IT202000015250A1 - Elettrodo per evoluzione elettrolitica di idrogeno - Google Patents

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Description

ELETTRODO PER EVOLUZIONE ELETTROLITICA DI IDROGENO
DESCRIZIONE DI INVENZIONE INDUSTRIALE
AMBITO DELL?INVENZIONE
La presente invenzione ? relativa a un elettrodo ed in particolare ad un elettrodo adatto all?impiego come catodo per lo sviluppo di idrogeno in processi elettrolitici industriali e a un metodo per la preparazione dello stesso.
ANTECEDENTI DELL'INVENZIONE
Nell?industria dei processi elettrolitici, come ad esempio l?elettrolisi di salamoie alcaline per la produzione simultanea di cloro e alcali e i processi di elettrolisi dell?acqua per la produzione di idrogeno e ossigeno, la competitivit? ? legata a diversi fattori, il principale dei quali ? la riduzione del consumo energetico, direttamente legato alla tensione di corrente del processo globale.
La riduzione di suddetta tensione di corrente pu? essere realizzata utilizzando anodi e catodi con rivestimenti catalitici atti a facilitare i processi elettrochimici richiesti, come nel caso dell?evoluzione di idrogeno, cloro o ossigeno.
Nel processo a membrana di elettrolisi di salamoie alcaline ad esempio, la tensione elettrica globale dipende da fattori associati alla caduta ohmica e al trasporto di massa, dalla resistenza della membrana a scambio ionico e dall?elettrolita e dalle sovratensioni anodiche e catodiche rispettivamente relative alle reazioni di evoluzione gassosa di cloro e idrogeno. Le sovratensioni catodiche ottenibili con elettrodi di materiali chimicamente resistenti, ma sprovvisti di una buona attivit? catalitica, come ad esempio nel caso del carbonio, sono state a lungo tempo considerate accettabili.
Tuttavia, nel caso specifico, la richiesta odierna del mercato ? focalizzata sull?ottenimento di concentrazioni di prodotto caustico sempre maggiori che rendono per? impraticabile l?utilizzo di catodi di acciaio al carbonio per gli evidenti problemi di corrosione, inoltre in un?ottica di riduzione del consumo energetico e dei conseguenti costi, l?attenzione si ? focalizzata sullo studio di rivestimenti catalitici in grado di ridurre sempre pi? la sovratensione della reazione di evoluzione di idrogeno.
Si ? diffuso quindi l?impiego di elettrodi attivati con un rivestimento catalitico in grado di ridurre la sovratensione catodica di idrogeno; si sono ottenuti buoni risultati attraverso l?utilizzo di substrati metallici quali, ad esempio, nickel, rame o lo stesso acciaio, provvisti di rivestimenti catalitici a base di ossidi di rutenio oppure di platino.
L?impiego di elettrodi attivati con simili rivestimenti catalitici ha portato ad ottenere un risparmio energetico tale da poter compensare i costi derivanti dall?impiego di catalizzatori a base di metalli nobili.
Un ulteriore fattore fondamentale influente sulla convenienza economica dell?utilizzo di elettrodi attivati con rivestimenti catalitici a base di metalli nobili riguarda la durata operativa degli elettrodi ad elevate densit? di corrente.
Tuttavia, la maggior parte dei rivestimenti catalitici a base di metalli nobili tende a subire gravi danni in seguito alle inversioni di corrente che possono avvenire in caso di disservizi sugli impianti industriali; il passaggio di corrente anodica con conseguente innalzamento del potenziale di elettrodo a valori elevati, pu? provocare la dissoluzione incontrollata del platino o dell?ossido di rutenio.
Una parziale risoluzione a questa problematica si ? ottenuta mediante l?aggiunta di elementi del gruppo delle terre rare alla formulazione del rivestimento catalitico. I catodi aventi questi rivestimenti si rivelano sufficientemente resistenti nelle normali condizioni di esercizio dell?impianto.
Un ulteriore miglioramento della resistenza alle inversioni di corrente si ? ottenuta applicando al substrato metallico un rivestimento catalitico costituito da fasi distinte, comprendenti platino, rodio e/o palladio. Questo tipo di rivestimento richiede tuttavia carichi elevati di platino e rodio nella fase catalitica, tali da determinare un costo di produzione piuttosto elevato.
Si evidenzia pertanto l?esigenza di disporre di una nuova composizione di catodo per processi elettrolitici industriali, in particolare per processi elettrolitici con evoluzione catodica di idrogeno, caratterizzata, rispetto alle formulazioni dell?arte nota, da un?attivit? catalitica, ad elevate densit? di corrente, superiore, da un costo complessivo uguale o inferiore in termini di materie prime e da una durata e resistenza alle inversioni accidentali di corrente uguale o superiore alle usuali condizioni di esercizio.
La presente invenzione ha lo scopo di risolvere i problemi sopra descritti e riguarda un catodo caratterizzato da una bassa sovratensione di idrogeno e un?ottima resistenza alle inversioni di corrente quando l'elettrolisi viene interrotta. L?invenzione riguarda inoltre un metodo per produrre lo stesso e un elettrolizzatore che lo contiene.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE
Nell?industria dei processi elettrolitici viene ricercato nella riduzione della tensione elettrica il motore principale per la competitivit?. Il rivestimento catodico rappresenta un elemento significativo per realizzare tale riduzione di tensione elettrica, tuttavia tutte le modifiche che portano ad un miglioramento di tensione elettrica frequentemente si traducono in un rivestimento molto pi? debole alle inversioni di corrente che possono avvenire accidentalmente in caso di disservizi sugli impianti industriali.
L?elettrodo dotato del rivestimento catalitico, come descritto nella presente invenzione, risolve il suddetto problema fornendo una tensione di cella migliorata rispetto allo stato dell'arte e mantenendo una robustezza, in termini di resistenza alle inversioni, ottimale. Sotto un primo aspetto, la presente invenzione ? relativa a un elettrodo per evoluzione di gas in processi elettrochimici comprendente un substrato metallico provvisto di un rivestimento catalitico, detto rivestimento catalitico comprendente uno strato interno contenente almeno un elemento scelto tra il gruppo dei metalli nobili e opzionalmente uno o pi? elementi scelti tra il gruppo delle terre rare e/o un elemento scelto tra il gruppo dei metalli alcalino terrosi, in forma di metalli o loro ossidi e uno strato esterno comprendente rutenio e selenio, in forma di metalli o loro ossidi.
L?utilizzo del selenio permette di ridurre considerevolmente la sovratensione catodica di idrogeno e di raggiungere un valore stabile di tensione in poco tempo, paragonabile a quello ottenuto attraverso l?utilizzo di composizioni catalitiche con quantit? ben superiori di metalli nobili.
Composizioni come quella descritta nella presente invenzione permettono inoltre di ottenere un?eccellente robustezza del rivestimento catodico agli eventi di spegnimento, pari alla migliore ottenuta con elevate quantit? di rutenio stabilizzato grazie alla presenza di terre rare nel rivestimento catalitico.
Secondo la presente invenzione, il substrato metallico pu? essere qualsiasi metallo adatto per l'uso come supporto elettrodico per processi elettrochimici. In particolare come substrato metallico per un catodo da utilizzare nei processi di elettrolisi cloro-soda e elettrolisi dell'acqua. In questo caso i substrati metallici pi? comunemente impiegati possono essere scelti tra nichel, leghe di nichel, rame e acciaio.
Secondo una forma realizzativa dell?elettrodo secondo la presente invenzione, in cui detto almeno un elemento scelto tra il gruppo dei metalli nobili di detto strato interno ? platino e/o rutenio
Secondo una forma realizzativa dell?elettrodo secondo la presente invenzione, detto strato interno di detto rivestimento catalitico comprende 60-100% in peso di rutenio e 0-40% in peso di metallo scelto fra il gruppo delle terre rare.
La presenza di uno o pi? elementi appartenenti al gruppo delle terre rare ha lo scopo di stabilizzare la matrice del metallo nobile, rendendola pi? resistente alle inversioni di corrente che si possono verificare negli elettrolizzatori durante eventi di arresti di marcia incontrollati. Secondo una forma realizzativa dell?elettrodo secondo la presente invenzione, detto strato esterno di detto rivestimento catalitico comprende 80-99,5% in peso di rutenio e 0,5-20% in peso di selenio riferito a i metalli.
Gli inventori hanno sorprendentemente osservato che l?aggiunta di selenio, anche in quantit? contenute, ai rivestimenti catalitici comprendenti prevalentemente rutenio, permette di ottenere prestazioni inaspettatamente migliorate in termini di attivit? catalitica per la reazione di evoluzione di idrogeno.
In un?ulteriore forma realizzativa detto strato esterno di detto rivestimento catalitico ha una composizione in peso riferita ai metalli comprendente 95-99,5% di rutenio e 0,5-5% di selenio.
Il selenio costituisce il componente attivo deputato a migliorare la sovratensione della reazione di evoluzione di idrogeno, permettendo un evidente miglioramento dell'attivit? catalitica anche quando ? presente a concentrazioni ridotte.
Inoltre, la presenza di selenio nella matrice composta prevalentemente da rutenio, in combinazione con la presenza di un metallo scelto fra il gruppo delle terre rare, ha il vantaggio di aumentare la durata operativa dell?elettrodo consentendo un consumo ridotto del rivestimento catalitico, espresso in termini percentuali di quantit? di metallo nobile consumata.
Secondo un?ulteriore forma di realizzazione, l?invenzione ? relativa ad un elettrodo in cui il metallo scelto fra il gruppo delle terre rare ? praseodimio, cerio o lantanio.
La sperimentazione condotta dagli inventori ha evidenziato che il praseodimio fornisce risultati migliori rispetto agli altri elementi appartenenti al gruppo delle terre rare, ma l?invenzione ? praticabile con successo anche con cerio e/o lantanio.
In una forma di realizzazione, detto strato interno di detto rivestimento catalitico ha una composizione in peso riferita ai metalli comprendente 60-90% di rutenio e 10-40% di praseodimio e detto strato esterno ha una composizione in peso riferita ai metalli comprendente 80-99,5% di rutenio e 0,5-20% di selenio.
Gli inventori hanno riscontrato che le composizioni in peso indicate sono in grado di impartire un?attivit? catalitica elevata unita a un?ottima resistenza alle inversioni di corrente.
Sotto un?ulteriore forma realizzativa detto strato interno di detto rivestimento catalitico comprende rutenio e almeno un altro elemento scelto fra il gruppo dei metalli alcalino terrosi, in particolare scelto tra stronzio, calcio e bario. La sperimentazione condotta dagli inventori ha evidenziato che formulazioni di questo tipo forniscono un ulteriore miglioramento della sovratensione di idrogeno, permettendo inoltre il raggiungimento delle prestazioni di cella a regime in un tempo migliorato rispetto a quello generalmente osservato con altre formulazioni.
In una forma di realizzazione, detto strato interno di detto rivestimento catalitico ha una composizione in peso riferita ai metalli comprendente 90-99% di rutenio e 1-10% di un metallo scelto fra il gruppo dei metalli alcalino terrosi e detto strato esterno ha una composizione in peso riferita ai metalli comprendente 80-99,5% di rutenio e 0,5-20% di selenio.
In una forma di realizzazione, detto rivestimento catalitico comprende inoltre un ulteriore strato a diretto contatto con il substrato metallico comprendente platino e/o palladio in forma di metalli o loro ossidi. Questo pu? portare ad un miglioramento aggiuntivo della resistenza alle inversioni di corrente dell?elettrodo, rendendola sorprendentemente simile o addirittura migliore rispetto a quelle che caratterizzano gli elettrodi attivati con elevati quantitativi di solo platino.
? da intendersi che gli elementi presenti nel rivestimento catalitico possono essere in forma di metallo o sotto forma di ossidi.
In un?ulteriore forma di realizzazione il rivestimento catalitico ha un carico specifico di rutenio compreso tra 4 e 15 g/m?. Gli inventori hanno riscontrato che, nel caso del rivestimento catalitico indicato, carichi ridotti di rutenio sono pi? che sufficienti a impartire una buona resistenza alle inversioni di corrente unita ad un?attivit? catalitica eccellente non riscontrata nella tecnica nota dei rivestimenti catalitici a base di solo rutenio.
In un?ulteriore forma di realizzazione dell?elettrodo secondo l?invenzione, il substrato metallico preferito ? nichel o lega di nichel.
Sotto un ulteriore aspetto, la presente invenzione ? relativa ad un metodo per la preparazione di un elettrodo per evoluzione di prodotti gassosi in celle elettrolitiche, ad esempio per evoluzione di idrogeno in celle di elettrolisi di salamoie alcaline o di elettrolisi di acqua, comprendente i seguenti stadi:
(a) applicazione ad un substrato metallico di una soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato interno;
(b) opzionale asciugatura a 30-100?C per un tempo compreso tra 5 e 60 minuti;
(c) decomposizione di detta soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato interno mediante trattamento termico a 400-600?C;
(d) opzionale ripetizione degli stadi a-c o una o pi? volte fino al raggiungimento del carico desiderato;
(e) applicazione di una soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato esterno;
(f) opzionale asciugatura a 30-100?C per un tempo compreso tra 5 e 60 minuti;
(g) decomposizione di detta soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato esterno mediante trattamento termico a 400-600?C;
(h) opzionale ripetizione degli stadi e-g o una o pi? volte fino al raggiungimento del carico desiderato.
In una forma di realizzazione detta soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato interno, contiene precursori di rutenio e di un elemento scelto tra il gruppo delle terre rare e detta soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato esterno, contiene i precursori di rutenio e di selenio.
In un?ulteriore forma di realizzazione detta soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato interno, contiene precursori di rutenio e praseodimio e detta soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato esterno, contiene i precursori di rutenio e di selenio.
In una forma di realizzazione detta soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato interno, contiene precursori di rutenio e di un elemento scelto fra il gruppo dei metalli alcalino terrosi e detta soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato esterno, contiene i precursori di rutenio e di selenio.
Secondo una forma di realizzazione del metodo di cui sopra, detto metodo comprende ulteriori stadi antecedenti allo stadio (a), comprendenti l?applicazione a diretto contatto con un substrato metallico di una soluzione contenente platino, opzionale asciugatura a 30100?C per un tempo compreso tra 5 e 60 minuti e decomposizione di detta soluzione contenente platino mediante trattamento termico a 400-600?C.
Sotto un ulteriore aspetto, l?invenzione ? relativa a una cella per l?elettrolisi di soluzioni di cloruri alcalini comprendente un comparto anodico e un comparto catodico, separati da una membrana a scambio ionico o da un diaframma ove il comparto catodico ? equipaggiato con un elettrodo in una delle forme come sopra descritte utilizzato come catodo per evoluzione di idrogeno.
Sotto un ulteriore aspetto, l?invenzione ? relativa a un elettrolizzatore per la produzione di cloro e alcali a partire da salamoia alcalina comprendente un arrangiamento modulare di celle elettrolitiche con i comparti anodico e catodico separati da membrane a scambio ionico o da diaframmi, dove il comparto catodico comprende un elettrodo in una delle forme come sopra descritte utilizzato come catodo.
Sotto un ulteriore aspetto, l?invenzione ? relativa ad un elettrolizzatore per la produzione di idrogeno mediante elettrolisi di acqua comprendente un comparto anodico e un comparto catodico separati da un diaframma ove il comparto catodico ? equipaggiato con un elettrodo in una delle forme come sopra descritte.
I seguenti esempi sono inclusi per dimostrare particolari forme di realizzazione dell?invenzione, la cui praticabilit? ? stata ampiamente verificata nel campo di valori rivendicati. Rester? evidente al tecnico del ramo che le composizioni e le tecniche descritte negli esempi che seguono rappresentano composizioni e tecniche di cui gli inventori hanno riscontrato un buon funzionamento nella pratica dell?invenzione; tuttavia, il tecnico del ramo apprezzer? altres? che alla luce della presente descrizione, diversi cambiamenti possono essere apportati alle varie forme di realizzazione descritte dando ancora luogo a risultati identici o simili senza discostarsi dallo scopo dell?invenzione.
ESEMPIO 1
Una rete di nickel di dimensioni 100 mm x 100 mm x 0.89 mm ? stata sottoposta a processo di sabbiatura con corindone, decapaggio in HCl e distensione attraverso trattamento termico secondo procedura nota nell?arte.
? stata preparata una soluzione contenente un precursore di rutenio e di stronzio avente una composizione espressa in percentuale in peso pari a 95% Ru e 5% Sr.
? stata altres? preparata una seconda soluzione contenente precursori di rutenio e di selenio avente una composizione espressa in percentuale in peso pari a 92% Ru e 8% Se.
La prima soluzione ? stata applicata alla rete di nickel mediante pennellatura in 6 mani. Dopo ciascuna mano ? stata effettuata un?asciugatura a 40-60?C per circa 10 minuti, quindi un trattamento termico di 10 minuti a 500?C. La rete ? stata ogni volta raffreddata all?aria prima dell?applicazione della mano successiva.
La procedura ? stata ripetuta fino al raggiungimento di un carico di Ru pari a 8 g/m?.
In seguito, la seconda soluzione ? stata applicata mediante pennellatura in 6 mani. Dopo ciascuna mano ? stata effettuata un?asciugatura a 40-60?C per circa 10 minuti, quindi un trattamento termico di 10 minuti a 500?C. La rete ? stata ogni volta raffreddata all?aria prima dell?applicazione della mano successiva.
La procedura ? stata ripetuta fino al raggiungimento di un carico totale di Ru pari a 15 g/m?. L?elettrodo cos? ottenuto ? stato identificato come campione E1.
ESEMPIO 2
Una rete di nickel di dimensioni 100 mm x 100 mm x 0.89 mm ? stata sottoposta a processo di sabbiatura con corindone, decapaggio in HCl e distensione attraverso trattamento termico secondo procedura nota nell?arte.
? stata preparata una soluzione contenente un precursore di rutenio e di praseodimio avente una composizione espressa in percentuale in peso pari a 83% Ru e 17% Pr.
? stata altres? preparata una seconda soluzione contenente precursori di rutenio e di selenio avente una composizione espressa in percentuale in peso pari a 95% Ru e 5% Se.
La prima soluzione ? stata applicata alla rete di nickel mediante pennellatura in 5 mani. Dopo ciascuna mano ? stata effettuata un?asciugatura a 40-60?C per circa 10 minuti, quindi un trattamento termico di 10 minuti a 500?C. La rete ? stata ogni volta raffreddata all?aria prima dell?applicazione della mano successiva.
La procedura ? stata ripetuta fino al raggiungimento di un carico di Ru pari a 5 g/m?.
In seguito, la seconda soluzione ? stata applicata mediante pennellatura in 6 mani. Dopo ciascuna mano ? stata effettuata un?asciugatura a 40-60?C per circa 10 minuti, quindi un trattamento termico di 10 minuti a 500?C. La rete ? stata ogni volta raffreddata all?aria prima dell?applicazione della mano successiva.
La procedura ? stata ripetuta fino al raggiungimento di un carico totale di Ru pari a 11 g/m?. L?elettrodo cos? ottenuto ? stato identificato come campione E2.
ESEMPIO 3
Una rete di nickel di dimensioni 100 mm x 100 mm x 0.89 mm ? stata sottoposta a processo di sabbiatura con corindone, decapaggio in HCl e distensione attraverso trattamento termico secondo procedura nota nell?arte.
? stata preparata una soluzione contenente un precursore di rutenio e di praseodimio avente una composizione espressa in percentuale in peso pari a 84% Ru e 16% Pr.
? stata altres? preparata una seconda soluzione contenente precursori di rutenio e di selenio avente una composizione espressa in percentuale in peso pari a 99% Ru e 1,5% Se.
La prima soluzione ? stata applicata alla rete di nickel mediante pennellatura in 5 mani. Dopo ciascuna mano ? stata effettuata un?asciugatura a 40-60?C per circa 10 minuti, quindi un trattamento termico di 10 minuti a 500?C. La rete ? stata ogni volta raffreddata all?aria prima dell?applicazione della mano successiva.
La procedura ? stata ripetuta fino al raggiungimento di un carico di Ru pari a 5 g/m?.
In seguito, la seconda soluzione ? stata applicata mediante pennellatura in 5 mani. Dopo ciascuna mano ? stata effettuata un?asciugatura a 40-60?C per circa 10 minuti, quindi un trattamento termico di 10 minuti a 500?C. La rete ? stata ogni volta raffreddata all?aria prima dell?applicazione della mano successiva.
La procedura ? stata ripetuta fino al raggiungimento di un carico totale di Ru pari a 10,5 g/m?.
L?elettrodo cos? ottenuto ? stato identificato come campione E3.
CONTROESEMPIO 1
Una rete di nickel di dimensioni 100 mm x 100 mm x 0.89 mm ? stata sottoposta a processo di sabbiatura con corindone, decapaggio in HCl e distensione attraverso trattamento termico secondo procedura nota nell?arte.
Sono stati preparati 100 ml di una soluzione contenente precursori di rutenio e di praseodimio avente una composizione espressa in percentuale in peso pari a 83% Ru e 17% Pr.
La soluzione ? stata quindi applicata alla rete di nickel mediante pennellatura in 8 mani. Dopo ciascuna mano ? stata effettuata un?asciugatura a 40-60?C per circa 10 minuti, quindi un trattamento termico di 10 minuti a 500?C. La rete ? stata ogni volta raffreddata all?aria prima dell?applicazione della mano successiva.
La procedura ? stata ripetuta fino al raggiungimento di un carico totale di Ru pari a 11 g/m?. L?elettrodo cos? ottenuto ? stato identificato come campione CE1
CONTROESEMPIO 2
Una rete di nickel di dimensioni 100 mm x 100 mm x 0.89 mm ? stata sottoposta a processo di sabbiatura con corindone, decapaggio in HCl e distensione attraverso trattamento termico secondo procedura nota nell?arte.
Sono stati preparati 100 ml di una soluzione contenente precursori di rutenio e di stronzio avente una composizione espressa in percentuale in peso pari a 97% Ru e 3% Sr.
La soluzione ? stata quindi applicata alla rete di nickel mediante pennellatura in 6 mani. Dopo ciascuna mano ? stata effettuata un?asciugatura a 40-60?C per circa 10 minuti, quindi un trattamento termico di 10 minuti a 500?C. La rete ? stata ogni volta raffreddata all?aria prima dell?applicazione della mano successiva.
La procedura ? stata ripetuta fino al raggiungimento di un carico totale di Ru pari a 11 g/m?. L?elettrodo cos? ottenuto ? stato identificato come campione CE2
I campioni degli esempi sopra descritti sono stati sottoposti a test di funzionamento, sotto evoluzione di idrogeno, in una cella di laboratorio alimentata con NaOH al 32% ad una temperatura di 90?C, inoltre alcuni campioni sono stati sottoposti successivamente a test di voltammetria ciclica nell?intervallo di potenziale da -1 a 0.5 V/NHE con una velocit? di scansione di 10 mV/s.
La tabella 1 riporta il potenziale catodico iniziale, corretto per il valore di caduta ohmica, misurato ad una densit? di corrente di 9 kA/m?.
TABELLA 1:
Campioni mV vs NHE
E1 932
E2 934
E3 937
CE1 952
CE2 942
La tabella 2 riporta il potenziale catodico iniziale e quello dopo 25 cicli di voltammetria ciclica (25 CV), che fornisce un?indicazione di resistenza alle inversioni, misurati ad una densit? di corrente di 6 kA/m?.
TABELLA 2:
Campioni mV vs NHE mV vs NHE (25CV)
E1 924 1141
E2 924 1094
E3 927 1103
CE1 941 1093
CE2 933 1148
La tabella 3 riporta il tempo di raggiungimento delle prestazioni di cella a regime e il consumo specifico dell?elettrodo, espresso come percentuale di metallo nobile residua e ulteriore indice di resistenza alle inversioni di corrente. I dati sono stati ottenuti utilizzando una cella a membrana di laboratorio avente area catodica attiva uguale a 0.2 dm? a 8 kA/m<2 >dopo 8000 ore in attivit? (HOL). Il test ? stato eseguito con anolita NaCl 210 g/l, catolita NaOH 32% in peso, a T=89?C.
TABELLA 3:
La precedente descrizione non intende limitare l?invenzione, che pu? essere utilizzata secondo diverse forme di realizzazione senza per questo discostarsi dagli scopi e la cui portata ? univocamente definita dalle rivendicazioni allegate.
Nella descrizione e nelle rivendicazioni della presente domanda, il termine "comprende" e ?contiene? e le loro varianti come "comprendente" e "contenente" non intendono escludere la presenza di altri elementi, componenti o fasi di processo aggiuntive.
La discussione di documenti, atti, materiali, apparati, articoli e simili ? inclusa nel testo al solo scopo di fornire un contesto alla presente invenzione; non ? comunque da intendersi che questa materia o parte di essa costituisse una conoscenza generale nel campo relativo all?invenzione prima della data di priorit? di ciascuna delle rivendicazioni allegate alla presente domanda.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Elettrodo per evoluzione di gas in processi elettrochimici comprendente un substrato metallico provvisto di un rivestimento catalitico, detto rivestimento catalitico comprendente uno strato interno contenente almeno un elemento scelto tra il gruppo dei metalli nobili e opzionalmente uno o pi? elementi scelti tra il gruppo delle terre rare e/o un elemento scelto tra il gruppo dei metalli alcalino terrosi, in forma di metalli o loro ossidi, e uno strato esterno comprendente rutenio e selenio, in forma di metalli o loro ossidi.
2. L?elettrodo secondo la rivendicazione 1 in cui detto almeno un elemento scelto tra il gruppo dei metalli nobili di detto strato interno ? platino e/o rutenio.
3. L?elettrodo secondo le rivendicazioni 1 o 2 in cui detto strato esterno comprende 80-99,5 % in peso di rutenio e 0,5-20% in peso di selenio riferito agli elementi.
4. L?elettrodo secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui detti uno o pi? elementi scelti tra il gruppo delle terre rare di detto strato interno sono praseodimio, cerio e/o lantanio.
5. L?elettrodo secondo le rivendicazioni da 1 a 3 in cui detto strato interno contiene rutenio e un elemento scelto tra il gruppo dei metalli alcalino terrosi.
6. L?elettrodo secondo una delle rivendicazioni precedenti ove detto rivestimento catalitico comprende un ulteriore strato a diretto contatto con il substrato metallico comprendente platino e/o palladio in forma di metalli o loro ossidi.
7. Metodo per la preparazione di un elettrodo come definito in una delle rivendicazioni precedenti comprendente i seguenti stadi:
(a) applicazione ad un substrato metallico di una soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato interno;
(b) opzionale asciugatura a 30-100?C per un tempo compreso tra 5 e 60 minuti; (c) decomposizione di detta soluzione mediante trattamento termico a 400-600?C;
(d) opzionale ripetizione degli stadi a-c o una o pi? volte fino al raggiungimento del carico desiderato;
(e) applicazione di una soluzione contenente i precursori dei componenti di detto strato esterno;
(f) opzionale asciugatura a 30-100?C per un tempo compreso tra 5 e 60 minuti; (g) decomposizione di detta soluzione mediante trattamento termico a 400-600?C;
(h) opzionale ripetizione degli stadi e-g o una o pi? volte fino al raggiungimento del carico desiderato.
8. Cella per l?elettrolisi di soluzioni di cloruri alcalini comprendente un comparto anodico e un comparto catodico separati da una membrana a scambio ionico o da un diaframma ove il comparto catodico ? equipaggiato con un elettrodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6.
9. Elettrolizzatore per la produzione di cloro e alcali a partire da salamoia alcalina, comprendente un arrangiamento modulare di celle, ove ciascuna cella ? la cella secondo la rivendicazione 8.
10. Elettrolizzatore per la produzione di idrogeno mediante elettrolisi di acqua comprendente un comparto anodico e un comparto catodico separati da un diaframma ove il comparto catodico ? equipaggiato con un elettrodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6.
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