HU188056B - Electrode of high porosity produced with hot pressing from nickel powder, first of all for alkalic waterelectrolysators and method for making thereof - Google Patents

Electrode of high porosity produced with hot pressing from nickel powder, first of all for alkalic waterelectrolysators and method for making thereof Download PDF

Info

Publication number
HU188056B
HU188056B HU82746A HU74682A HU188056B HU 188056 B HU188056 B HU 188056B HU 82746 A HU82746 A HU 82746A HU 74682 A HU74682 A HU 74682A HU 188056 B HU188056 B HU 188056B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
electrode
nickel powder
nickel
hot pressing
oxide layer
Prior art date
Application number
HU82746A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Brennecke
Henning Ewe
Eduard W Justi
Original Assignee
Schnapka,Herbert,De
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schnapka,Herbert,De filed Critical Schnapka,Herbert,De
Publication of HU188056B publication Critical patent/HU188056B/hu

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

A találmány tárgya nagy porozitású nikkel elektród alkalikus vízelektrolizálókhoz, amely meleg sajtolással vagy színtereléssel egyesített és belső, illetve külső felületén 0,0025-0,1 μ oxidréteggel fedett fémporból áll, valamint eljárás az említett elektród előállítására.
Az említett fajtájú, ismert elektródnál a gyakorlatilag teljes egészében NiO-ból álló réteg az erősen alkalikus elektrolitokban igen jó korrózióállóságot biztosit. A NiO-réteg a Ni-védőszerkezetet különösen a voluminózus oxidokká vagy hidroxidokká történő oxidálás ellen védi, ezáltal az elektród élettartama lényegesen meghosszabbodik. Ezenkívül a NiO-réteg az O2-Ieválást katalizálja (2 903 407. sz. német szövetségi köztársaságbeli nyilvánosságrahozatali irat).
A találmány feladata szerint a bevezetőben említett tulajdonságú, olyan elektródot kívántunk előállítani, amely az ismerthez képest jobb („promoveált”) katalitikus hatást fejt ki, és melynél a H2 és O2 leválása még nagy áramsűrűségeknél is csekély polarizáció mellett történik. Ezenkívül a tartós stabilitást az elektródtest nikkel anyaga oxidációjának csökkentésével kell megnövelni, mivel az oxidáció, még ha a felület bevonata lényegében NiO-ból áll is, még lassan folytatódik.
Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a felületi oxidréteget nikkel- és titánoxid keveréke képezi.
A találmány szerinti elektródot úgy állíthatjuk elő, hogy
a) 1-15 súly%, előnyösen 2-4 súly% titánnal ötvözött nikkelport sajtolunk 300-500 °C-on és azután oxidálunk, vagy
b) tiszta nikkelport a felületi oxidréteg 2-3 súly%-os titántartalmához szükséges mennyiségű és koncentrációjú vizes titanil-szulfát oldat (TiO/ SO4/-oldat)tal nedvesítjük, majd szárítunk, a kezelt nikkelport 300-500 ’C-on sajtoljuk és 150-500 ’Con levegőn oxidáljuk.
A titanil-szulfát-oldattal a Ni-port előnyösen keverés közben itatjuk át. Az átitatott és megszárított Ni-porból ezután az elektródot hidegen elősajtoljuk és a Ni-Ti keverékoxid réteget melegsajtolással és oxidálással alakítjuk ki.
Úgy is eljárhatunk, hogy a tiszta nikkelport elektróddá sajtoljuk, a kapott elektródot átitatjuk titanil-szulfát-oldattal, majd az átitatott elektródot oxidáljuk.
A Ti-katalizátor adalékot más titánsók oldatával is bejuttathatjuk; az oldószer nemcsak víz lehet.
Az elektród belső és külső felületét fedő, nikkelés titánoxid-keverékéből álló réteget a porózus Titartalmú Ni-elektródok temperálása útján, levegőben, vagy oxigén atmoszférában alakítjuk ki. A hőmérséklet legalább 150 ’C és legfeljebb 500 ’C legyen.
Az oxidációhoz szükséges O2 mennyiségét úgy is biztosíthatjuk, hogy az elektród előállítására egy olyan nikkelport használunk, amely annyi levegő és/vagy oxigén mennyiséget tartalmaz, mely elegendő a melegsajtolás vagy zsugorítás közben az elektród Ni-Ti-keverékoxid rétegének kialakítására, mely folyamatot-300 és 500 ’C között végzünk el. Ebben az esetben a katalizáló és stabilizáló hatású keverékoxid réteget már a levegőn történő meleg sajtoláskor vagy zsugorításkor kialakítjuk és ezáltal egy következő munkafolyamatot megtakarítunk. A temperálásnál a temperálási idő maximálisan fél óra legyen. A felhasznált por fajtájától és a temperálásnál alkalmazott hőmérséklettől és gázatmoszférától függően a temperálási idő mintegy 20 órára növelhető.
A katalitikus és stabilizáló hatású nikkel- és titánoxid keverékéből álló oxidréteg 0,0025-0,1 pm vastagsága 10-100 molekula-rétegnek felel meg, ez a vastagság minden esetben egy tömör, zárt bevonatot biztosít az elektródon.
A javító katalizátorként ható titán hatására különösen
- a túlfeszültég csökken lényegesen a H2-leváláskor és
- az O2-anódok Ni-fémének további elektrokémiai oxidációja válik lényegesen nehezebbé, q-3 Ní(OH)2-2 H2O-vá és/vagy β-4 NiOOH-3H2O-vá.
Ezek következtében a találmányunk szerinti elektród még hosszabb üzemidő alatt is ellenáll a legerősebb ismert oxidálószernek, nevezetesen a statu nascendi oxigénnek, és ezért előnyösebb, mint a vízelektrolízishez már gazdasági okok miatt sem alkalmazható platina. Az említett tulajdonságok alapján a találmány szerinti elektródok különösen újabb elektrolizálók számára mint pl. az ELOFLUX vízelektrolizáló cellához, különösen jól alkalmazhatók. Ezeket mind anódként, mind kátédként egyaránt fel lehet használni. A 2 és O2-leválásoknál fellépő polarizáció csökkentésének és a nikkel továbboxidálása megakadályozásának feladatát a találmány értelmében ritka vagy költséges nemesfémek, mint pl. platina felhasználása nélkül oldjuk meg.
A találmány szerinti elektród előállítását az alábbiakban kiviteli példákon, részletesen ismertetjük.
1. példa
11,76 g karbonil nikkelt (Carbonilnickel T 255, szemcsefrakció: < 50 pm) vizes titanilszulfát-oldattal annyira átitatunk, hogy így 0,24 g Ti-katalizátor mennyiséget (ez 2 súly%-nak felel meg 12 g-os összelektródsúly esetében) adjunk a karbonilnikkel porhoz. A karbonilnikkel por átitatását állandó keverés mellett hajtjuk végre, így biztosítjuk a nikkelpor és a vizes titanilszulfát oldat jó átkeveredését. Az átitatott karbonilnikkel port megszárítás után a szükséges makro- és térfogati porozitás elérése céljából 4 g sótöltőanyaggal (Na2CO3; szemcsefrakció: 50-75 pm) keverjük el, egy 40 mm belső átmérőjű formába simán bekenjük, 0,32 t/cm2 nyomáson hidegen elősajtoljuk és levegőn 4Ö0 ’C-ra való felhevítés után 0,8 t nyomáson melegsajtolással korong alakú elektródot állítunk elő. A sajtolási folyamat után a hozzáadott sótöltőanyagot forró, desztillált vízzel ismét kioldjuk.
.188
2. példa
11,76 g karbonilnikket port (Carbonilnickel T 255, szemcsefrakció: < 50 pm) 4 g sótöltőanyaggal (Na2CO3; szemcsefrakció 50-75 pm) keverünk el, egy 40 mm belső átmérőjű formába simán bekenjük, 0,32 t/cm2 nyomáson hidegen elősajtoljuk, és levegőn történő 400 °C-os hevítés után 0,8 t/cm2 nyomáson szintén meleg sajtolással egy korong alakú elektróddá alakítjuk. A sajtolási folyamat után 10 a hozzáadott sótöltőanyagot ismét kioldjuk és az. elektródot megszárítjuk. Ezt követően a porózus Ni-elektródhoz egy 0,24 g Ti-t tartalmazó vizes titanilszulfát-oldatot adunk, megszárítjuk és a belső felületen Ni-Ti-keverékoxidok kialakítása érdé- 15 kében 200 ’C-on 4 órán át temperáljuk,
056 tel jelölve) felvett stacioner jelleggörbéket is bemutat. 80 °C-on és 150 mA/cm2 nyomáson a H2 leválás a tiszta karbonilnikkel (η) = 159 mV-nál, a Ti-al katalizált elektródon (η) 275 mV-nál következik be. A katalizátorként működő Ni-Ti-keverékoxid réteg eszerint a túlfeszültséget 84 mV-tal csökkenti, ami 53%-nak felel meg.
Egy második kísérletben (tartós kísérlet) egy anódként kapcsolt elektródon, melyet az 1. példa szerint állítottunk elő, 6 n KOH-ban T = 80 ’C és i = 200 mA/cm2 mellett fejlesztettünk oxigént. Az elektród potenciálja az üzemidő alatt csak csekély mértékben növekedett. Ez a leválási potenciálnövekedés az O2 anód 1000 órás, O2-leválasztással kapcsolatos megterhelése folyamán csupán 0,26 mV/h volt.
3. példa
Egy anódként használandó elektródot ugyanúgy állítunk elő, mint az 1. kiviteli példa esetében, de a meleg sajtolást egy gázbiztos acélformában, gyakorlatilag levegőbehatolás nélkül végezzük. A sótöltőanyag kioldása után az elektródot megszárít- 25 juk, és 10 órán át levegőn 200 ’C-on temperáljuk.
A levegő távollétében végzett melegsajtolással az elektródot alkotó nikkel szemcsék erősebb összehegedése érhető el.
Egy kísérletben egy katódként kapcsolt elektró- 30 dón, melyet az 1. példa szerint állítottunk elő, 6 n KOH-ban hidrogén fejlődött. A 25 és 80 °C-os elektrolithőmérsékletnél mért stacioner jelleggörbéket (T 255 TiO(SO4)-el jelölve) az 1. ábra diagramjában mutatjuk be. Összehasonlításképpen a 35 diagram azonos körülmények között Ti-adalék nélküli előállított karbonilnikkel elektróddal (T 255-

Claims (2)

Szabadalmi igénypontok
1. Nagy porozitású nikkel elektród alkalikus vízelektrolizálókhoz, amely meleg sajtolással vagy színtereléssel egyesített és belső, illetve külső felületén 0,0025-0,1 p oxidréteggel fedett fémporból áll, azzal jellemezve, hogy az oxidréteg nikkel- és titánoxid keveréke.
2. Eljárás az 1. igénypont szerinti elektród előállítására, azzal jellemezve, hogy
a) 1-15 súly%, előnyösen 2-4 súly% titánnal ötvözött nikkelport sajtolunk 300-500 ’C-on és azután oxidálunk, vagy
b) a nikkelport a felületi oxidréteg 2-3 súly%-os titántartalmához szükséges mennyiségű és koncentrációjú vizes titanil-szulfát oldat (TiO/SO4/)őldat)tal nedvesítjük, majd szárítjuk, a kezelt nikkelport 300-500 ’C-on sajtoljuk és 150-500 ’C-on levegőn oxidáljuk.
HU82746A 1981-03-11 1982-03-10 Electrode of high porosity produced with hot pressing from nickel powder, first of all for alkalic waterelectrolysators and method for making thereof HU188056B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3109183A DE3109183C2 (de) 1981-03-11 1981-03-11 Aus Nickelpulver heißgepreßte hochporöse Elektrode für alkalische Wasserelektrolyseure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU188056B true HU188056B (en) 1986-03-28

Family

ID=6126884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU82746A HU188056B (en) 1981-03-11 1982-03-10 Electrode of high porosity produced with hot pressing from nickel powder, first of all for alkalic waterelectrolysators and method for making thereof

Country Status (13)

Country Link
US (1) US4447302A (hu)
EP (1) EP0059902B1 (hu)
JP (1) JPS57161078A (hu)
AR (1) AR228643A1 (hu)
AT (1) ATE14323T1 (hu)
AU (1) AU547889B2 (hu)
BR (1) BR8201247A (hu)
CA (1) CA1191815A (hu)
CS (1) CS241504B2 (hu)
DD (1) DD201701A5 (hu)
DE (1) DE3109183C2 (hu)
ES (1) ES510290A0 (hu)
HU (1) HU188056B (hu)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3318758C2 (de) * 1983-05-24 1985-06-13 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Diaphragma auf Nickeloxidbasis und Verfahren zur Herstellung desselben
US4648945A (en) * 1985-03-21 1987-03-10 Westinghouse Electric Corp. Bipolar plating of metal contacts onto oxide interconnection for solid oxide electrochemical cell
JPS6286187A (ja) * 1985-10-09 1987-04-20 Asahi Chem Ind Co Ltd 水素発生用の電極
CN1421053A (zh) * 1999-11-18 2003-05-28 质子能体系股份有限公司 高压差电化学电池
DE10007480A1 (de) * 2000-02-18 2001-08-23 Provera Ges Fuer Projektierung Bipolare Elektrode mit Halbleiterbeschichtung und damit verbundenes Verfahren zur elektrolytischen Wasserspaltung
WO2004015805A2 (en) * 2002-08-09 2004-02-19 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell support structure
KR100930790B1 (ko) * 2009-02-18 2009-12-09 황부성 수소산소 발생용 전극판 및 그를 제조하기 위한 제조방법
WO2014056114A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Zhongwei Chen Method of producing porous electrodes for batteries and fuel cells

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE290407C (hu) *
DE1269213B (de) * 1963-09-27 1968-05-30 Asea Ab Verfahren zur Herstellung von poroesen Brennstoffelektroden fuer Brennstoffelemente
US3505118A (en) * 1966-12-05 1970-04-07 Du Pont Fuel cell and process for producing electric current using titanium dioxide catalyst
US3959014A (en) * 1971-12-14 1976-05-25 Varta Batterie Aktiengesellschaft Method to produce a protective oxide on the surface of positive nickel electrodes for galvanic cells
FR2362945A1 (fr) * 1976-08-24 1978-03-24 Comp Generale Electricite Electrolyseur pour solutions basiques
DE2903407C2 (de) * 1979-01-30 1983-12-15 BOMIN Bochumer Mineralöl GmbH & Co, 4630 Bochum Verwendung einer aus Nickelpulver heißgepreßten oder gesinterten porösen Elektrode
US4289650A (en) * 1979-03-29 1981-09-15 Olin Corporation Cathode for chlor-alkali cells

Also Published As

Publication number Publication date
DE3109183A1 (de) 1982-09-23
AU547889B2 (en) 1985-11-07
ES8303547A1 (es) 1983-02-01
EP0059902A1 (de) 1982-09-15
AR228643A1 (es) 1983-03-30
CS241504B2 (en) 1986-03-13
DD201701A5 (de) 1983-08-03
DE3109183C2 (de) 1983-05-11
CA1191815A (en) 1985-08-13
EP0059902B1 (de) 1985-07-17
AU8079882A (en) 1982-09-16
ATE14323T1 (de) 1985-08-15
BR8201247A (pt) 1983-01-18
US4447302A (en) 1984-05-08
CS159882A2 (en) 1985-08-15
ES510290A0 (es) 1983-02-01
JPS57161078A (en) 1982-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0253459B1 (en) Electrodes for solid oxide electrolyte electrochemical cells
Haanappel et al. The influence of noble-metal-containing cathodes on the electrochemical performance of anode-supported SOFCs
US4140813A (en) Method of making long-term electrode for electrolytic processes
US4659379A (en) Nickel anode electrode
JPS6257717B2 (hu)
US4238311A (en) Cathode for use in electrolysis and method for the production thereof
CA1213563A (en) Electrocatalytic electrode
HU188056B (en) Electrode of high porosity produced with hot pressing from nickel powder, first of all for alkalic waterelectrolysators and method for making thereof
Holze et al. Hydrogen consuming anodes for energy saving in sodium sulphate electrolysis
JP3513516B2 (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池のためのカソードの製造方法およびこの方法で製造されたカソードを用いた溶融炭酸塩型燃料電池
JPH0821395B2 (ja) 燃料電池
US4184930A (en) Electrolyzer for basic solutions
Hong et al. Electrochemical oxidation of methanol over a silver electrode deposited on yttria-stabilized zirconia electrolyte
US4663010A (en) Anode for electrochemical process
US3607416A (en) Spinel-type electrodes, process of making and fuel cell
Wendt Preparation, morphology and effective electrocatalytic activity of gas evolving and gas consuming electrodes
US4543174A (en) Method of making a catalytic lead-based oxygen evolving anode
FI58657B (fi) Metallanod foer elektrokemiska processer
KR860700273A (ko) 특히 전해전극을 위한 복합 촉매물질 및 그 제조방법
DE4224290A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer lithiumoxidhaltigen Nickeloxid-Kathode für eine Schmelzcarbonatbrennstoffzelle
JPS6139398B2 (hu)
US4410413A (en) Cathode for electrolytic production of hydrogen
US4240887A (en) Process of water electrolyis
DE1571978A1 (de) Metallische Anoden fuer galvanische Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit Festelektrolyt und Verfahren zu ihrer Herstellung
Brennecke et al. Hydrogen evolution of highly porous Raney nickel cathodes in alkaline electrolyte

Legal Events

Date Code Title Description
HU90 Patent valid on 900628
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee
DFC4 Cancellation of temporary protection due to refusal