catalyseur et de transporteur de courant maintenue en contact avec la membrane permionique, c'est-à-dire comme dans une cellule avec électrolyte à base mionique adheres either to the permionic membrane, or to a catalyst support or a current carrier, or to a combination of catalyst support and current carrier maintained in contact with the permionic membrane, that is to say as in a cell with electrolyte based
de polymère solide à écartement zéro ou cellule hybride. solid polymer with zero spacing or hybrid cell.
Lorsque l'électrocatalyseur est écarté de la membrane per- When the electrocatalyst is moved away from the membrane
mionique, l'électrocatalyseur adhère à un support de cataly- mionic, the electrocatalyst adheres to a cataly-
seur ou à un transporteur de courant ou à une combinaison de support de catalyseur et de transporteur de courant comme or a current carrier or a combination of catalyst support and current carrier such as
dans une cellule hybride.in a hybrid cell.
Ainsi qu'il est prévu par l'invention, l'électroca- As provided by the invention, the electroca-
talyseur est présent et en contact avec une matière hydro- talyseur is present and in contact with a hydro-
phile, par exempleune couche, une feuille, une pellicule, un stratifié hydrophile ou une portion déformée de fragments, de particules, de brins, d'extrudats hydrophiles et similaires ou encore une portion déformée d'une couche, d'une feuille, d'une pellicule ou d'un stratifié hydrophile. La matière hydrophile est déformée, par exemple un produit déformé phile, for example a layer, sheet, film, hydrophilic laminate or a deformed portion of fragments, particles, strands, hydrophilic extrudates and the like or a deformed portion of a layer, sheet, d '' hydrophilic film or laminate. The hydrophilic material is deformed, for example a deformed product
thermiquement et par compression à partir d'une forme ther- thermally and by compression from a thermal form
moplastique de la matière hydrophile. moplastic of hydrophilic matter.
La structure de matière hydrophile et d'électrocata- The structure of hydrophilic matter and electrocata-
lyseur prévue est une forme ou masse mince, poreuse, perméa- intended lyser is a thin, porous, permeable form or mass
ble aux gaz et mouillable par l'électrolyte, présente sur la membrane permionique ou le support de catalyseur sous forme d'une pellicule, d'une feuille, d'un stratifié, d'une couche gas bleed and wettable by the electrolyte, present on the permionic membrane or the catalyst support in the form of a film, a sheet, a laminate, a layer
et similaires possédant les propriétés mentionnées précédem- and the like having the properties mentioned above.
ment. Ainsi qu'il est prévu selon l'invention, la charge de matière hydrophile sur la totalité de la matière hydrophile et de l'électrocatalyseur dans le film de catalyseur se situe entre environ 5 et environ 75% en poids, de préférence entre is lying. As provided according to the invention, the charge of hydrophilic material on all of the hydrophilic material and of the electrocatalyst in the catalyst film is between approximately 5 and approximately 75% by weight, preferably between
environ 10 et environ 50% en poids et, dans un mode de réali- about 10 and about 50% by weight and, in one embodiment
sation particulièrement préféré, entre environ 15 et environ particularly preferred, between about 15 and about
% en poids. On obtient de cette manière une charge de cata- % in weight. In this way we obtain a charge of cat-
lyseur d'environ 0,1 à environ 10 mg par cm2 de membrane per- lyser from about 0.1 to about 10 mg per cm2 of membrane per-
mionique et une épaisseur de film d'environ 12 à 380 microns. mionic and a film thickness of about 12 to 380 microns.
On préfère tout spécialement une charge de catalyseur d'envi- Especially preferred is a catalyst charge of approx.
ron 0,5 à 5 mg par cm2 de membrane permionique et une épais- ron 0.5 to 5 mg per cm2 of permionic membrane and a thick-
seur de film d'environ 50 à 125 microns, bien que des épais- about 50 to 125 microns film thickness, although thick
seurs de film plus épaisses ou plus minces puissent être thicker or thinner film sisters can be
utilisées sans effet nuisible.used without harmful effect.
Dans un mode de réalisation donné à titre d'exemple, la résine hydrophile et les particules d'électrocatalyseur sont appliquées sur un support, par exemple une membrane permionique ou un support de catalyseur, dans des conditions o la résine est thermoplastique, de manière à se déformer In an exemplary embodiment, the hydrophilic resin and the electrocatalyst particles are applied to a support, for example a permionic membrane or a catalyst support, under conditions where the resin is thermoplastic, so that deform
et à provoquer l'adhérence des particules d'électrocataly- and cause adhesion of the electrocataly-
seur sur la masse de résine hydrophile-électrocatalyseur, sor on the mass of hydrophilic resin-electrocatalyst,
laquelle à son tour, adhère au support. which in turn adheres to the support.
Dans un mode de réalisation donné à titre de va- In an embodiment given by way of
riante, les particules d'électrocatalyseur sont appliquées directement sur un support, par exemple une membrane laughing, the electrocatalyst particles are applied directly to a support, for example a membrane
Z475531Z475531
permionique qui est sous forme thermoplastique,-par exemple un acide carboxylique, un ester d'alkyle inférieur d'un permionic acid which is in thermoplastic form, for example a carboxylic acid, a lower alkyl ester of a
acide carboxylique ou un chlorure d'acide d'un acide car- carboxylic acid or an acid chloride of a car-
boxylique ou d'un acide sulfonique dans des conditions de température et de pression o le support est thermoplasti- que de manière à se déformer et à provoquer.l'adhérence des boxylic or of a sulfonic acid under conditions of temperature and pressure where the support is thermoplastic so as to deform and cause adhesion of the
particules d'électrocatalyseur au support. particles of electrocatalyst to the support.
Bien que, à propos de la résine hydrophile, il soit Although, about the hydrophilic resin, it is
question d'une résine thermoplastique ou d'une portion dé- question of a thermoplastic resin or a portion
formée d'une résine thermoplastique, il faut souligner que sa caractérisation en tant que résine thermoplastique se formed of a thermoplastic resin, it should be emphasized that its characterization as a thermoplastic resin
-rapporte à son état au moment de la fabrication de l'élec- -reports to its condition at the time of manufacture of the elect
trolyte à base de polymère solide ou du support de cataly- trolyte based on solid polymer or catalyst support
seur et que la résine peut ultérieurement perdre son carac- that the resin may later lose its character
tère thermoplastique, par exemple par hydrolyse en se trans- thermoplastic, for example by hydrolysis
formant en sel de métal alcalin.forming into alkali metal salt.
Les résines prévues selon l'invention, à savoir les résines échangeuses d'ions sélectives vis-à-vis des cations, possèdent des propriétés thermoplastiques, qui dépendent des substituants liés aux groupes échangeurs d'ions actifs, de la présence de liaisons éthers et de l'absence pratique de réticulation. Par exemple, des résines possédant des degrés The resins provided according to the invention, namely ion exchange resins selective for cations, have thermoplastic properties, which depend on the substituents linked to the active ion exchange groups, on the presence of ether bonds and the practical absence of crosslinking. For example, resins with degrees
de réticulation égaux et des concentrations égales en liai- of equal crosslinking and equal concentrations of liai-
sons éthers sont thermoplastiques sous la forme ester, ther- ether sounds are thermoplastic in the ester form, ther-
moplastiques mais moins sous la forme acide et sensiblement moplastics but less in the acid form and substantially
moins thermoplastiques sous la forme de sel de métal alcalin. less thermoplastic in the form of an alkali metal salt.
En outre, plus la concentration en liaisons éthers est élevée, In addition, the higher the concentration of ether bonds,
plus la résine est thermoplastique et déformable. the more the resin is thermoplastic and deformable.
Ainsi qu'il est prévu selon l'invention, la résine hydrophile est présente sous la forme ester ou acide et de préférence sous la forme ester d'un acide carboxylique et sous la forme de chlorure d'acide pour un acide carboxylique ou un acide sulfonique, pendant la formation de l'électrolyte à base de polymère solide. De plus, la résine devra avoir une faible teneur en agents de réticulation, à savoir inférieure As provided according to the invention, the hydrophilic resin is present in the ester or acid form and preferably in the ester form of a carboxylic acid and in the form of acid chloride for a carboxylic acid or an acid. sulfonic, during the formation of the solid polymer electrolyte. In addition, the resin should have a low content of crosslinking agents, namely lower.
ou égale à celle de la résine de la membrane permionique sous- or equal to that of the permionic membrane resin under
jacente et une teneur élevée en liaisons éthers, c'est-à-dire with a high content of ether bonds, i.e.
supérieure ou égale à celle de la membrane permionique sous- greater than or equal to that of the permionic membrane under
jacente. Lorsque la résine hydrophile se trouve sous la forme de carboxylate de métal alcalin, elle peut être convertie en l'acide carboxylique forme hydrogène, en l'anhydride d'acide carboxylique ou, dans un mode de réalisation préféré, en underlying. When the hydrophilic resin is in the form of an alkali metal carboxylate, it can be converted into the carboxylic acid in hydrogen form, into the carboxylic acid anhydride or, in a preferred embodiment, into
l'ester d'alkyle inférieur.the lower alkyl ester.
Par exemple, le carboxylate de métal alcalin peut être converti en acide carboxylique par mise en contact du sel avec un acide, par exemple une solution acide aqueuse, en présence d'un solvant polaire approprié. Comme acides appropriés, on peut citer des acides inorganiques tels que l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide nitrique For example, the alkali metal carboxylate can be converted to the carboxylic acid by contacting the salt with an acid, for example an aqueous acid solution, in the presence of a suitable polar solvent. As suitable acids, mention may be made of inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid.
ou l'acide phosphorique entre autres et des acides organi- or phosphoric acid among others and organic acids
ques tels que l'acide acétique, des acides halo-acétiques comprenant des acides trihaloacétiques, par exemple l'acide trichloroacétique et l'acide trifluoroacétique ainsi que l'acide propionique entre autres. L'acide est de préférence ajouté sous forme de solution aqueuse, par exemple sous forme d'une solution acide aqueuse de 0,5% en poids à 90% en poids et de préférence sous forme de solution acide aqueuse de 1 à such as acetic acid, haloacetic acids comprising trihaloacetic acids, for example trichloroacetic acid and trifluoroacetic acid as well as propionic acid among others. The acid is preferably added in the form of an aqueous solution, for example in the form of an aqueous acid solution of 0.5% by weight to 90% by weight and preferably in the form of an aqueous acid solution of 1 to
% en poids.% in weight.
Des solvants appropriés sont l'eau et des solvants Suitable solvents are water and solvents
organiques polaires, tels que le méthanol, l'éthanol, l'éthy- polar organic, such as methanol, ethanol, ethyl-
lèneglycol, le diméthylsulfoxyde, l'acide acétique, le phénol et similaires. Le solvant organique polaire, lorsqu'il est lene glycol, dimethyl sulfoxide, acetic acid, phenol and the like. The polar organic solvent, when it is
utilisé, est présent à une concentration de 5 à 90% en poids. used, is present at a concentration of 5 to 90% by weight.
La réaction s'effectue à une température de 10C à 1200C pen- The reaction is carried out at a temperature of 10 ° C. to 1200 ° C.
dant environ 30 minutes à 24 heures. from about 30 minutes to 24 hours.
Ensuite, les groupes acide carboxylique peuvent être transformés en des groupes ester d'alkyle par réaction avec Then the carboxylic acid groups can be converted to alkyl ester groups by reaction with
un alcool. Des alcools souhaitables sont les alcools infé- an alcohol. Desirable alcohols are the lower alcohols
rieurs, à savoir les alcools en C1 à C5 comme le méthanol, l'éthanol, le propanol, le butanol, le pentanol et leurs laughing, namely C1 to C5 alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol and their
isomères.isomers.
En variante, les groupes acide carboxylique peuvent être transformés en des groupes halogénure d'acide ou en des groupes anhydride d'acide avec conversion ultérieure en esters des groupes halogénure d'acide ou anhydride d'acide. ' Alternatively, the carboxylic acid groups can be converted to acid halide groups or acid anhydride groups with subsequent conversion to esters of acid halide or acid anhydride groups. ''
Lorsque l'ester est formé à partir de groupes halo- When the ester is formed from halo groups
génure d'acide carboxylique, l'halogénure d'acide peut être carboxylic acid genide, the acid halide can be
obtenu par réaction de l'acide carboxylique avec du trichlo- obtained by reaction of the carboxylic acid with trichlo-
rure de phosphore, de l'oxychlorure de phosphore, du chlo- phosphorus rure, phosphorus oxychloride, chloro
rure de thionyle et similaires, après quoi on fait réagir thionyl rure and the like, after which it is reacted
l'halogénure d'acide avec un alcool. the acid halide with an alcohol.
Lorsque l'ester est formé à partir de groupes anhy- When the ester is formed from anhy-
dride d'acide carboxylique, l'anhydride d'acide carboxylique peut être obtenu par réaction du groupe acide carboxylique carboxylic acid, carboxylic acid anhydride can be obtained by reaction of the carboxylic acid group
avec un anhydride d'acide, par exemple de l'anhydride acéti- with an acid anhydride, for example acetate anhydride
que, après quoi on fait réagir l'anhydride d'acide formé avec that after which the acid anhydride formed is reacted with
un alcool.an alcohol.
Lorsque la membrane permionique est une membrane d'a- When the permionic membrane is an a-
cide sulfonique, par exemple un acide sulfonique ou un de ses dérivés, sous forme d'un sel de métal alcalin, celui-ci peut être transformé en l'halogénure de sulfonyle, par exemple en sulfonic acid, for example a sulfonic acid or a derivative thereof, in the form of an alkali metal salt, this can be converted into the sulfonyl halide, for example into
chlorure de sulfonyle, pour rendre la membrane thermoplastique. sulfonyl chloride, to make the membrane thermoplastic.
La conversion en l'halogénure de sulfonyle peut s'opérer par réaction avec SOC12 ou PCl5. Par exemple, la membrane d'acide The conversion to the sulfonyl halide can be carried out by reaction with SOC12 or PCl5. For example, the acid membrane
sulfonique ou son sel de métal alcalin peut être miseen con- sulfonic acid or its alkali metal salt can be used
tact avec de la vapeur de PC15 ou avec une solution de PC15, tact with PC15 vapor or with a solution of PC15,
par exemple PCl5 dans POC13>ou dans POC13 et un solvant orga- for example PCl5 in POC13> or in POC13 and an organic solvent
nique tel qu'un halohydrocarbure. Des solvants halohydrocar- such as a halohydrocarbon. Halohydrocarbon solvents
bonés convenables sont le trichloréthylène, le perchloréthy- suitable bonés are trichlorethylene, perchlorethy-
lène, le 1,1,2-trichloroéthane, le 1,1,2,2-tétrachloroéthane et le 1,2difluoro-1,1,2,2-tétrachloroéthane. Le rapport de lene, 1,1,2-trichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane and 1,2difluoro-1,1,2,2-tetrachloroethane. The report of
PC1 sur POC13 ou sur POC13 plus solvant halohydrocarboné - PC1 on POC13 or on POC13 plus halohydrocarbon solvent -
se situe entre environ 0,01 et environ 1,6 et de préférence entre environ 0,25 et environ 1. D'une manière générale, le temps nécessaire à la conversion de l'acide sulfonique ou de is between about 0.01 and about 1.6 and preferably between about 0.25 and about 1. In general, the time required for the conversion of sulfonic acid or
son sel en le chlorure d'acide est d'au moins 8 heures envi- its salt in acid chloride is at least 8 hours
ron au point d'ébullition atmosphérique de la solution de PC15. En variante, la membrane à base d'acide sulfonique C47558 i ou de son sel de métal alcalin est mise en contact avec SOC12 pour former le chlorure d'acide. Cela s'effectue par chauffage au reflux avec SOC12 pendant unedurée suffisante at the atmospheric boiling point of the PC15 solution. Alternatively, the membrane based on sulfonic acid C47558 i or its alkali metal salt is brought into contact with SOC12 to form the acid chloride. This is done by reflux heating with SOC12 for a sufficient time
pour former le chlorure d'acide, par exemple au moins 8 heu- to form the acid chloride, for example at least 8 hours
res environ et de préférence environ 16 à 48 heures. L'application des particules d'électrocatalyseur sur la résine thermoplastique hydrophile et l'application de la résine hydrophile et de l'électrocatalyseur sur le support ou substrat ont lieu à température élevée et sous pression res approximately and preferably approximately 16 to 48 hours. The application of the electrocatalyst particles to the hydrophilic thermoplastic resin and the application of the hydrophilic resin and the electrocatalyst to the support or substrate take place at high temperature and under pressure
pour rendre la résine coulable, déformable, collante ou par- to make the resin flowable, deformable, sticky or partially
tiellement fondue et déformer ensuite la résine avec les par- partially melted and then deform the resin with the
ticules incorporées de manière à faire adhérer au substrat la portion déformée et les particules de catalyseur. La gamme particles incorporated so as to adhere the deformed portion and the catalyst particles to the substrate. Range
de température considérée est suffisamment élevée pour confé- of temperature considered is high enough to give
rer à la résine hydrophile un débit volumétrique supérieur à environ 0,1 mm 3/seconde mais au-dessous de la température de Give the hydrophilic resin a volumetric flow rate greater than approximately 0.1 mm 3 / second but below the temperature of
décomposition thermique de la résine. La température néces- thermal decomposition of the resin. The temperature required
saire pour fournir le débit volumétrique sus-indiqué est fonc- to provide the above-mentioned volumetric flow rate is functional
tion de la concentration des liaisons éthers dans la résine, des substituants dans la résine, du taux de réticulation et du degré de polymérisation et peut être déterminée par un essai de routine. Du point de vue pratique, cette température tion of the ether linkages in the resin, the substituents in the resin, the rate of crosslinking and the degree of polymerization and can be determined by routine testing. From a practical point of view, this temperature
est d'au moins 1200C et est généralement comprise entre envi- is at least 1200C and is generally between approxi-
ron 130'C et environ 150'C.ron 130'C and around 150'C.
La pression nécessaire à la déformation de la résine et au dépôt des particules d'électrocatalyseur est d'au moins The pressure required to deform the resin and deposit the electrocatalyst particles is at least
1 kg environ par cm2 et est de préférence comprise entre envi- About 1 kg per cm2 and is preferably between approx.
ron 1 kg/cm2 et environ 300 kg/cm2 bien que des pressions su- ron 1 kg / cm2 and about 300 kg / cm2 although pressures su-
périeures puissent être utilisées. can be used.
La pression et la température sont maintenues jusqu'à ce que les particules d'électrocatalyseur soient fixées dans la résine et que la masse de résine et d'électrocatalyseur adhère au support, par exemple entre environ 1 minute et The pressure and the temperature are maintained until the particles of electrocatalyst are fixed in the resin and the mass of resin and electrocatalyst adheres to the support, for example between approximately 1 minute and
environ 5 heures.about 5 hours.
Des combinaisons et des permutations spécifiques de Specific combinations and permutations of
temps, de température et de pression dans les limites préci- time, temperature and pressure within specified limits
tées dépendent de la résine et de la taille des particules d'électrocatalyseur et peuvent être déterminées par des ties depend on the resin and the size of the electrocatalyst particles and can be determined by
essais de routine.routine testing.
La résine hydrophile thermoplastique servant à assu- Hydrophilic thermoplastic resin used to
rer l'adhérence de l'électrocatalyseur au support et à four- the adhesion of the electrocatalyst to the support and to
nir un lit hydrophile peut être, pour des raisons de commo- dité, la même matière échangeuse d'ions à base d'hydrocarbure halogéné que la membrane permionique sous-jacente. Lorsque la To provide a hydrophilic bed may be, for convenience, the same ion exchange material based on halogenated hydrocarbon as the underlying permionic membrane. When the
résine hydrophile thermoplastique diffère de la membrane per- hydrophilic thermoplastic resin differs from the per-
mionique sous-jacente, la résine thermoplastique peut avoir une température de transition vitreuse plus faible que la membrane permionique sous-jacente pour un débit volumétrique underlying ionic, the thermoplastic resin may have a lower glass transition temperature than the underlying permionic membrane for a volumetric flow
donné, comme décrit plus haut. En variante, la résine hydro- given, as described above. Alternatively, the hydro-
phile et la membrane permionique sous-jacente peuvent possé- phile and the underlying permionic membrane may have
der des squelettes halocarbonés similaires,différant par les der of similar halocarbon skeletons, differing in
substituants sélectifs vis-à-vis des ions ou par les proprie- selective substituents with respect to ions or by properties
tés physiques, par exemple les propriétés thermoplastiques physical tees, for example thermoplastic properties
ou par les deux. Toutefois, la résine hydrophile thermoplas- or by both. However, the hydrophilic thermoplastic resin
tique considérée est un hydrocarbure halogéné polymère, de préférence un hydrocarbure fluoré comportant des groupes tick considered is a halogenated hydrocarbon polymer, preferably a fluorinated hydrocarbon comprising groups
échangeurs d'ions, sélectifs vis-à-vis des cations, immobi- ion exchangers, selective with respect to cations, immobi-
les sur un squelette halocarboné.them on a halocarbon skeleton.
La membrane permionique intercalée entre l'anolyte The permionic membrane sandwiched between the anolyte
et le catholyte est également un hydrocarbure halogéné poly- and the catholyte is also a poly- halogenated hydrocarbon
mère possédant des groupes échangeurs d'ions, sélectifs vis-à- mother with ion-exchange groups, selective for
vis des cations,immobiles sur un squelette halocarboné. La membrane peut avoir une épaisseur d'environ 50 à environ 250 microns bien que des membranes permioniques plus épaisses ou plus minces puissent être utilisées. On dispose ainsi d'un électrolyte à base de polymère solide ayant une épaisseur d'environ 75 microns à environ 1000 microns (soit 1 mm). La live cations, motionless on a halocarbon skeleton. The membrane can be from about 50 to about 250 microns thick although thicker or thinner permionic membranes can be used. This provides an electrolyte based on solid polymer having a thickness of about 75 microns to about 1000 microns (or 1 mm). The
membrane permionique peut être un stratifié de deux feuilles- permionic membrane can be a laminate of two sheets-
membranes ou davantage. Elle peut en outre comporter des fi- membranes or more. In addition, it may include
bres de renforcement internes.internal reinforcement bres.
La membrane permionique ainsi que les polymères hydro- The permionic membrane as well as the hydro-
philes peuvent être des copolymères (1) d'un polyéther fluo- philes can be copolymers (1) of a fluoro polyether
rovinylique possédant des groupes échangeurs d'ions pendants rovinyl having pendant ion exchange groups
et répondant à la formule (I).and corresponding to formula (I).
I) CF2=CF-Oa- [(CF2)b (CX'X")c (CFX')d (CF2-O-(X'X")e (CX"X'O-CF2)f] -A dans laquelle a est O ou 1, b est O à 6, c est O à 6, d est O -à 6, e est O à 6, f est O à 6; X,X' et X" I) CF2 = CF-Oa- [(CF2) b (CX'X ") c (CFX ') d (CF2-O- (X'X") e (CX "X'O-CF2) f] -A where a is O or 1, b is O to 6, c is O to 6, d is O-to 6, e is O to 6, f is O to 6; X, X 'and X "
sont -H, -C1, -F et -(CF2)gCF3; q est 1 à 5, []est un ar- are -H, -C1, -F and - (CF2) gCF3; q is 1 to 5, [] is an ar-
rangement discrétionnaire des fractions et A est le groupe é- discretionary ranking of fractions and A is the group é-
changeur d'ions pendant ainsi qu'il sera décrit ci-après. ion changer during as will be described below.
De préférence a est 1 et X,X' et X" sont -F et (CF2) gCF3. Preferably a is 1 and X, X 'and X "are -F and (CF2) gCF3.
Le polyéther fluorovinylique peut êtr ppoly- Fluorovinyl polyether can be poly-
mérisé avec (II) un composé fluorovinylique (II) CF2 = CF-Oa-(CFX"d)-A et (III) une oléfine perfluorée merited with (II) a fluorovinyl compound (II) CF2 = CF-Oa- (CFX "d) -A and (III) a perfluorinated olefin
(III) CF2=CXX'(III) CF2 = CXX '
ou (I) peut être copolymérisé avec seulement une oléfine per- or (I) can be copolymerized with only one per-
fluorée (III) ou (I) peut être copolymérisé avec seulement fluorinated (III) or (I) can be copolymerized with only
un composé perfluorovinylique (II). a perfluorovinyl compound (II).
Le groupe échangeur d'ions est un groupe sélec- The ion exchange group is a selected group
tif vis-à-vis des cations.Il peutêtre un groupe phosphonique, tif vis-à-vis cations.It can be a phosphonic group,
un groupe phosphorique, un groupe sulfonique, un groupe car- a phosphoric group, a sulfonic group, a car-
boxylique, un de leurs précurseurs ou de leurs produits de réaction, par exemple un ester. On préfère les groupes boxylic, one of their precursors or their reaction products, for example an ester. We prefer groups
carboxyliques, leurs précurseurs et leurs produits de réac- carboxylates, their precursors and their reaction products
tion. Ainsi qu'il est prévu par l'invention, A est de pré- tion. As provided by the invention, A is pre-
férence choisi parmi les groupes:Ference chosen from the groups:
- COOH,- COOH,
- COOR1,- COOR1,
- COOM,- COOM,
*- COF,* - COF,
- COC1,- COC1,
- CN,- CN,
-CONR2R3,-CONR2R3,
- SO3H,- SO3H,
- S03M- S03M
- S02F, et- S02F, and
- SO2C1- SO2C1
o R1 est un groupe alkyle en C 1 à C O, R2 et R3 sont de l'hydrogène ou des groupes alkyles en C1 à C10 et M est un métal alcalin ou un groupe ammonium quaternaire. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, A est -COF, -COCli, o R1 is a C 1 to C alkyl group O, R2 and R3 are hydrogen or C1 to C10 alkyl groups and M is an alkali metal or a quaternary ammonium group. According to a particularly preferred embodiment, A is -COF, -COCli,
-COOH,-COOH,
-COOR1,-COOR1,
-S02F, ou -S02Ci-S02F, or -S02Ci
o R est un alkyle en C1 à C5.o R is C1 to C5 alkyl.
La membrane permionique considérée possède une capa- The permionic membrane considered has a capacity
cité d'échange d'ions d'environ 0,5 à environ 2 milliéquiva- ion exchange city of approximately 0.5 to approximately 2 milliequiva-
lents par gramme de polymère sec, de préférence d'environ 0,9 à environ 1, 8 milliéquivalents par gramme de polymère sec et, dans un mode de réalisation particulièrement préféré, elle se situe entre environ 1 et environ 1,6 milliéquivalents slow per gram of dry polymer, preferably from about 0.9 to about 1.8 milliequivalents per gram of dry polymer and, in a particularly preferred embodiment, it is between about 1 and about 1.6 milliequivalents
par gramme de polymère sec. La membrane permionique considé- per gram of dry polymer. The permionic membrane considers
rée possède un débit volumétrique de 100 mm3 par seconde à rée has a volumetric flow of 100 mm3 per second at
une température de 150 à 300 C et de préférence à une tempé- a temperature of 150 to 300 C and preferably at a temperature
rature entre 160 et 250 C. La température de transition vi- strikes between 160 and 250 C. The transition temperature
treuse du polymère de la membrane permionique se situe en the polymer of the permionic membrane is located in
dessous de 70 C et de préférence en dessous d'environ 50 C. below 70 C and preferably below about 50 C.
Les membranes permioniques prévues peuvent être pré- The planned permionic membranes can be pre-
parées par les procédés décrits dans le brevet U.S. 4 126 588 trimmed by the methods described in U.S. Patent 4,126,588
auquel l'homme de l'art pourra se reporter si besoin est. to which a person skilled in the art can refer if necessary.
Bien que la résine hydrocarbonée hydrophile utilisée en combinaison avec l'électrocatalyseur soit réputée être constituée par une matière échangeuse d'ions, il va de soi Although the hydrophilic hydrocarbon resin used in combination with the electrocatalyst is deemed to be constituted by an ion exchange material, it goes without saying
que la résine peut être plus élastique et plus thermoplasti- that the resin can be more elastic and more thermoplastic
que que la matière échangeuse d'ions servant à la fabrica- that the ion exchange material used to manufacture
tion de la membrane permionique. Ainsi qu'il a été envisage, tion of the permionic membrane. As it was envisioned,
la résine hydrophile présente un débit volumétrique sensible- the hydrophilic resin has a substantial volumetric flow rate-
ment égal ou supérieur à celui de la membrane permionique, equal to or greater than that of the permionic membrane,
une température pour un débit volumétrique donné qui est in- a temperature for a given volumetric flow which is in-
férieure ou égale à celle de la membrane permionique et une température de transition vitreuse qui est inférieure ou égale à celle de la membrane permionique. L'aptitude accrue à l'extrusion, au formage ou à la déformation de la résine hydrophile, lorsque ces propriétés existent, est telle qu'elle lower than or equal to that of the permionic membrane and a glass transition temperature which is less than or equal to that of the permionic membrane. The increased ability to extrude, form or deform the hydrophilic resin, when these properties exist, is such that it
-2475581-2475581
permet sa déformation au cours de la fabrication de l'élec- allows its deformation during the manufacture of the elect
trolyte à base de polymère solide tout en assurant une dé- trolyte based on solid polymer while ensuring
formation moindre de la membrane permionique sous-jacente. less formation of the underlying permionic membrane.
Cela peut être réalisé par une addition de plastifiants ou par diminution de la rigidité de la chaîne ou par les deux This can be achieved by adding plasticizers or by reducing the rigidity of the chain or by both
à la fois. Par rigidité de chaîne diminuée, on entend l'ef- at a time. By reduced chain stiffness is meant the ef-
fet observé avec des chaînes latérales courtes possédant fet observed with short side chains having
par exemple des liaisons éthers, comparativement à des chat- for example ether bonds, compared to chat-
nes latérales plus longues comportant moins de liaisons éthers. longer side tubes with fewer ether bonds.
Ainsi qu'il est envisagé, la résine hydrophile qui lie les As envisioned, the hydrophilic resin which binds
particules de catalyseur à la membrane permionique ou au sup- catalyst particles at the permionic membrane or at the sup-
port de catalyseur possède une teneur en liaisons éthers au catalyst port has an ether bond content at
moins égale et de préférence supérieure à la teneur en liai- less equal and preferably greater than the content of liiai-
sons éthers de la membrane permionique. On peut augmenter la teneur en liaisons éthers de la résine hydrophile en prévoyant des fractions de formule (IV) CF2= CFOR4 dans le polymère, o R4 est un radical perfluoroalcoyle de C1 à C5. La résine ether sounds of the permionic membrane. The content of ether bonds in the hydrophilic resin can be increased by providing fractions of formula (IV) CF2 = CFOR4 in the polymer, where R4 is a perfluoroalkyl radical from C1 to C5. Resin
hydrophile est de préférence appliquée sur la membrane per- hydrophilic is preferably applied to the per-
mionique ou sur le support de catalyseur sous forme d'un ester, par exemple sous forme d'un ester d'alcool méthylique, mionic or on the catalyst support in the form of an ester, for example in the form of a methyl alcohol ester,
d'alcool éthylique, d'alcool butylique ou d'alcool propyli- ethyl alcohol, butyl alcohol or propyl alcohol
que. En variante, elle peut être appliquée sur la membrane ou sur le transporteur de courant sous la forme acide ou sous la forme d'halogénure d'acide. Toutefois, la forme de than. Alternatively, it can be applied to the membrane or to the current carrier in the acid form or in the form of an acid halide. However, the form of
sel de métal alcalin ne possède pas un écoulement volumétri- que suffisant à l'état fondu, pour permettre son utilisation. alkali metal salt does not have sufficient volumetric flow in the molten state to allow its use.
Comme le prévoit l'invention, la membrane permionique As foreseen by the invention, the permionic membrane
sous-jacente ainsi que la résine hydrophile sont des copoly- underlying as well as the hydrophilic resin are copoly-
mères pouvant comporter: (I) des fractions acide-éther fluorovinylique, dérivées de: CF =CF-O-{CF2)b(CX'X") (CFX')(CF2-O-cx'X")e (CX'X"-O-CF2) 1A, illustré par mothers which may contain: (I) fluorovinyl ether-acid fractions, derived from: CF = CF-O- {CF2) b (CX'X ") (CFX ') (CF2-O-cx'X") e (CX 'X "-O-CF2) 1A, illustrated by
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF3CF2CF2COOOCH3,CF2 = CFOCF2CF (CF3) OCF3CF2CF2COOOCH3,
CF2=CFO(CF2)330CFCOOCH3,CF2 = CFO (CF2) 330CFCOOCH3,
CFCF
CF2=CFO (CF2) 40OFCOOCH3,CF2 = CFO (CF2) 40OFCOOCH3,
CF3 CF2 =CFOCF2CFCF2COOCH3, et CF3 CF2=CFOCF2CF(CF3) OCF (COOCH3 CF3, entre autres (II) des fractions fluorovinyliques dérivées de CF3 CF2 = CFOCF2CFCF2COOCH3, and CF3 CF2 = CFOCF2CF (CF3) OCF (COOCH3 CF3, among others (II) fluorovinyl fractions derived from
CF =CF-(O) -(CFX') -A,CF = CF- (O) - (CFX ') -A,
2 a CXdA illustré par2 a CXdA illustrated by
CF2=CF (CF2> 2-4C00CH3 ÀCF2 = CF (CF2> 2-4C00CH3 TO
C CCC
1 CF2=CF(CF2)2_4COOCH3,1 CF2 = CF (CF2) 2_4COOCH3,
CF2=CFO (CF2) 2-4C0OCH3CF2 = CFO (CF2) 2-4C0OCH3
CF2=CFO(CF2) 24C0C2H5, et CF2=CFO(CF2) 2_4C00CH3, entre autres (III) des fractions à base d'oléfine fluorée dérivées CF2 = CFO (CF2) 24C0C2H5, and CF2 = CFO (CF2) 2_4C00CH3, among others (III) fractions based on fluorinated olefin derivatives
CF2=CXX'CF2 = CXX '
deof
telles qu'illustrées par le tétrafluoroéthylène, le trichloro- as illustrated by tetrafluoroethylene, trichloro-
fluoroéthylène, l'hexafluoropropylène, le trifluoroéthylène, le fluorure de vinylidène et similaires et (IV) des éthers vinyliques dérivés de fluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene, vinylidene fluoride and the like and (IV) vinyl ethers derived from
CF2=CFOR4,CF2 = CFOR4,
la teneur en liaisons éthers de la résine hydrophile étant the content of ether bonds of the hydrophilic resin being
égale ou supérieure à la teneur en liaisons éthers de la mem- equal to or greater than the content of ether bonds in the mem-
brane permionique sous-jacente.underlying permionic brane.
Bien que les résines ci-dessus soient illustrées par Although the above resins are illustrated by
des esters d'acide carboxylique, on notera que l'on peut éga- esters of carboxylic acid, it will be noted that one can also
lement utiliser des résines d'halogénure de sulfonyle, par exemple des résines de chlorure de sulfonyle, capables d'un Also use sulfonyl halide resins, for example sulfonyl chloride resins, capable of
comportement thermoplastique.thermoplastic behavior.
La résine hydrophile thermoplastique supportant l'é- The hydrophilic thermoplastic resin supporting the
lectrocatalyseur peut être distincte de la membrane permioni- electrocatalyst can be distinct from the permionic membrane
que sous-jacente. Autrement dit, elle peut ne pas être une surface déformée de la membrane permionique sous-jacente, mais peut être un stratifié, une feuilie, un film ou article analogue, déposé sur celle-ci, lié ou adhérant d'une autre that underlying. In other words, it may not be a deformed surface of the underlying permionic membrane, but may be a laminate, laminate, film or the like, deposited thereon, bonded or adhered to another
manière à la membrane permionique. way to the permionic membrane.
Dans un mode de réalisation, la résine hydrophile et In one embodiment, the hydrophilic resin and
les particules d'électrocatalyseur sont présentes sur la mem- the electrocatalyst particles are present on the mem-
brane permionique sous forme d'une masse liée, mince,poreuse, perméable aux gaz et mouillable par l'électrolyte. La résine hydrophile et l'électrocatalyseur forment un film, une cou- permionic bran in the form of a bound, thin, porous mass, permeable to gases and wettable by the electrolyte. The hydrophilic resin and the electrocatalyst form a film, a layer
che, une feuille, un stratifié ou une surface qui est en con- che, sheet, laminate or surface which is in con-
tact avec la membrane permionique et peut être noyée ou enro- tact with the permionic membrane and can be drowned or enro-
bée dans celle-ci ou même y être liée. open in it or even be linked to it.
Dans une variante de réalisation, les particules d'é- In an alternative embodiment, the particles of
lectrocatalyseur se trouvent dans et sur une portion déformée à l'état thermoplastique de la membrane permionique, à savoir electrocatalyst is found in and on a portion deformed in the thermoplastic state of the permionic membrane, namely
comme lorsque la membrane permionique se trouve à l'état ther- as when the permionic membrane is in the thermal state
moplastique lors de l'adhérence des particules et que la mem- moplastic during the adhesion of the particles and that the mem-
brane est ensuite hydrolysée en une forme de sel de métal brane is then hydrolyzed to a metal salt form
alcalin infusible.alkaline infusible.
Dans une autre variante de réalisation, la résine hy- In another alternative embodiment, the hy-
drophile et les particules d'électrocatalyseur sont liées à une maille, un tamis ou à un film métallique perforé, qui sert par exemple de support de catalyseur et de collecteur de courant. Les particules électrocatalytiques et la résine hydrophile sont présentes sur la structure métallique sous forme d'une feuille, d'une couche, d'un film, d'un tissu ou similaire, mince, poreux, perméable aux gaz et mouillable par l'électrolyte, en recouvrant des fibres individuelles drophile and the electrocatalyst particles are linked to a mesh, a sieve or a perforated metal film, which serves, for example, as a catalyst support and as a current collector. The electrocatalytic particles and the hydrophilic resin are present on the metallic structure in the form of a sheet, a layer, a film, a fabric or the like, thin, porous, permeable to gases and wettable by the electrolyte. , by covering individual fibers
ou des brins ou en réalisant la liaison entre des fibres ad- or strands or by making the connection between fibers ad-
jacentes et des brins du collecteur de courant ou du support and strands of the current collector or support
de catalyseur. La maille fine s'appuie sur la membrane per- of catalyst. The fine mesh rests on the per-
mionique. Selon une autre variante de réalisation, la cellule d'électrolyse peut être une cellule électrolytique hybride avec une électrode à écartement zéro comme décrit ci-dessus Mionic. According to another alternative embodiment, the electrolysis cell can be a hybrid electrolytic cell with a zero-spacing electrode as described above.
et une électrode liée et noyée dans la membrane. and an electrode bound and embedded in the membrane.
Divers électrocatalyseurs peuvent être utilisés avec avantage. Les électrocatalyseurs peuvent être par exemple du graphite, du graphite fluoré, des métaux et divers composés métalliques. Les particules d'électrocatalyseur sont de préférence des particules à mailles fines, par exemple des particules Various electrocatalysts can be used with advantage. The electrocatalysts can for example be graphite, fluorinated graphite, metals and various metallic compounds. The electrocatalyst particles are preferably fine mesh particles, for example particles
inférieures à 0,15 mm. On préfère en particulier des parti- less than 0.15 mm. Particularly preferred are
cules inférieures à 0,044 mm. Ces particules fines, par exemple des particules de nickel inférieures à 0,044 mm, peuvent être pyrophores et nécessitent un traitement dans des solvants organiques, par exemple dans dès alcools, des cules less than 0.044 mm. These fine particles, for example nickel particles smaller than 0.044 mm, can be pyrophoric and require treatment in organic solvents, for example in alcohols,
cétones, des éthers et similaires ou dans de l'eau. ketones, ethers and the like or in water.
Un groupe d'électrocatalyseurs anodiques particuliè- A group of particular anode electrocatalysts
rement satisfaisant comprend les oxydes des métaux du groupe du platine, notamment les oxydes avec une aire spécifique highly satisfactory includes oxides of metals of the platinum group, especially oxides with a specific area
accrue. En variante, les oxydes des métaux du groupe du pla- increased. Alternatively, the oxides of metals of the platinum group
tine peuvent être présents avec des oxydes ou des composés oxydés d'autres métaux. Les autres oxydes métalliques peuvent tine may be present with oxides or oxidized compounds of other metals. Other metal oxides can
être des oxydes de titane, de tungstène, de tantale, de nio- be oxides of titanium, tungsten, tantalum, nio-
bium, de vanadium et similaires. L'oxyde du deuxième métal bium, vanadium and the like. Second metal oxide
peut être présent sous forme de poudres ou de particules con- may be present as powders or particles
ductrices d'une faible surtension de chlore ou sous forme de conductors of a low chlorine overvoltage or in the form of
cristaux mixtes, d'oxydes inter-métalliques, de composés oxy- mixed crystals, inter-metallic oxides, oxy-
dés intermétalliques et similaires, avec les oxydes du métal intermetallic dice and the like, with metal oxides
du groupe du platine.of the platinum group.
Un groupe d'électrocatalyseurs particulièrement avan- A group of particularly advanced electrocatalysts
tageux pouvant être utilisé avec les résines hydrophiles pré- tagging which can be used with hydrophilic resins pre-
vues selon l'invention sont les produits de décomposition ther- seen according to the invention are the thermal decomposition products
mique d'halogénures de métaux du groupe du platine, par exem- platinum group metal halide mique, e.g.
ple le ruthénium, l'iridium et les alliages ruthénium-iridium. ple ruthenium, iridium and ruthenium-iridium alloys.
Ces catalyseurs sont préparés par décomposition thermique des These catalysts are prepared by thermal decomposition of
halogénures dans des conditions oxydantes, suivie d'une frag- halides under oxidizing conditions, followed by a frag-
mentation, d'un lavage, d'une réduction, par exemple avec de l'hydrogène ou de l'oxyde de carbone et d'une fragmentation mentation, washing, reduction, for example with hydrogen or carbon monoxide and fragmentation
complémentaire et d'un lavage.complementary and washing.
-Les électrocatalyseurs cathodiques sont de-préférence des particules poreuses de métaux de transition, par exemple fer, cobalt, nickel et similaires. Par ailleurs, d'autres The cathode electrocatalysts are preferably porous particles of transition metals, for example iron, cobalt, nickel and the like. In addition, others
substances peuvent y être présentes, par exemple du molyb- substances may be present there, for example molyb-
dène avec du nickel pour stabiliser les caractéristiques dene with nickel to stabilize the characteristics
de surtension d'hydrogène du nickel. Les particules électro- hydrogen overvoltage of nickel. Electro- particles
catalytiques cathodiques poreuses peuvent être préparées par des porous cathodic catalysts can be prepared by
moyens conventionnels.conventional means.
Ainsi qu'il est décrit plus haut, les catalyseurs sont appliqués de manière caractéristique par façonnage As described above, the catalysts are typically applied by shaping
d'une composition de la résine thermoplastique et de particu- of a composition of the thermoplastic resin and of particu-
les de catalyseur. La résine peut être sous forme d'une masse those of catalyst. The resin may be in the form of a mass
fragmentée, d'un extrudat ou similaires. Après cela, la com- fragmented, extrudate or the like. After that, the com-
position est rendue thermoplastique et est appliquée sur le support, à savoir la membrane permionique ou le support de catalyseur. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, on prépare un électrolyte à base de polymère solide possédant une surface anodique d'une résine échangeuse d'ions à base position is made thermoplastic and is applied to the support, namely the permionic membrane or the catalyst support. According to a particularly preferred embodiment, an electrolyte based on solid polymer is prepared having an anodic surface of an ion exchange resin based
d'acide carboxylique perfluoré avec des particules de gra- perfluorinated carboxylic acid with grit particles
phite, une surface cathodique d'une résine échangeuse d'ions phite, a cathode surface of an ion exchange resin
à base d'acide carboxylique perfluoré avec, dedans, des parti- based on perfluorinated carboxylic acid with, inside,
cules de nickel poreux et, entre les deux, une membrane per- porous nickel cules and, in between, a per-
mionique perfluorée sélective vis-à-vis des cations. selective perfluorinated mionic with respect to cations.
Selon le mode de réalisation considéré, on prépare une composition renfermant trois parties de graphite pour According to the embodiment considered, a composition is prepared containing three parts of graphite for
une partie d'acide carboxylique perfluoré. Celle-ci est éta- a part of perfluorinated carboxylic acid. This is
lée sur une membrane permionique d'une épaisseur de 250 mi- lined on a permionic membrane with a thickness of 250 mi-
crons environ et chauffée à 210'C pendant 10 minutes sous une pression d'environ 20 kg/cm. Une composition de dix parties d'un mélange de 60% en poids de particules fines de crons approximately and heated to 210 ° C for 10 minutes under a pressure of about 20 kg / cm. A composition of ten parts of a mixture of 60% by weight of fine particles of
fer et de 40% en poids de particules fines de nickel est mé- iron and 40% by weight of fine particles of nickel is met
langée avec une partie de particules fines de résine échan- dipped with a part of fine particles of exchanging resin
geuse d'ions à base d'acide carboxylique perfluoré et est appliquée sur la surface opposée de la membrane permionique, par chauffage pendant 10 minutes à 200'C sous une pression de ion geuse based on perfluorinated carboxylic acid and is applied to the opposite surface of the permionic membrane, by heating for 10 minutes at 200 ° C. under a pressure of
200 kg/cm2.200 kg / cm2.
L'électrolyte à base de polymère solide ainsi préparé The solid polymer electrolyte thus prepared
est disposé dans une cellule électrolytique entre un collec- is placed in an electrolytic cell between a collection
teur de courant anodique à mailles de titane et un collecteur titanium mesh anode current tester and a collector
de courant cathodique à mailles de cuivre. L'électrolyse dé- cathode current with copper mesh. The electrolysis
bute avec une liqueur d'anolyte à base de chlorure de sodium abuts with an anolyte liquor based on sodium chloride
aqueux et une liqueur de catholyte à base d'hydroxyde de so- aqueous and a catholyte liquor based on sodium hydroxide
dium aqueux, auquel cas du chlore se dégage à la surface aqueous dium, in which case chlorine is released on the surface
ú475581ú475581
anodique de l'électrolyte à base de polymère solide, de anodic electrolyte based on solid polymer,
l'hydrogène se dégage à la surface cathodique de l'électro- hydrogen is released on the cathode surface of the electro-
lyte à base de polymère solide et l'ion hydroxyle se forme lyte based on solid polymer and hydroxyl ion is formed
dans le catholyte.in the catholyte.
Selon une variante de réalisation, on prépare un According to an alternative embodiment, a
électrolyte à base de polymère solide en prévoyant une mem- electrolyte based on solid polymer by providing a mem-
brane échangeuse d'ions à base d'acide carboxylique perfluorê brane ion exchange based on perfluorinated carboxylic acid
intercalée et en contact avec un support de catalyseur anodi- inserted and in contact with an anodized catalyst support
que sur une de ses faces et un support de catalyseur cathodi- that on one of its faces and a cathode catalyst support
que sur la face opposée.than on the opposite side.
Ainsi qu'il est prévu selon l'invention, chacun des supports de cathode possède un film, une feuille, une couche As provided according to the invention, each of the cathode supports has a film, a sheet, a layer
ou un revêtement mince, poreux, perméable aux gaz et mouilla- or a thin, porous, gas permeable and wet coating
ble par l'électrolyte sur les fils, brins ou filaments indi- ble by the electrolyte on the wires, strands or filaments indi-
viduels, du support de catalyseur avec éventuellement un of the catalyst support with possibly a
certain pontage entre eux.some bridging between them.
Selon la variante de réalisation considérée, on pré- Depending on the embodiment considered,
pare une composition contenant cinq parties de particules fines d'une matière cristalline de type rutile contenant des oxydes de ruthénium et de titane et une partie de particules adorns a composition containing five parts of fine particles of a rutile-type crystalline material containing ruthenium and titanium oxides and one part of particles
fines d'une matière échangeuse d'ions à base d'acide carboxy- fines of an ion exchange material based on carboxy-
lique perfluoré. Celle-ci est appliquée sur un support de ca- perfluorinated liquor. This is applied to a camera support
talyseur à grille de titane avec une maille de 10 filaments par 25 mm x dix filaments par 25 mm, chaque filament ayant titanium grid talyser with a mesh of 10 filaments per 25 mm x ten filaments per 25 mm, each filament having
un diamètre de 0,75 mm et une surface dégagée d'environ 50%. a diameter of 0.75 mm and an open area of approximately 50%.
La composition est pressée dans-la maille sous une pression d'environ 175 kg/cm2 et à une température de 200'C pendant minutes. The composition is pressed into the mesh under a pressure of approximately 175 kg / cm 2 and at a temperature of 200 ° C. for minutes.
Selon la variante de réalisation considérée, on pré- Depending on the embodiment considered,
pare une composition contenant 5 parties de particules fines d'acier inoxydable de grade 316 attaqué par NaOH et 1 partie de résine échangeuse d'ions à base d'ester méthylique d'un acide carboxylique perfluoré. Celleci est appliquée sur une grille à mailles de fil d'acier inoxydable comportant une adorns a composition containing 5 parts of fine particles of grade 316 stainless steel attacked by NaOH and 1 part of ion exchange resin based on methyl ester of a perfluorinated carboxylic acid. This is applied to a mesh grid of stainless steel wire with a
maille de 8 filamentspar 25 mm x 8 filaments par 25 mm, cha- mesh of 8 filaments per 25 mm x 8 filaments per 25 mm, each
que filament ayant un diamètre de 0,75 mm et une surface dé- that filament having a diameter of 0.75 mm and a surface
gagée de 65%. La grille à mailles et la composition sont 65% pledge. The mesh grid and composition are
chauffées à environ 200'C pendant 20 minutes sous une pres- heated to around 200 ° C for 20 minutes under a pressure
sion de 150 kg/cm2 de manière à produire une cathode. 150 kg / cm2 in order to produce a cathode.
La cellule à membrane permionique à écartement zéro The zero-gap permionic membrane cell
qui fonctionne comme une cellule électrolytique avec électro- which works like an electrolytic cell with electro-
lyte à base de polymère solide est assemblée par compression d'une membrane permionique entre des éléments d'anode et de cathode préparés comme décrit ci-dessus. L'électrolyse peut lyte based on solid polymer is assembled by compression of a permionic membrane between anode and cathode elements prepared as described above. Electrolysis can
ensuite être entreprise avec une saumure de chlorure de so- then be undertaken with a sodium chloride brine
dium comme anolyte et de l'hydroxyde de sodium aqueux comme dium as anolyte and aqueous sodium hydroxide as
catholyte.catholyte.
Les exemples suivants sont illustratifs et nullement limitatifs. The following examples are illustrative and in no way limitative.
Exemple IExample I
Un élément d'anode avec électrolyte à base de poly- An anode element with poly-electrolyte
mère solide a été préparé par dépôt simultané d'un électro- solid mother was prepared by simultaneous deposition of an electro-
catalyseur et d'une matière échangeuse d'ions thermoplasti- catalyst and a thermoplastic ion exchange material
que, à base d'acide carboxylique perfluoré, sur une membrane that, based on perfluorinated carboxylic acid, on a membrane
permionique à base d'acide carboxylique perfluoré. permionic based on perfluorinated carboxylic acid.
On a préparé l'anode en mélangeant 4,5 g de poudre de graphite ayant une granulométrie inférieure à 0,044 mm The anode was prepared by mixing 4.5 g of graphite powder having a particle size less than 0.044 mm
comme électrocatalyseur anodique et 1,5 g de matière échan- as an anode electrocatalyst and 1.5 g of exchangeable material
geuse d'ions broyée, à base d'acide carboxylique perfluoré, crushed ion geuse, based on perfluorinated carboxylic acid,
sous la forme acide.in the acid form.
Celle-ci a été appliquée sur une membrane permionique à base d'acide carboxylique perfluoré d'une épaisseur de 0,25 mm et chauffée pendant 10 minutes à 2000C et sous une pression de kg/cm Le conducteur de courant était de la maille de titane recouverte d'un alliage platine-étainruthénium et s'appuyant This was applied to a permionic membrane based on perfluorinated carboxylic acid with a thickness of 0.25 mm and heated for 10 minutes at 2000C and under a pressure of kg / cm The current conductor was titanium coated with a platinum-tin-ruthenium alloy and supported
sur l'électrolyte à base de polymère solide. on the solid polymer electrolyte.
Le potentiel de dégagement de chlore anodique a été The potential for release of anodic chlorine has been
mesuré dan àla saumure saturée à pH=2. Les résultats sont in- measured in saturated brine at pH = 2. The results are in-
diqués dans le tableau I ci-dessous: shown in Table I below:
TABLEAU ITABLE I
Potentiel de dégagement Densité de courant de chlore anodique par Ampères/m2 rapport à Ag/AgCl Release potential Current density of anodic chlorine per Ampere / m2 compared to Ag / AgCl
1,17 21501.17 2150
1,22 43001.22 4300
1,24 64501.24 6450
1,29 86001.29 8600
1,32 107501.32 10750
Exemple IIExample II
Un élément d'anode avec électrolyte à base de poly- An anode element with poly-electrolyte
mère solide a été préparé par dépôt simultané d'un électro- solid mother was prepared by simultaneous deposition of an electro-
catalyseur et d'une matière échangeuse d'ions, thermoplasti- catalyst and ion exchange material, thermoplastic
que, à base d'acide carboxylique perfluoré, sur un support that, based on perfluorinated carboxylic acid, on a support
de catalyseur à mailles de titane.of titanium mesh catalyst.
On a préparé l'anode en mélangeant 10 g de poudre de The anode was prepared by mixing 10 g of powder
graphite ayant une granulométrie inférieure à 0,044 mm, im- graphite having a particle size less than 0.044 mm, im-
prégnée d'alliage de palladium-étain-ruthénium comme électro- pregnated with palladium-tin-ruthenium alloy as electro-
catalyseur anodique et 20 g de matière échangeuse d'ions broyée à base d'acide carboxylique perfluoré, sous la forme anodic catalyst and 20 g of ground ion exchange material based on perfluorinated carboxylic acid, in the form
acide.acid.
Celle-ci a été appliquée sur un support de cataly- This was applied to a cataly-
seur à mailles de titane avec une ouverture de 0,177 mm et un calibre de 0,13 mm. La maille de titane revêtue a été chauffée pendant 10 minutes à 210 C sous une pression de 170 kg/cm2 Le potentiel de dégagement de chlore anodique a été mesuré dans de la saumure saturée à pH=2. Les résultats sont indiqués dans le tableau II ci-dessous: titanium mesh switcher with an opening of 0.177 mm and a gauge of 0.13 mm. The coated titanium mesh was heated for 10 minutes at 210 ° C. under a pressure of 170 kg / cm 2. The potential for release of anodic chlorine was measured in saturated brine at pH = 2. The results are shown in Table II below:
TABLEAU IITABLE II
Potentiel de dégagement Densité de courant de chlore anodique par Ampères/mt Release potential Current density of anodic chlorine per Amperes / mt
rapport à Ag/AgCl -compared to Ag / AgCl -
1,16 75261.16 7526
1,17 43001.17 4300
1,19 64501.19 6450
1,24 86001.24 8600
1,30 107501.30 10750
Exemple III Un élément de cathode avec électrolyte à base de Example III A cathode element with an electrolyte based on
polymère solide a été préparé par dépôt simultané d'un élec- solid polymer was prepared by simultaneous deposition of an
trocatalyseur et d'une matière échangeuse d'ions, thermoplas- trocatalyst and an ion exchange material, thermoplas-
tique, à base d'acide carboxylique perfluoré, sur un support tick, based on perfluorinated carboxylic acid, on a support
de catalyseur métallique.of metal catalyst.
On a préparé la cathode en mélangeant 3 g d'acier inoxydable grade 316 ayant une granulométrie inférieure à 0,044 mm dans de l'eau comme électrocatalyseur cathodique et 2 g de matière échangeuse d'ions thermoplastique, broyée, The cathode was prepared by mixing 3 g of grade 316 stainless steel having a particle size of less than 0.044 mm in water as a cathode electrocatalyst and 2 g of ground thermoplastic ion exchange material,
à base d'acide carboxylique perfluoré, sous la forme acide. based on perfluorinated carboxylic acid, in the acid form.
Celle-ci a été appliquée sur un support de cataly- This was applied to a cataly-
seur en cuivre d'ouverture de maille de 0,175 mm et d'un calibre de 0,13 mm s'appuyant sur une membrane permionique à base d'acide carboxylique perfluoré, ayant une épaisseur de 0,25 mm et a été chauffée pendant 10 minutes à 2000C sous une pression de 125 kg/cm L'élément de cathode résultant avec électrolyte à base de polymère solide a été ensuite évalué comme cathode dans NaOH aqueuse à 25% en poids. Le potentiel cathodique par rapport à une électrode de référence Ag/AgCl était de 0.15 mm mesh and 0.13 mm gauge copper sieve supported on a permionic membrane based on perfluorinated carboxylic acid, having a thickness of 0.25 mm and was heated for 10 minutes at 2000C under a pressure of 125 kg / cm The resulting cathode element with electrolyte based on solid polymer was then evaluated as a cathode in aqueous NaOH at 25% by weight. The cathodic potential with respect to an Ag / AgCl reference electrode was
*1,53 volt à 2150 Amp./m2.* 1.53 volt at 2150 Amp./m2.
Exemple IVExample IV
Un élément de cathode avec électrolyte à base de po- A cathode element with electrolyte based on
lymère solide a été préparé par dépôt simultané d'un solid polymer was prepared by simultaneous deposition of a
électrocatalyseur et d'une matière échangeuse d'ions, ther- electrocatalyst and an ion exchange material, ther-
moplastique, à base d'acide carboxylique perfluoré sur un moplastic, based on perfluorinated carboxylic acid on a
support de catalyseur métallique.metal catalyst support.
La cathode a été préparée par mélange de 3 g de poudre métallique mixte ayant une granulométrie inférieure à 0,044 mm, renfermant 58% en poids de poudre de fer et 42% The cathode was prepared by mixing 3 g of mixed metal powder having a particle size less than 0.044 mm, containing 58% by weight of iron powder and 42%
en poids de poudre de nickel comme électrocatalyseur catho- by weight of nickel powder as cathode electrocatalyst
dique et de 0,3 g de matière échangeuse d'ions thermoplasti- 0.3 g of thermoplastic ion exchange material
que, broyée, à base d'acide carboxylique perfluoré, sous la that, ground, based on perfluorinated carboxylic acid, under the
forme acide.acid form.
Celle-ci a été appliquée sur un support de catalyseur en cuivre de 0,177 mm d'ouverture de maille et d'un calibre de 0,13 mm, s'appuyant sur une membrane permionique à base d'acide carboxylique f luoré d'une épaisseur de 0,25 mm et a été chauffée pendant 10 minutes à 200 C sous une pression de This was applied to a copper catalyst support of 0.177 mm mesh opening and a caliber of 0.13 mm, supported on a permionic membrane based on fluorinated carboxylic acid of 0.25 mm thick and was heated for 10 minutes at 200 C under a pressure of
kg/cm2.kg / cm2.
L'unité de cathode avec électrolyte à base de polymère solide résultante a été ensuite évaluée comme cathode dans The resulting cathode unit with solid polymer electrolyte was then evaluated as a cathode in
NaOH aqueuse à 25% en poids. Le potentiel cathodique par rap- 25% by weight aqueous NaOH. The cathodic potential compared to
port à une électrode de référence Ag/AgCl était de 1,41 volt port to an Ag / AgCl reference electrode was 1.41 volts
à 2150 Amp./m2.at 2150 Amp./m2.
Exemple VExample V
Un élément de cathode avec électrolyte à base de po- A cathode element with electrolyte based on
lymère solide a été préparé par dépôt simultané d'un électro- solid polymer was prepared by simultaneous deposition of an electro-
catalyseur et d'une matière échangeuse d'ions, thermoplasti- catalyst and ion exchange material, thermoplastic
que, à base d'acide carboxylique perfluoré, sur un support de that, based on perfluorinated carboxylic acid, on a support of
catalyseur métallique.metallic catalyst.
La cathode a été préparée par mélange de 3 g d'une poudre préparée par attaque d'une poudre d'acier inoxydable 316, ayant une granulométrie inférieure à 0,044 mm, dans NaOH aqueuse à 70% en poids pendant 116 heures à 150 -C avec lavage ultérieur dans HCl dilué en tant qu'électrocatalyseur The cathode was prepared by mixing 3 g of a powder prepared by attacking a 316 stainless steel powder, with a particle size less than 0.044 mm, in aqueous NaOH at 70% by weight for 116 hours at 150 ° C. with subsequent washing in dilute HCl as electrocatalyst
cathodique et de 0,3 g de matière échangeuse d'ions thermo- cathodic and 0.3 g of ion exchange material thermo-
plastique, broyée, à base d'acide carboxylique perfluoré, plastic, crushed, based on perfluorinated carboxylic acid,
sous la forme acide.in the acid form.
Celle-ci a été appliquée sur un support de cataly- This was applied to a cataly-
seur en cuivre ayant une ouverture de maille de 0,177 mm et un calibre de 0,13 mm et chauffée pendant 10 minutes à 'C sous une pression de 125 kg/cm L'élément de cathode résultant, avec électrolyte à base de polymère solide, a été ensuite évalué comme cathode dans NaOH aqueuse à 25% en poids. Le potentiel cathodique par rapport à une électrode de référence Ag/AgCl était de 1,34 volt à 2150 Amp./m Bien que l'invention ait été décrite par certains copper seur having a mesh opening of 0.177 mm and a gauge of 0.13 mm and heated for 10 minutes at 'C under a pressure of 125 kg / cm The resulting cathode element, with electrolyte based on solid polymer, was then evaluated as a cathode in 25% by weight aqueous NaOH. The cathodic potential with respect to an Ag / AgCl reference electrode was 1.34 volts at 2150 Amp./m Although the invention has been described by some
de ses modes de réalisation préférés et des exemples illus- of its preferred embodiments and examples illus-
tratifs, on notera que l'invention ne doit en aucun cas être limitée à ceux-ci et que des modes de réalisation présentés sous une forme de variante ou d'équivalent, entrent dans le However, it should be noted that the invention should in no way be limited to them and that embodiments presented in the form of a variant or equivalent fall within the scope of the invention.
cadre de l'invention.part of the invention.
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Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5816082A (en) * | 1981-07-21 | 1983-01-29 | Permelec Electrode Ltd | Electrolytic device using ion exchange membrane and production thereof |
IL67047A0 (en) * | 1981-10-28 | 1983-02-23 | Eltech Systems Corp | Narrow gap electrolytic cells |
US4465533A (en) * | 1983-01-13 | 1984-08-14 | Eltech Systems Limited | Method for making polymer bonded electrodes |
DE3460837D1 (en) * | 1983-02-25 | 1986-11-06 | Bbc Brown Boveri & Cie | Process for producing an electrically conductive layer on a solid electrolyte surface, and electrically conductive layer |
JPS6167786A (en) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | Production of joined body of ion exchange resin film and electrode |
JPS6167789A (en) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | Production of joined body of ion exchange resin film and electrode |
JPS6167790A (en) * | 1984-09-11 | 1986-04-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | Production of joined body of ion exchange resin film and electrode |
US5114515A (en) * | 1985-05-31 | 1992-05-19 | The Dow Chemical Company | Method for forming polymer composite films using removable substrates |
US5110385A (en) * | 1985-05-31 | 1992-05-05 | The Dow Chemical Company | Method for forming polymer composite films using a removable substrate |
US4784882A (en) * | 1985-05-31 | 1988-11-15 | The Dow Chemical Company | Method for forming composite polymer films |
US4784900A (en) * | 1985-05-31 | 1988-11-15 | University Of Bath | Method for sizing polytretrafluoroethylene fabrics |
US4826554A (en) * | 1985-12-09 | 1989-05-02 | The Dow Chemical Company | Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a binder |
US4824508A (en) * | 1985-12-09 | 1989-04-25 | The Dow Chemical Company | Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a liquid or solvent |
JPH0631450B2 (en) * | 1986-05-30 | 1994-04-27 | 田中貴金属工業株式会社 | Method for producing carbon monoxide and organic compounds by electrolytic reduction of carbon dioxide |
US4778723A (en) * | 1986-06-20 | 1988-10-18 | The Dow Chemical Company | Method for sizing polytetrafluoroethylene fibers, yarn, or threads |
US4738741A (en) * | 1986-12-19 | 1988-04-19 | The Dow Chemical Company | Method for forming an improved membrane/electrode combination having interconnected roadways of catalytically active particles |
US4889577A (en) * | 1986-12-19 | 1989-12-26 | The Dow Chemical Company | Method for making an improved supported membrane/electrode structure combination wherein catalytically active particles are coated onto the membrane |
US5039389A (en) * | 1986-12-19 | 1991-08-13 | The Dow Chemical Company | Membrane/electrode combination having interconnected roadways of catalytically active particles |
US4752370A (en) * | 1986-12-19 | 1988-06-21 | The Dow Chemical Company | Supported membrane/electrode structure combination wherein catalytically active particles are coated onto the membrane |
EP0311575A1 (en) * | 1987-10-06 | 1989-04-12 | Siam Trade Equipment Co., Ltd. | Electrolysis cell and method of producing chlorine |
JP3675473B2 (en) * | 2004-10-05 | 2005-07-27 | 旭硝子株式会社 | Method for producing solid polymer electrolyte fuel cell |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1285927A (en) * | 1959-11-03 | 1962-03-02 | Thomson Houston Comp Francaise | Fuel cell |
US4101395A (en) * | 1976-08-30 | 1978-07-18 | Tokuyama Soda Kabushiki Kaisha | Cathode-structure for electrolysis |
EP0026969A2 (en) * | 1979-07-30 | 1981-04-15 | Asahi Glass Company Ltd. | Method of bonding electrode to cation exchange membrane |
-
1981
- 1981-01-15 NL NL8100168A patent/NL8100168A/en not_active Application Discontinuation
- 1981-01-20 SE SE8100305A patent/SE8100305L/en not_active Application Discontinuation
- 1981-01-21 NO NO810191A patent/NO810191L/en unknown
- 1981-02-06 DE DE19813104122 patent/DE3104122A1/en not_active Withdrawn
- 1981-02-09 FR FR8102524A patent/FR2475581A1/en not_active Withdrawn
- 1981-02-10 JP JP1886081A patent/JPS56127782A/en active Pending
- 1981-02-10 GB GB8103971A patent/GB2069006A/en not_active Withdrawn
- 1981-02-11 BE BE0/203758A patent/BE887464A/en not_active IP Right Cessation
- 1981-02-11 IT IT19654/81A patent/IT1135412B/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1285927A (en) * | 1959-11-03 | 1962-03-02 | Thomson Houston Comp Francaise | Fuel cell |
US4101395A (en) * | 1976-08-30 | 1978-07-18 | Tokuyama Soda Kabushiki Kaisha | Cathode-structure for electrolysis |
EP0026969A2 (en) * | 1979-07-30 | 1981-04-15 | Asahi Glass Company Ltd. | Method of bonding electrode to cation exchange membrane |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE887464A (en) | 1981-08-11 |
SE8100305L (en) | 1981-08-12 |
IT1135412B (en) | 1986-08-20 |
IT8119654A0 (en) | 1981-02-11 |
NL8100168A (en) | 1981-09-01 |
NO810191L (en) | 1981-08-12 |
DE3104122A1 (en) | 1981-11-26 |
GB2069006A (en) | 1981-08-19 |
JPS56127782A (en) | 1981-10-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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RE | Withdrawal of published application |