FR2992661A1 - Electrode, son procede de fabrication et son application a l'electrolyse. - Google Patents
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Abstract
L'électrode pour électrolyse (100) selon l'invention comprend un support en titane (110) recouvert d'une couche d'un métal (130) choisi dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages. Cette électrode (100) se caractérise en ce que la couche de métal (130) choisi dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages est obtenue par électrolyse dans laquelle le support en titane est utilisé comme cathode.
Description
Domaine de l'invention La présente invention concerne les électrodes employées dans l'électrolyse servant à fabriquer des carburants de réacteurs de fusée tels que les perchlorates, et concerne en particulier une électrode pour électrolyse, son procédé de fabrication et son application dans la production des perchlorates. Etat de la technique Il est habituel d'utiliser des électrodes pour l'électrolyse des perchlorates, l'électrode comprenant une couche en platine sur un support en titane. De telles électrodes sont connues pour être produites par laminage ou par soudage point par point de la couche de platine sur le support en titane. Toutefois, de telles électrodes font l'objet de vols parce qu'elles sont facilement démontables, notamment en arrachant la couche de titane de son support. Un assemblage comportant une surface en un métal du groupe du platine sur un support en titane a été décrit dans le brevet belge n° 590 159. Le brevet décrit notamment un procédé de fabrication d'un tel assemblage qui consiste à appliquer sur le support en titane un revêtement d'une préparation platinifère qui est constitué par un composé du platine dans un véhicule organique. Ce véhicule organique est ensuite chauffé à au moins 500°C, ce qui produit un dépôt constitué essentiellement de platine. Malheureusement, ce procédé ne peut être utilisé pour la fabrication des électrodes qui font l'objet de l'invention du fait que le chauffage à au moins 500°C est difficile à mettre en oeuvre, dangereux pour l'opérateur et coûteux notamment en énergie.
Exposé de l'invention En conséquence, le but principal de l'invention est de fournir une électrode comprenant un support en titane revêtu d'une couche de platine, qui ne soit pas facilement démontable 5 et donc ne fasse pas l'objet de vols. Un autre but de l'invention est de réaliser un procédé de fabrication d'une telle électrode. Un autre but de l'invention est d'utiliser une telle électrode pour l'électrolyse des perchlorates, et en particulier 10 du perchlorate de sodium. L'objet principal de l'invention est donc une électrode pour électrolyse comprenant un support en titane recouvert d'une couche d'un métal choisi dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages, cette couche de métal étant obtenue par 15 électrolyse dans laquelle le support en titane est utilisé comme cathode. Ainsi, la couche de métal choisi dans le groupe des métaux nobles obtenue par électrolyse est particulièrement indémontable et ne peut donc pas faire l'objet de vol par arrachage de la 20 couche. Selon les modes de réalisation préférentiels de l'invention : - le métal de la couche déposée est du platine ; - le support en titane est rainuré ; 25 - le support en titane est effeuillé ; et - une couche intermédiaire en or est déposée entre le support en titane et la couche de métal choisi dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages. 30 Un deuxième objet de l'invention est de réaliser un procédé de fabrication d'une électrode par électrolyse, le procédé consistant à recouvrir un support de titane par une couche de métal choisi dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages ; le procédé comprenant en outre des étapes préalables à l'électrolyse, de : - décapage de la surface du support destinée à recevoir la couche de métal choisi dans le groupe des métaux nobles, - modification de la surface du support de telle sorte que son aire soit maximale. Ainsi, après le décapage, la surface du support n'est pas recouverte d'impuretés et n'est pas oxydée. La modification de la surface de manière à rendre son aire maximale permet d'augmenter la solidarité entre la couche de métal choisi dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages et le support en titane. Un troisième objet de l'invention est d'utiliser l'électrode comme cathode dans l'électrolyse d'un perchlorate d'un élément chimique choisi parmi le sodium, le potassium, d'ammonium, de fer, de magnésium, de lithium, de baryum, de césium et de strontium. Selon les modes de réalisation préférentiels de l'invention : - le perchlorate est du perchlorate de sodium. - le perchlorate est utilisé dans un propulseur de missile. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de cet assemblage étant similaires à ceux du procédé objet de l'invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Brève description de la figure unique D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence de la figure unique annexée, qui représente en 30 coupe une électrode objet de l'invention. Description détaillée de l'invention Comme il a été mentionné ci-dessus, l'électrode 100 selon l'invention est représentée sur la figure unique. Cette électrode 100 comprend un support en titane 110 recouvert d'une couche d'un métal 130 choisi dans le groupe des métaux nobles tels que le ruthénium, le rhodium, le palladium, l'osmium, l'iridium et le platine, et de façon préférentielle le platine.
La fabrication de cette électrode 100 consiste à utiliser le support en titane 110 généralement plan comme cathode dans un bain d'électrolyse afin d'y déposer la couche de métal 130 choisi dans le groupe des métaux noble ou leurs alliages. Néanmoins, le titane est un métal qui s'oxyde très rapidement au contact de l'air. Or, l'oxyde de titane est isolant. C'est la raison pour laquelle, lorsque la surface du support destinée à être recouverte de la couche de métal 130 est recouverte d'oxyde, elle ne peut pas être utilisée en tant que cathode dans l'électrolyse. Il est donc judicieux de retirer préalablement la couche d'oxyde de la surface du support. Pour retirer cette couche d'oxyde, on peut par exemple effectuer un dégraissage de la surface, suivi d'un décapage chimique ou thermique suivi enfin d'un sablage. Le support en titane ainsi traité doit alors être rapidement utilisé comme cathode dans le bain d'électrolyse afin d'y déposer la couche de métal noble 130, par exemple du platine. A noter que, de façon préférentielle, le dégraissage peut notamment être réalisé à l'aide d'un solvant tel qu'un acide sulfurique ou nitrique, le décapage peut être réalisé par un procédé à l'eau forte et le sablage peut être sous atmosphère neutre appauvrie en oxygène. De façon à diminuer au maximum la résistance et d'augmenter au maximum la solidarité entre le support en titane et la couche de métal noble, il est judicieux de modifier la surface de telle sorte que son aire soit maximale. Ceci peut être réalisé par un rainurage 115 de la surface du support. Dans un mode de réalisation particulier, la modification de la surface peut être réalisée par poinçonnage ou par effeuillage de la surface destinée à recevoir la couche de métal 130.
Pour améliorer le contact entre le support en titane 110 et la couche de métal noble 130, il est particulièrement intéressant de déposer une couche intermédiaire 120, par exemple en or. En effet, l'or se dépose plus facilement sur le support en titane que le platine. Puis la couche de métal noble tel que le platine est déposée par électrolyse sur la couche intermédiaire. Une telle électrode 100 est particulièrement intéressante dans la production de perchlorate d'un élément chimique choisi parmi groupe comprenant le sodium, le potassium, le fer, le magnésium, le lithium, le baryum, le césium le strontium, ou encore l'ammonium. En particulier, le perchlorate de sodium est fabriqué par oxydation électrolytique du chlorure de sodium et du chlorate de sodium à haute intensité de courant, à l'aide d'une cathode en platine et d'une anode en graphite, acier, nickel ou titane. Le perchlorate de sodium est alors utilisé comme oxydant dans les propulseurs de missiles ou véhicules spatiaux, tels que des fusées ou encore dans des propergols composites.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Electrode (100) pour électrolyse comprenant un support en titane (110) recouvert d'une couche d'un métal (130) choisi dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages ; caractérisé en ce que ladite couche de métal (130) choisi 5 dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages est obtenue par électrolyse dans laquelle ledit support en titane est utilisé comme cathode.
- 2. Electrode selon la revendication 1, dans laquelle le 10 métal de la couche déposée (130) est du platine.
- 3. Electrode selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le support en titane (110) est rainuré ou poinçonné. 15
- 4. Electrode selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le support en titane (110) est effeuillé.
- 5. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle une couche intermédiaire (120) en or est 20 déposée entre le support en titane (110) et la couche de métal (130) choisi dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages.
- 6. Procédé de fabrication d'une électrode (100) par 25 électrolyse consistant à recouvrir un support de titane (110) par une couche de métal (130) choisi dans le groupe des métaux nobles ou un de leurs alliages ; ledit procédé comprenant en outre des étapes préalables à l'électrolyse, de : 30 - décapage de la surface du support destinée à recevoir ladite couche de métal (130) choisi dans le groupe des métaux nobles,- modification de ladite surface de telle sorte que son aire soit maximale.
- 7. Application de l'électrode (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, consistant à l'utiliser comme anode dans l'électrolyse d'un perchlorate d'un élément chimique choisi parmi le sodium, le potassium, d'ammonium, de fer, de magnésium, de lithium, de baryum, de césium et de strontium.
- 8. Application selon la revendication 7, dans laquelle ledit perchlorate est du perchlorate de sodium.
- 9. Application selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle ledit perchlorate est utilisé dans un propulseur de missile.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3055811A (en) * | 1961-05-08 | 1962-09-25 | Universal Oil Prod Co | Electrolysis with improved platinum plated titanium anode and manufacture thereof |
| US3461058A (en) * | 1966-06-07 | 1969-08-12 | Engelhard Ind Inc | Method of producing a composite electrode |
| US4203810A (en) * | 1970-03-25 | 1980-05-20 | Imi Marston Limited | Electrolytic process employing electrodes having coatings which comprise platinum |
-
2012
- 2012-06-27 FR FR1256122A patent/FR2992661B1/fr active Active
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