FR2599386A1 - Electrodes durables pour l'electrolyse et procede pour leur fabrication - Google Patents
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Abstract
UNE ELECTRODE D'ELECTROLYSE QUI COMPREND UN SUBSTRAT D'ELECTRODE REALISE EN UN METAL CONDUCTEUR PORTANT UN REVETEMENT D'UNE SUBSTANCE ACTIVE D'ELECTRODE, SELON LAQUELLE UNE PREMIERE COUCHE INTERMEDIAIRE COMPRENANT AU POINS UN COMPOSE D'UN ELEMENT DES TERRES RARES ET UNE SECONDE COUCHE INTERMEDIAIRE CONTENANT AU MOINS UN METAL DE BASE ET UN OXYDE DE METAL DE BASE SONT PREVUES ENTRE CE SUBSTRAT D'ELECTRODE ET CE REVETEMENT DE SUBSTANCE ACTIVE D'ELECTRODE. CETTE ELECTRODE EXHIBE UNE RESISTANCE ELEVEE A LA PASSIVATION ET UNE DURABILITE EXCELLENTE, ET CONVIENT PARTICULIEREMENT POUR LES ELECTROLYSES ACCOMPAGNEES D'UNE GENERATION D'OXYGENE ET POUR L'ELECTROLYSE ORGANIQUE.
Description
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne une électrode pour l'électrolyse et plus particulièrement une électrode ayant une durabilité excellente pour l'électrolyse accompagnée d'une évo5 lution d'oxygène à l'anode, et un procédé pour la production de
cette électrode.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
Les électrodes pour l'électrolyse, utilisant des métaux pour valve, tels que Ti, etc., comme un substrat d'élec10 trode, sont utilisées comme électrodes métalliques insolubles excellentes dans divers domaines électrochimiques. En particulier, elles ont été largement utilisées en pratique comme anodes génératrices de chlore dans l'électrolyse du chlorure de sodium. Ces métaux incluent Ti aussi bien que Ta, Nb, Zr, Hf, V, Mo, W, etc. 15 Ces électrodes métalliques comprennent généralement du titane métallique revêtu de diverses substances électrochimiquement actives telles que les métaux du groupe du platine ou les oxydes de ces métaux, comme décrit typiquement, par exemple dans les brevets américains 3 632 498 et 3 711 385. Elles peuvent 20 maintenir un surpotentiel de chlore bas, pendant une longue période de temps, pour l'utilisation particulière comme électrodes pour
générer du chlore.
Toutefois, lorsque ces électrodes métalliques sont utilisées comme anode dans l'électrolyse pour la génération de 25 l'oxygène ou dans l'électrolyse accompagnée par la génération d'oxygène, le surpotentiel à l'anode croit graduellement. Dans les cas extrêmes, la passivation de l'anode se produit, résultant
ultimement en une défaillance de la poursuite de l'électrolyse.
Jne telle passivation de l'anode -emble provenir principalement 30 de la réaction entre le substrat de Ti et l'oxygène provenant du revêtement d'oxyde de l'électrode elle-même, ou bien l'oxygène provenant de la solution électrolytique diffusée et infiltrée à travers la couche d'enduit de l'électrode, pour former de l'oxyde de titane, qui est un conducteur médiocre. De plus, étant donné 35 que l'oxyde conducteur médiocre se forme à l'interface entre le substrat et la couche de revêtement de l'électrode, il provoque le peLage de la couche de revêtement et La destruction ultime
de l'éLectrode.
Les procédés électrolytiques, dans lesquels le produit à l'anode est l'oxygène ou bien l'évolution de l'oxygène se produit comme une réaction secondaire, sont mis en oeuvre dans plusieurs domaines industriellement importants, et incluent l'électrolyse utilisant un bain d'acide sulfurique, un bain d'acide nitrique, un bain alcalin, etc.; l'extraction électrolytique de Cr, Cu, Zn, etc.; divers procédés de galvanoplastie; l'électro10 lyse d'une solution saline diluée, de l'eau de mer, d'acide chlorhydrique, etc.; l'électrolyse organique; la production électrolytique des chlorates; et analogues. Toutefois, les problèmes décrits précédemment ont créé des problèmes dans l'application
des électrodes métalliques conventionnelles à ces domaines.
En vue de résoudre ces problèmes, il a été proposé de prévoir une barrière composée d'un alliage de Pt-Ir ou d'un oxyde de Co, Mn, Pd, Pb, ou Pt entre le substrat conducteur et le revêtement de l'électrode, en vue d'empêcher la passivation
de l'électrode en raison de l'infiltration d'oxygène, comme décrit 20 dans la publication du brevet japonais n 19429/76.
Bien qu'une barrière intermédiaire de ce type soit plus ou-moins efficace pour empêcher la diffusion et l'infiltration de l'oxygène durant l'électrolyse, le matériau qui forme la barrière per se possède une activité électrochimique considérable, 25 de sorte qu'il réagit avec un électrolyte infiltré à travers le revêtement de l'électrode pour former des produits électrolytiques tels que les gaz à la surface de la barrière. Ces produits électrolytiques affaiblissent physiquement et chimiquement l'adhérence du revêtement de l'électrode, créant un problème de potentiel et 30 le revêtement de l'électrode s détériorera avant l'expiration de la durée de vie du revêtement de l'électrode. De plus, la
barrière a un problème de corrosion. En conséquence, cette proposition n'est pas satisfaisante pour obtenir une durabilité suffisante des électrodes.
Une autre approche concerne une électrode ayant un revêtement stratifié comprenant une couche d'un oxyde de Ti, etc., et une couche d'un métal du groupe du platine ou d'un oxyde dudit métal, comme enseigné dans la publication du brevet japonais n 48072/74. Toutefois, lorsqu'une telle électrode est utilisée pour l'électrolyse avec évolution d'oxygène, une passivation a lieu de manière similaire. Dans une autre tentative pour remédier à ces inconvénients, l'un des inventeurs avec d'autres avaient antérieurement développé des électrodes ayant une couche intermédiaire comprenant un oxyde de Ti ou de Sn, et un oxyde de Ta ou de Nb, dans laquelle 10 du Pt peut être dispersé, comme décrit dans la publication des brevets japonais n 22074/85 et 22075/85. Ces électrodes exhibent une conductivité excellente et une durabilité suffisante pour l'application pratique. Néanmoins, étant donné que la couche intermédiaire est formée par décomposition thermique, il reste pas mal d'améliorations à envisager en ce qui concerne la densité de la couche intermédiaire en vue d'améliorer la durabilité de l'électrode.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
L'un des objets de la présente invention est de 20 fournir une électrode ayant une résistance à la passivation et une durabilité suffisante pour convenir en particulier à l'utilisation dans l'électrolyse accompagnée par une évolution d'oxygène
ou dans l'électrolyse organique.
Un autre objet de l'invention est de fournir un 25 procédé pour produire une telle électrode pour l'électrolyse.
L'électrode pour l'électrolyse selon la présente invention comprend un substrat d'électrode réalisé en un métal conducteur sur lequel est prévu un revêtement en une substance active d'électrode, une première couche intermédiaire comprenant 30 au moins un composé d'un élémen; des terres rares, et une seconde couche intermédiaire contenant au moins un des métaux de base,
et des oxydes de ceux-ci,étant prévuesentre ce substrat d'électrode et le revêtement de substance active d'électrode.
Les couches intermédiaires selon l'invention sont 35 résistantes à la corrosion, électrochimiquement inactives et ont une haute der.Jité. Elles ont un rôle de protection du substrat d'électrode, par exemple, Ti, vis-àvis de la passivation sans affaiblir la conductivité du substrat, combiné avec la fonction de fournir une adhérence ferme entre le substrat et le revêtement d'électrode. Ainsi, les électrodes selon la présente invention 5 peuvent supporter suffisamment l'électrolyse pour la génération d'oxygène, l'électrolyse accompagnée d'une génération d'oxygène comme réaction secondaire, et l'électrolyse d'une solution éLectrolytique contenant des composés organiques, difficile à conduire
avec les électrodes métalliques conventionnels. 10 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Le substrat d'électrode qui peut être utilisé dans la présente invention inclut des métaux conducteurs résistant à la corrosion, par exemple Ti, Ta, Nb, Zr, etc., et des alliages à base de ces métaux. Sont préférés parmi eux, du Ti métallique 15 et des alliages à base de Ti, par exemple Ti-Ta-Nb, Ti-Pd, etc.,
qui sont d'un usage courant.
On peut également utiliser comme substrats d'éLectrode les métaux conducteurs qui ont été soumis à un traitement de surface connu, tel que traitement de nitruration, traitement 20 de boruration, ou traitement de carburation.
Le substrat d'électrode peut avoir une forme désirée quelconque telle que plaque, plaque perforée, tige, filet, et analogues.
Conformément à la présente invention, une première 25 couche intermédiaire, une seconde couche intermédiaire et une substance active d'électrode sont ensuite revêtues sur le substrat d'électrode, dans l'ordre cité. Il est préférable que la surface du substrat d'électrode soit soumise à un lavage, une gravure ou
un prétraitement analogue avant Le revêtement.
Le composé de l'élément des terres rares qui peut être utilisé comme première couche intermédiaire peut être séLectionné dans une large gamme de composés ayant diverses formes de composés pour autant qu'ils ont une résistance à la corrosion et une conductivité et-sont capables de former un film de revêtement 35 dense. En particulier, les oxydes ou les oxyhalogénures de Sc, Y,
La, Ce, Nd, Sm ou Gd ou un mélange de ceux-ci sont préférés.
La première couche intermédiaire peut être formée par dissolution d'un sel de l'élément des terres rares mentionné ci-dessus dans un solvant de ce dernier, revêtement de la solution sur le substrat d'électrode, séchage et chauffage à l'air, etc., pour effectuer une décomposition thermique. Comme résultat du chauffage dans une atmosphère oxydante, il se forme généralement un oxyde de l'élément des terres rares. Par exemple, par chauffage, il se forme un oxyhalogénure de La, par exemple LaOCl, lorsqu'on utilise une solution d'acide chlorhydrique de La, et il 10 se forme du La203 lorsqu'on utilise une solution d'acide nitrique
de La.
La première couche intermédiaire peut avoir une épaisseur sélectionnée appropriée selon le type et la forme de l'élément des terres rares, mais une épaisseur trop grande tend 15 à réduire la conductivité. Ainsi, un recouvrement pratique est d'environ 10 g/m2 ou moins, basé sur la teneur en élément des
terres rares.
La seconde couche intermédiaire contient au moins l'un des métaux de base et leurs oxydes. Les métaux de base et leurs oxydes à utiliser incluent de préférence les suivants: Ti, Ta, Nb, Zr, Hf, W, V, Al, Si, Sn, Pb, Bi, Sb, Ge, In, Ga, Fe, Mo et Mn et leurs oxydes. Ces métaux de base et leurs oxydes peuvent être utilisés soit individuellement, soit en combinaison selon
l'utilité ou l'emploi des conditions des électrodes.
Les métaux de base et/ou leurs oxydes peuvent être combinés avec les composés mentionnés ci-dessus des éléments des
terres rares.
La seconde couche intermédiaire peut être formée généralement par revêtement d'une solution d',in sel du métal, 30 suivi du.hauffage dans une atmosphère réductrice ou oxydante, pour effectuer la décomposition thermique. Elle peut également être formée par d'autres techniques connues, telles que placage, par exemple électroplastie, placage non électrolytique, etc. et dépôt sous vide, par exemple CVD, PVD, etc. Le recouvrement de la seconde couche intermédiaire peut E re sélectionné de façon appropriée selon le type de métal de base utiLisé, et est de préférence d'environ 100 g/m2 ou moins,
basé sur la teneur en métal de base, pour l'usage pratique.
Une durabilité suffisante des électrodes ne peut pas être assurée si seuLement une seule couche de première couche 5 intermédiaire ou de seconde couche intermédiaire est formée. Une
amélioration remarquable de la durabilité peut être obtenue en premier par la combinaison de ces deux couches intermédiaires.
Sur le substrat muni des première et seconde couches intermédiaires est ensuite revêtue une substance active d'électrode 10 ayant des activités électrochimiques. La substance à utiliser pour le revêtement de l'électrode est de préférence sélectionnée parmi les métaux, les oxydes métalliques, et leurs mélanges qui ont des caractéristiques électrochimiques excellentes et une durabilité excellente selon la réaction électrolytique à laquelle l'électrode 15 est appliquée. Par exemple, la substance de revêtement d'électrode appropriée pour l'utilisation dans l'électrolyse accompagnée d'une génération d'oxygène inclut les métaux du groupe du platine, les oxydes des métaux du groupe du platine, et les oxydes mixtes des oxydes de métaux du groupe du platine et des oxydes de métaux de 20 base, ou d'autres oxydes métalliques. Des exemples spécifiques de ces substances comprennent Pt, Pt-Ir, Pt-Ir02, oxyde de Ir, oxyde de Ir-oxyde de Ru, oxyde de Ir-oxyde de Ti, oxyde de Iroxyde de Ta, oxyde de Ru-oxyde de Ti, oxyde de Ir-oxyde de Ruoxyde de Ta, oxyde de Ru-oxyde de Ir-oxyde de Ti, oxyde de Ir25 oxyde de Sn, etc. La méthode pour former le revêtement d'électrode n'est pas particulièrement limitée, et toute technique connue telle que décomposition thermique, placage, oxydation éLectrochimique, frittage de poudre, etc. peut être employée. De telles techniques sont décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 632 498 et 3 711 385. En particulier, la technique de décomposition thermique selon laquelle une solution d'un sel d'un métal thermiquement décomposable est revêtue sur un substrat,
cette opération étant suivie d'un chauffage, est préférable.
La présente invention est maintenant illustrée en
détail par les exemples qui suivent, qui ne sont pas limitatifs.
ExemDLe 1 Une plaque de titane pur du commerce ayant une longueur de 100 mm, une largeur de 50 mm et une épaisseur de 3 mm est dégraissée à l'acétone, lavée successivement par une solution chaude d'acide oxalique, et par de l'eau pure, et séchée pour
préparer un substrat d'électrode.
Séparément, du chlorure de cérium est dissous dans une solution d'acide chlorhydrique à 35 % en poids pour préparer une solution ayant une concentration en ion cérium de 0,1 mole/l, 10 et la solution est revêtue sur le substrat préparé ci-dessus à l'aide d'une brosse. Après séchage, le revêtement est chauffé à 550 C pendant 10 minutes pour le frittage. Le revêtement et les procédures de chauffage sont répétés jusqu'à ce qu'il se forme une première couche intermédiaire de CeO2 ayant un recouvrement
de 2 g de cérium par m2.
Ensuite, une solution de chlorure de tantale et une solution de chlorure d'étain sont préparées, et un mélange des deux solutions est appliqué sur la première couche intermédiaire, et le revêtement est décomposé thermiquement de la même manière 20 que pour la première couche intermédiaire pour former une seconde couche intermédiaire comprenant du Ta205 et du SnO2 dans un rapport molaire (Ta205/SnO2) de 1/5 et ayant un recouvrement total de
tantale et d'étain de 20 g/m2.
Une solution mixte d'acide chlorhydrique contenant 25 du chlorure de ruthénium et du chlorure d'iridium est ensuite appliquée sur la seconde couche intermédiaire, et le revêtement est décomposé thermiquement de la même manière que celle décrite précédemment pour former un revêtement de substance active d'électrode comprenant du RuO2 et du IrO2 dans un rapport molaire (RuO2/IrO2) de 4/1. Le revêtement de substance active d'électrode contient 0,1 mg/cm2 de métaux du groupe du platine. L'électrode
résultante est désignée par échantillon A-1.
A titre de comparaison, une électrode est produite de la même manière que celle décrite précédemment, sauf que seule35 ment la seconde ou la première couche intermédiaire est formée au lieu des deux couches intermédiaires (échantillon B-1 ou C-1, respectivement). En vue d'évaluer la durabilité de l'électrode de cet exemple, on conduit une électrolyse en utilisant chacune des électrodes résultantes comme anode et une plaque de platine comme cathode dans une solution aqueuse d'acide sulfurique 1M à une tem5 pérature de 50 C et à une densité de courant 1 A/cm2. Le temps requis pour que la tension de la cellule d'électrolyse atteigne 10 V est
noté comme durabilité.
Comme résultat, La durabilité de l'électrode conformément à la présente invention (échantillon A-1) est de 10 24,1 heures, qui est environ 2,6 fois plus longue que celle de l'échantillon B-1 (9,3 heures) et environ 1, 7 fois plus longue que celle de l'échantillon C-1 (14,2 heures). Il est clair d'après ces
résultats que l'électrode selon l'invention a une durabilité remarquablement améliorée lorsqu'elle est utilisée dans l'électrolyse 15 pour former de l'oxygène.
Exemple 2
De la même manière que celle décrite à l'exemple 1, un substrat de Ti est revêtu d'une première couche intermédiaire comprenant du LaOCl ayant un recouvrement de La de 1 g/m2, une se20 conde couche intermédiaire comprenant du TiO2 et du LaOCl dans un rapport molaire (TiO2/LaOCL) de 1/2 ayant un recouvrement total de Ti et de La de 5 g/m2, et un revêtement de substance active d'électrode comprenant du IrO2 ayant un recouvrement de Ir de 0,1 mg/cm2 dans cet ordre par décomposition thermique d'une solution dans l'acide 25 chlorhydrique du métal respectif. L'électrode résultanteest désignée par échantillon A-2. A titre de comparaison, les échantillons B-2 ou C-2 sont produits de la même manière que pour l'échantillon A-2 sauf que seulement la seconde ou la première couche intermédiaire est formée, respectivement, et l'échantillon D-2 est produit de
la même manière que pour l'échantillon A-2 sauf qu'aucune des première et seconde couche intermédiaire n'est formée.
Chacune des électrodes résultantes est évaluée en ce qui concerne la durabilité de la même manière qu'à l'exemple 1, et les résultats obtenus sont montrés dans le tableau I ci-après. 35 On peut voir d'après le tableau que l'électrode conformément à la présente invention, dans laquelle deux couches intermédiaires sont
prévues présente une durabilité remarquablement améliorée.
Tableau 1
Echan- 1ère 2e tillon Subs- couche in- couche in- Revêtement Durabilité n trat termédiaire termédiaire d'électrode (h) A-2 Ti LaOCl TiO2-La0Cl IrO2 29,3
B-2 " - " " 12,1
C-2 " La0Cl - " 15,0
D-2 ". " 9,2
Exemple 3
Du nitrate de lanthane est dissous dans l'acide 10 nitrique à 20 % en poids pour préparer une solution à 0,1 mole/l de lanthane. La solution est appliquée sur le même substrat de Ti que celui utilisé dans l'exemple 1 et frittée à 550 C à l'air pendant minutes pour former une première couche intermédiaire de La203
ayant un recouvrement de lanthane de 8 g/m.
Sur la première couche intermédiaire sont successivement formées une seconde couche intermédiaire comprenant du MnO2 ayant un recouvrement de Mn de 10 g/m2 et un revêtement actif d'électrode comprenant du Pt-Ir02RuO2-SnO2 dans un rapport molaire de 1/1/2/7 par décomposition thermique utilisant une solution de l'acide 20 chlorhydrique du métal respectif pour produire une électrode. Le recouvrement total des métaux du groupe du platine dans le revêtement actif d'électrode est de 0,1 mg/cm2 (le même ci-après). L'électrode résultante est désignée par échantillon A-3. A titre de comparaison, des échantillons B-3, C-3 ou D-3 sont produits de la 25 même manière que pour l'échantillon A-3 sauf que seulement la seconde couche est formée; seulement la première couche est formée; ou aucune des première et seconde couches intermédiaires n'est
formée, respectivement.
En vue d'évaluer la durabilité de l'électrode 30 selon l'invention, on conduit l'électrolyse en utilisant chacune des électrodes résultantes comme anode et une plaque de platine comme cathode dans une solution aqueuse de chlorure de sodium à 3 % en poids à 10 C et à une densité de courant de 1 A/dm2. Le temps requis pour que la tension de la cellule d'électrolyse atteigne 10 V est pris comme indication de durabilité. Les résultats obtenus
sont montrés dans le tableau 2 ci-après.
Tableau 2
Echan- 1ère 2e tillon Subs- couche in- couche in- Revêtement Durabilité n trat termédiaire termédiaire d'électrode (h) Mn02 Pt-Ir02- 262 A-3 Ti La203 MnO2 RuO-Sn02 263,2
B-3 " - " " 123,6
C-3 " La203 - " 140,5
D-3 " - - - " 98,1
Il est clair d'après les résultats du tableau 2, que la durabilité de l'électrode conformément à la présente invention est d'environ 2,1, environ 1,9, ou environ 2,7 fois plus longue
que celle de l'échantillon B-3, C-3 ou D-3, respectivement.
Exemples 4 à 6
On produit des électrodes ayant un revêtement de CeO2 comme première couche intermédiaire (échantillon A-4, A-5 et A-6) de la même manière qu'à l'exemple 1, sauf que l'on suit les
indications mentionnées dans le tableau 3 ci-après..
La seconde couche intermédiaire de l'échantil20 lon A-5 est formée comme suit. Le substrat d'électrode muni de la première couche intermédiaire est revêtu d'étain par électroplastie à une épaisseur de 5 pm en utilisant une solution de placage contenant 55 g de sulfate stanneux, 100 g d'acide sulfurique, 100 g d'acide crésolsulfonique, 2 g de gélatine et 1 g de 0-naphtol par 25 litre à une température de 25 C et à une densité de courant cathodique de 2 A/dm2, et le dépôt de Sn est oxydé par chauffage à 550 C
à l'air.
Des électrodes de comparaison sont produites de la même manière que pour chacun des échantillons A-4, A-5 et A-6, sauf que seule la seconde couche intermédiaire est formée (échantillons B-4 à B-6); seule la première couche intermédiaire est formée (échantillons C-4 à C-6); ou aucune des première et seconde couches
intermédiaires n'est formée (échantillons D-4 à D-6).
Chacune des électrodes résultantes est évaluée 35 de la même manière qu'à l'exemple 1 et les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 3 ciaprès. Dans le tableau, le degré d'amélioration de la durabilité est exprimé en terme de rapport de durabilité de l'échantillon A-4, A-5 ou A6 à celle de l'électrode de comparaison correspondante.,
TABLEAU 3
Rapport de durabilité par par par rapport rapport rapport
à à à
l'échan- l'échan- l'échantillon B tillon C tillon D Echantillon n0 Substrat lère couche intermédiaire (recouvrement métallique: g/m2) 2e couche intermédiaire (recouvrement métallique: g/m2) Revêtement d'électrode (rapport molaire) Durabilité (h)
A-4 A-5
Ti CeO2 (4) SiO -Nb205 (1/1) (2) SnO2/Sn I r02-Co304 (9/1) Pt-IrO2Hf02TiO2 (1/2/2/5)
,2 28,9 8,8
2,8 2,4 2,1
1,9 Ti CeO2 (3) CeO2 (6)
3,8 1,6
9,6 2,8
A-6 Ti-12Mo -6Sn MoO3 (6) Pt r1) Ln 'o Co 0o
Exemple 7 à 10
D'une manière similaire à celle de l'exemple 1, on produit des échantillons A7 à A-10 conformément aux indications mentionnéesdans le tableau 4 ci-après. Des électrodes de comparai5 son correspondantes (échantillons B-7 à B-10, C-7 à C-10, et D-7 à D-10) sont également produites conformément aux mêmes instructions que celles des exemples précédents. La durabilité des électrodes est évaluée en.conduisant l'électrolyse et en utilisant chacune des électrodes comme anode et une plaque de platine comme cathode 10 dans une solution aqueuse de chlorure de sodium à 3 % en poids à une température de 10 C et à une densité de courant de 1 A/cm2. Le
temps requis pour que la tension de la cellule d'électrolyse atteigne.
V est pris comme durabilité. Les résultats obtenus sont montrés
dans le tableau 4.
Dans l'échantillon A-10, une plaque de Ti dont la surface a été soumise à un traitement de nitruration pour avoir une couche de nitrure de 3 pm d'épaisseur est utilisée comme substrat d'électrode; le rapport molaire de Sc203 à CeO2 dans la première couche intermédiaire est de 1/3; et le revêtement d'électrode 20 comprenant Pt, Pd et Ir est formé par chauffage du revêtement dans
une atmosphère réductrice à 550 C sous un courant d'hydrogène.
TABLEAU 4
Rapport de durabilité par par par rapport rapport rapport
à à à
l'échan- l'échan- l'échantillon B tillon C tillon D Echantillon o n 1ère couche intermédiaire (recouvrement Substrat métallique: g/m2) 2e couche intermédiaire (recouvrement métallique: g/m2) Revêtement d'électrode (rapport molaire) Durabilité (h) w A-7 Ti A-8 Ti Y203 (4) Sc203 (1) Fe203 (6) In203 (2) SnO2 (15) RuO 2-IrO2SnO2 (2/1/7) IrO 2-SnO2
(3/10)
IrO -SnO
(3/10)
224,0 284,9 301,1
2,2 2,8 1,6
1,3 2,1
2,2 1,7
A-9 Ti CeO2 (2) 1,8 A-10 TiN/Ti Sc203-CeO2 3) Nb205 (10) Pt-Pd-Ir
(1/1/1)
250,3 1,9
1,5 2,2 ro w Co C?' Comme décrit ci-dessus, conformément à la présente invention, selon laquelle une première couche intermédiaire comprenant au moins un composé d'un élément des terres rares et une seconde couche intermédiaire contenant au moins un métal de base et son oxyde sont formés entre un substrat d'électrode et un revêtement de substance active d'électrode, la résistance à la passivation et la durabilité des électrodes peuvent être fortement améliorées. Ainsi, les électrodes durables selon la présente invention conviennent particulièrement pour être utilisées dans 10 l'électrolyse accompagnée d'une génération d'oxygène ou dans
l'électrolyse organique.
Bien que l'invention ait été décrite en détail en référence aux modes de réalisation spécifiques, il est clair
pour l'homme du métier que l'on peut y apporter divers changements 15 et modifications sans sortir du cadre de la présente invention.
Claims (10)
1. Une électrode pour l'électrolyse comprenant un substrat d'électrode, réalisé en un métal conducteur portant un revêtement d'une substance active d'électrode, caractérisée en 5 ce qu'une première couche intermédiaire comprenant au moins un composé d'un élément des terres rares et une seconde couche intermédiaire contenant au moins un métal de base et un oxyde de métal de base sont prévues entre ledit substrat d'électrode et
ledit revêtement de substance active d'électrode.
2. Une électrode d'électrolyse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le métal conducteur est choisi dans le groupe comprenant Ti, Ta, Nb, Zr, et un alliage basé sur lesdits métaux.
3. Une électrode d'électrolyse selon la revendication 1,
caractérisée en ce que le substrat d'électrode est un métal conducteur préalablement soumis à un traitement de nitruration, de boruration, ou de carburation.
4. Une électrode d'électrolyse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé d'un élément des terres rares 20 est un oxyde ou un oxyhalogénure d'un métal choisi dans le groupe
comprenant Sc, Y, La, Ce, Nd, Sm et Gd.
5. Une électrode d'électrolyse selon la revendication 1,
caractérisée en ce que le métal de base ou son oxyde est choisi dans le groupe comprenant Ti, Ta, Nb, Zr, Hf, W, V, Al, Si, Sn, 25 Pb, Bi, Sb, Ge, In, Ga, Fe, Mo, Mn et leurs oxydes.
6. Une électrode d'électrolyse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la substance active d'électrode contient un
métal du groupe du platine ou un oxyde dudit métal.
7. Un procédé pour produire une électrode d'éLectro30 lyse, caractérisé en ce qu'il comprend le revêtement d'une première couche intermédiaire comprenant au moins un composé d'un élément des terres rares sur un substrat d'électrode réalisé en métal conducteur, le revêtement d'une seconde couche intermédiaire contenant au moins un métal de base et un oxyde de ce dernier sur 35 la première couche intermédiaire, et le revêtement d'une substance
active d'électrode sur la seconde couche intermédiaire.
8. Un procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le métal conducteur est choisi dans le groupe comprenant
Ti, Ta, Nb, Zr et un alliage à base desdits métaux.
9. Un procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le substrat d'électrode est un métal conducteur préalablement soumis à un traitement de nitruration, de boruration ou de carburation.
10. Un procédé selon La revendication 7, caractérisé en ce que le revêtement de la première couche intermédiaire, de la seconde couche intermédiaire ou de la substance active d'électrode
est conduit par décomposition thermique.
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