JP2003041390A - 低水素過電圧陰極 - Google Patents
低水素過電圧陰極Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、水の電気分解または食塩等の
アルカリ金属塩化物水溶液の電気分解に使用する場合、
水素過電圧が十分に低い陰極を提供することにある。 【解決手段】導電性基材上に、ニッケル含有量が３５〜
９０重量％、モリブデン含有量が１０〜６５重量％、か
つ、ニッケル及びモリブデン以外に、４ｄ遷移金属、貴
金属及びランタノイドの少なくとも一元素を０．１〜１
０重量％を含み、かつ、ＣｕＫα線によるＸ線回折にお
いて、角度４２〜４５度の間に主ピークがあり、その半
値幅が０．４〜７度である合金層を被覆した低水素過電
圧陰極。
アルカリ金属塩化物水溶液の電気分解に使用する場合、
水素過電圧が十分に低い陰極を提供することにある。 【解決手段】導電性基材上に、ニッケル含有量が３５〜
９０重量％、モリブデン含有量が１０〜６５重量％、か
つ、ニッケル及びモリブデン以外に、４ｄ遷移金属、貴
金属及びランタノイドの少なくとも一元素を０．１〜１
０重量％を含み、かつ、ＣｕＫα線によるＸ線回折にお
いて、角度４２〜４５度の間に主ピークがあり、その半
値幅が０．４〜７度である合金層を被覆した低水素過電
圧陰極。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水の電気分解または
食塩などのアルカリ金属塩化物水溶液の電気分解に使用
する低水素過電圧陰極に関するものである。
食塩などのアルカリ金属塩化物水溶液の電気分解に使用
する低水素過電圧陰極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水またはアルカリ金属塩化物水溶液電解
工業は多電力消費型産業であり、省エネルギーのための
様々な技術開発が進められている。省エネルギーの手段
とは、理論分解電圧、溶液抵抗、隔膜抵抗、陽極過電
圧、陰極過電圧などで構成される電解電圧を実質的に低
減することであり、特に過電圧に関してはその特性が電
極の材料や表面形態に著しく左右されることから、多く
の研究者の興味を引き、開発がなされてきた。イオン交
換膜法食塩電解においては、とりわけ陽極過電圧の低減
にその注目が集まり、精力的な研究開発が行われてきた
結果、耐久性に優れ、ほとんど陽極過電圧の問題となら
ない電極が完成し、既に工業的に広く利用されてきてい
る。
工業は多電力消費型産業であり、省エネルギーのための
様々な技術開発が進められている。省エネルギーの手段
とは、理論分解電圧、溶液抵抗、隔膜抵抗、陽極過電
圧、陰極過電圧などで構成される電解電圧を実質的に低
減することであり、特に過電圧に関してはその特性が電
極の材料や表面形態に著しく左右されることから、多く
の研究者の興味を引き、開発がなされてきた。イオン交
換膜法食塩電解においては、とりわけ陽極過電圧の低減
にその注目が集まり、精力的な研究開発が行われてきた
結果、耐久性に優れ、ほとんど陽極過電圧の問題となら
ない電極が完成し、既に工業的に広く利用されてきてい
る。
【０００３】一方、陰極過電圧を低減するための低水素
過電圧電極、いわゆる活性陰極に関してもこれまで多く
の提案がなされている。水素過電圧４００ｍＶという鉄
陰極に対して、２００〜２５０ｍＶの電圧低減が可能な
電極、例えば特開昭５９−２５９４０号あるいは特開平
６−１４６０４６号明細書に示されるように電極基材表
面に水素吸蔵合金や白金族酸化物を付着させたもの、特
公昭４０−９１３０号に示されるように電極基材表面に
鉄、コバルト、ニッケル等の遷移金属とタングステン、
モリブデンとの合金層を被覆したものなどが開示されて
いる。しかし、前者の水素吸蔵合金や白金族酸化物を付
着させた電極は、比較的材料が高価なため製作コストが
高く、後者の特許による合金被覆は、製作コストは安い
が、水素過電圧を低減する効果が不十分なことなど、両
者共問題点を抱えている。
過電圧電極、いわゆる活性陰極に関してもこれまで多く
の提案がなされている。水素過電圧４００ｍＶという鉄
陰極に対して、２００〜２５０ｍＶの電圧低減が可能な
電極、例えば特開昭５９−２５９４０号あるいは特開平
６−１４６０４６号明細書に示されるように電極基材表
面に水素吸蔵合金や白金族酸化物を付着させたもの、特
公昭４０−９１３０号に示されるように電極基材表面に
鉄、コバルト、ニッケル等の遷移金属とタングステン、
モリブデンとの合金層を被覆したものなどが開示されて
いる。しかし、前者の水素吸蔵合金や白金族酸化物を付
着させた電極は、比較的材料が高価なため製作コストが
高く、後者の特許による合金被覆は、製作コストは安い
が、水素過電圧を低減する効果が不十分なことなど、両
者共問題点を抱えている。
【０００４】鉄、コバルトおよびニッケルとモリブデン
の合金メッキに於ける上記の問題点に対し、特開昭５５
−６５３７６号では、合金メッキ浴槽に水溶性ポリアミ
ンを添加して改良を図っているが、ポリアミンの溶解ｐ
Ｈ領域が狭いため工業的なメッキ浴管理の面でやや困難
であり、また、低水素過電圧特性が十分でないなどの問
題点を抱えている。
の合金メッキに於ける上記の問題点に対し、特開昭５５
−６５３７６号では、合金メッキ浴槽に水溶性ポリアミ
ンを添加して改良を図っているが、ポリアミンの溶解ｐ
Ｈ領域が狭いため工業的なメッキ浴管理の面でやや困難
であり、また、低水素過電圧特性が十分でないなどの問
題点を抱えている。
【０００５】このようにこれまで開示されている多くの
活性陰極は、電極基材とその上に被覆された低水素過電
圧を示す特定組成の触媒物質層とで構成されたものであ
り、その被覆方法も様々である。例えば、上記特許の例
のように活性物質を分散させた浴や金属塩を溶解させた
浴等から触媒物質を電析させる湿式メッキによる方法、
例えば特開昭６１−４１７８６号に示されるように、溶
融状態の触媒物質金属を基材に直接溶射する方法、また
は特開昭６１−２９５３８６号に開示されているよう
に、金属塩溶液を基材上に塗布し、乾燥、還元処理等を
施して触媒物質層を得る方法等がある。しかし、前者の
湿式メッキ法では、電析電位の差等により被覆出来る合
金組成が限定される。また、メッキ浴中の活性物質や金
属成分等の組成がメッキ時間と共に変化し易く、均質な
合金層を常に安定に得るためには十分な浴管理が必要で
ある等の問題点がある。一方後者の２つの方法では、被
覆時に高温熱処理を行うので蒸気圧の差が大きい元素間
の合金化は困難である。また、高温処理により結晶化が
促進されるので、性能が優れているアモルファスもしく
は微結晶の構造が得にくい等の問題点がある。この内、
結晶化を避ける方法として、例えば特開平７−２６８６
７６号に記載されているスパッター法等が試みられてい
るが、製膜速度が遅い等、依然として問題点を抱えてい
る。
活性陰極は、電極基材とその上に被覆された低水素過電
圧を示す特定組成の触媒物質層とで構成されたものであ
り、その被覆方法も様々である。例えば、上記特許の例
のように活性物質を分散させた浴や金属塩を溶解させた
浴等から触媒物質を電析させる湿式メッキによる方法、
例えば特開昭６１−４１７８６号に示されるように、溶
融状態の触媒物質金属を基材に直接溶射する方法、また
は特開昭６１−２９５３８６号に開示されているよう
に、金属塩溶液を基材上に塗布し、乾燥、還元処理等を
施して触媒物質層を得る方法等がある。しかし、前者の
湿式メッキ法では、電析電位の差等により被覆出来る合
金組成が限定される。また、メッキ浴中の活性物質や金
属成分等の組成がメッキ時間と共に変化し易く、均質な
合金層を常に安定に得るためには十分な浴管理が必要で
ある等の問題点がある。一方後者の２つの方法では、被
覆時に高温熱処理を行うので蒸気圧の差が大きい元素間
の合金化は困難である。また、高温処理により結晶化が
促進されるので、性能が優れているアモルファスもしく
は微結晶の構造が得にくい等の問題点がある。この内、
結晶化を避ける方法として、例えば特開平７−２６８６
７６号に記載されているスパッター法等が試みられてい
るが、製膜速度が遅い等、依然として問題点を抱えてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水の
電気分解または食塩等のアルカリ金属塩化物水溶液の電
気分解に使用する場合、水素過電圧が十分に低い陰極を
提供することにある。
電気分解または食塩等のアルカリ金属塩化物水溶液の電
気分解に使用する場合、水素過電圧が十分に低い陰極を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記問題点
を解決するため鋭意検討した結果、導電性基材上に、ニ
ッケル含有量が３５〜９０重量％、モリブデン含有量が
１０〜６５重量％であり、かつ、ニッケル及びモリブデ
ン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びランタノイドの少な
くとも一元素を０．１〜１０重量％含むニッケルとモリ
ブデンを含む合金層を被覆した陰極が優れた低水素過電
圧を示すことを見出した。その合金層は、ＣｕＫα線に
よるＸ線回折において、角度４２〜４５度の間に主ピー
クがあり、その半値幅が０．４〜７度である合金層から
なる低水素過電圧陰極である。
を解決するため鋭意検討した結果、導電性基材上に、ニ
ッケル含有量が３５〜９０重量％、モリブデン含有量が
１０〜６５重量％であり、かつ、ニッケル及びモリブデ
ン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びランタノイドの少な
くとも一元素を０．１〜１０重量％含むニッケルとモリ
ブデンを含む合金層を被覆した陰極が優れた低水素過電
圧を示すことを見出した。その合金層は、ＣｕＫα線に
よるＸ線回折において、角度４２〜４５度の間に主ピー
クがあり、その半値幅が０．４〜７度である合金層から
なる低水素過電圧陰極である。
【０００８】本発明の低水素過電圧陰極を製造する方法
として、例えば、ニッケル及びモリブデン以外に４ｄ遷
移金属、貴金属及びランタノイドの少なくとも一元素を
０．１〜１０重量％含むターゲットを使用し、かつ導電
性基材の電位を−１００〜５０Ｖとし、反応ガスとして
水素、炭素、窒素、酸素の少なくとも一種を含むガスを
導入し、アーク放電型イオンプレーティング法にて導電
性基材上に合金層を製膜することを特徴とする製造方法
がある。
として、例えば、ニッケル及びモリブデン以外に４ｄ遷
移金属、貴金属及びランタノイドの少なくとも一元素を
０．１〜１０重量％含むターゲットを使用し、かつ導電
性基材の電位を−１００〜５０Ｖとし、反応ガスとして
水素、炭素、窒素、酸素の少なくとも一種を含むガスを
導入し、アーク放電型イオンプレーティング法にて導電
性基材上に合金層を製膜することを特徴とする製造方法
がある。
【０００９】合金層を被覆する導電性基材は、例えば、
ニッケル、鉄、銅、チタンやステンレス合金鋼等で、特
に苛性アルカリに対して耐食性の優れたものであれば使
用できる。導電性基材の形状は、特に限定されるもので
はなく、一般に電解槽の陰極に合わせた形状のもの、例
えば平板状、曲板状、エキスパンドメタル状、パンチメ
タル状、網状、多孔板状等が使用される。
ニッケル、鉄、銅、チタンやステンレス合金鋼等で、特
に苛性アルカリに対して耐食性の優れたものであれば使
用できる。導電性基材の形状は、特に限定されるもので
はなく、一般に電解槽の陰極に合わせた形状のもの、例
えば平板状、曲板状、エキスパンドメタル状、パンチメ
タル状、網状、多孔板状等が使用される。
【００１０】このような導電性基材表面に合金層を被覆
する前に、予め、脱脂、真空加熱、イオンボンバードメ
ント等の一般的な前処理を行うことが好ましい。また、
導電性基材に適当なニッケル合金メッキを行ったり、カ
ーボンや白金族金属等の導電性微粒子等を付着させるこ
とにより、基材表面の凹凸度を高め、基材と合金層の密
着性を強固にすることも有効である。また、合金層の厚
みは、薄すぎると水素過電圧の高い基材の影響を受けて
水素過電圧が高くなり、厚すぎると剥離しやすいので、
５〜５００μｍが適当である。
する前に、予め、脱脂、真空加熱、イオンボンバードメ
ント等の一般的な前処理を行うことが好ましい。また、
導電性基材に適当なニッケル合金メッキを行ったり、カ
ーボンや白金族金属等の導電性微粒子等を付着させるこ
とにより、基材表面の凹凸度を高め、基材と合金層の密
着性を強固にすることも有効である。また、合金層の厚
みは、薄すぎると水素過電圧の高い基材の影響を受けて
水素過電圧が高くなり、厚すぎると剥離しやすいので、
５〜５００μｍが適当である。
【００１１】以下に、アーク放電型イオンプレーティン
グ法（ＡＩＰ法）により、本発明の組成と構造の合金層
を得るための方法を具体的に記述する。
グ法（ＡＩＰ法）により、本発明の組成と構造の合金層
を得るための方法を具体的に記述する。
【００１２】ＡＩＰ法に使用するターゲットは、一般的
にイオンプレーティング法で使用するターゲットと同様
の方法で作製される。すなわち、ターゲット構成元素
を、ボールミル等で物理混合した後、ＣＩＰ（冷間静水
圧プレス）、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）等により加圧
成形して作製するが、特にその方法は限定されるもので
はなく、ターゲット構成元素が均一に混合されており緻
密なものを使用する。また、ターゲット作製時におい
て、必ずしも合金化されている必要はない。
にイオンプレーティング法で使用するターゲットと同様
の方法で作製される。すなわち、ターゲット構成元素
を、ボールミル等で物理混合した後、ＣＩＰ（冷間静水
圧プレス）、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）等により加圧
成形して作製するが、特にその方法は限定されるもので
はなく、ターゲット構成元素が均一に混合されており緻
密なものを使用する。また、ターゲット作製時におい
て、必ずしも合金化されている必要はない。
【００１３】ＡＩＰ法では、原理的に皮膜合金の組成は
ほぼターゲットの組成と等しくなるので、ターゲットの
組成を制御することで、容易に任意の組成の皮膜を得る
ことが出来る。
ほぼターゲットの組成と等しくなるので、ターゲットの
組成を制御することで、容易に任意の組成の皮膜を得る
ことが出来る。
【００１４】合金層の厚さは、成膜時間により容易に制
御出来る。ニッケルとモリブデンの合金の場合、製膜速
度は数μｍ／１０分程度だが、複数のターゲットを同時
に使用することで製膜速度を上げることが可能である。
御出来る。ニッケルとモリブデンの合金の場合、製膜速
度は数μｍ／１０分程度だが、複数のターゲットを同時
に使用することで製膜速度を上げることが可能である。
【００１５】ＡＩＰ法で、本発明における組成と構造の
合金層を得るには、ターゲット組成および製膜条件を制
御すればよい。すなわち、ニッケル３５〜９０重量％、
モリブデン１０〜６５重量％を含有し、かつ、ニッケル
及びモリブデン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びランタ
ノイドの少なくとも一元素を０．１〜１０重量％含むタ
ーゲットを使用し、基材に−１００〜５０Ｖの電位をか
けて製膜を行う。
合金層を得るには、ターゲット組成および製膜条件を制
御すればよい。すなわち、ニッケル３５〜９０重量％、
モリブデン１０〜６５重量％を含有し、かつ、ニッケル
及びモリブデン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びランタ
ノイドの少なくとも一元素を０．１〜１０重量％含むタ
ーゲットを使用し、基材に−１００〜５０Ｖの電位をか
けて製膜を行う。
【００１６】また、反応ガスとして、水素、炭素、窒
素、酸素の少なくとも一種を含むガスを導入して製膜を
実施する。水素含有ガスとは、例えばＨ2，Ｈ2Ｏのよう
に、ガス成分中に水素原子を含むガスのことである。炭
素含有ガスとしては、例えばＣＨ4、Ｃ2Ｈ6等が、窒素
含有ガスとしては、例えばＮ2、ＮＨ3等が、酸素含有ガ
スとしては、例えばＯ2、ＣＯ等があるが、反応ガスは
ここに例示したガスに限定されるものではない。上記条
件でアーク放電型イオンプレーティングを行うことによ
り、合金層中のニッケル含有量が３５〜９０重量％、モ
リブデン含有量が１０〜６５重量％であり、かつニッケ
ル及びモリブデン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びラン
タノイドの少なくとも一元素を０．１〜１０重量％含
み、ＣｕＫα線によるＸ線回折において、角度４２〜４
５度の間に主ピークがあり、その半値幅が０．４〜７度
である合金層からなる低水素過電圧陰極が得られる。
素、酸素の少なくとも一種を含むガスを導入して製膜を
実施する。水素含有ガスとは、例えばＨ2，Ｈ2Ｏのよう
に、ガス成分中に水素原子を含むガスのことである。炭
素含有ガスとしては、例えばＣＨ4、Ｃ2Ｈ6等が、窒素
含有ガスとしては、例えばＮ2、ＮＨ3等が、酸素含有ガ
スとしては、例えばＯ2、ＣＯ等があるが、反応ガスは
ここに例示したガスに限定されるものではない。上記条
件でアーク放電型イオンプレーティングを行うことによ
り、合金層中のニッケル含有量が３５〜９０重量％、モ
リブデン含有量が１０〜６５重量％であり、かつニッケ
ル及びモリブデン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びラン
タノイドの少なくとも一元素を０．１〜１０重量％含
み、ＣｕＫα線によるＸ線回折において、角度４２〜４
５度の間に主ピークがあり、その半値幅が０．４〜７度
である合金層からなる低水素過電圧陰極が得られる。
【００１７】基材の電位としては、−６０〜３０Ｖがよ
り好ましい。イオンプレーティング法では、ターゲット
構成原子をイオン化して基材に被覆するが、基材の電位
が請求の範囲を逸脱すると、被覆するイオンの運動エネ
ルギーが過大となるため基材との衝突により基材の温度
が著しく上昇し、請求項に記載した結晶構造の皮膜を得
ることが出来ない。また、基材の電位の絶対値が大きく
なると、皮膜組成とターゲット組成とのずれが大きくな
り、目的の組成の合金層が得られない。
り好ましい。イオンプレーティング法では、ターゲット
構成原子をイオン化して基材に被覆するが、基材の電位
が請求の範囲を逸脱すると、被覆するイオンの運動エネ
ルギーが過大となるため基材との衝突により基材の温度
が著しく上昇し、請求項に記載した結晶構造の皮膜を得
ることが出来ない。また、基材の電位の絶対値が大きく
なると、皮膜組成とターゲット組成とのずれが大きくな
り、目的の組成の合金層が得られない。
【００１８】本発明の導電性基材表面に被覆される合金
層は、ニッケル、モリブデン及びニッケル及びモリブデ
ン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びランタノイドの少な
くとも一元素からなる合金層であって、Ｘ線回折におい
てその半値幅が０．４〜７度であるピークを示す合金層
に制御されなければならない。その半値幅の制御のため
には、合金層の製作時および製作後の温度が非常に重要
である。即ち、１５０℃以上の加熱処理操作により結晶
性が高くなり、上記半値幅の範囲からはずれる。例え
ば、特開昭５５−１００９８８号明細書に記載されるよ
うなニッケル−モリブデン陰極においては、炎吹き付け
方法によって製作されるため、非常に高温の加熱操作を
伴い、半値幅が本発明の請求の範囲内であるピークを示
す合金層は得られない。このように製作時または製作後
に１５０℃以上の何らかの加熱操作が含まれる場合、本
発明に記載の半値幅を示す結晶構造は得られないか、又
は崩壊し、陰極過電圧が極めて高い電極しか得られな
い。従って、メッキ後の加熱処理を実施しない方が良
い。特に１５０℃以上の加熱処理によって、Ｘ線回折ピ
ークがシャープとなり、更にＭｏ単結晶やＮｉとＭｏの
金属間化合物の結晶等が生成して結晶構造に変化が観測
され、陰極過電圧が顕著に高くなる。
層は、ニッケル、モリブデン及びニッケル及びモリブデ
ン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びランタノイドの少な
くとも一元素からなる合金層であって、Ｘ線回折におい
てその半値幅が０．４〜７度であるピークを示す合金層
に制御されなければならない。その半値幅の制御のため
には、合金層の製作時および製作後の温度が非常に重要
である。即ち、１５０℃以上の加熱処理操作により結晶
性が高くなり、上記半値幅の範囲からはずれる。例え
ば、特開昭５５−１００９８８号明細書に記載されるよ
うなニッケル−モリブデン陰極においては、炎吹き付け
方法によって製作されるため、非常に高温の加熱操作を
伴い、半値幅が本発明の請求の範囲内であるピークを示
す合金層は得られない。このように製作時または製作後
に１５０℃以上の何らかの加熱操作が含まれる場合、本
発明に記載の半値幅を示す結晶構造は得られないか、又
は崩壊し、陰極過電圧が極めて高い電極しか得られな
い。従って、メッキ後の加熱処理を実施しない方が良
い。特に１５０℃以上の加熱処理によって、Ｘ線回折ピ
ークがシャープとなり、更にＭｏ単結晶やＮｉとＭｏの
金属間化合物の結晶等が生成して結晶構造に変化が観測
され、陰極過電圧が顕著に高くなる。
【００１９】皮膜組成としては、ニッケル含有量が３５
〜９０重量％、モリブデン含有量が１０〜６５重量％で
あり、かつニッケル及びモリブデン以外に４ｄ遷移金
属、貴金属及びランタノイドの少なくとも一元素を０．
１〜１０重量％含む。ニッケルあるいはモリブデン含有
量が特許請求の範囲を逸脱すると、ニッケルあるいはモ
リブデン金属単独の領域が皮膜中で増加し、ニッケルと
モリブデンの合金層が得られず過電圧は著しく上昇す
る。また、ニッケルおよびモリブデン含有量が特許請求
の範囲内であっても、ピーク位置あるいは半値幅が特許
請求の範囲外であると、結晶構造が低水素過電圧を示す
結晶構造とは異なるため過電圧は高い。
〜９０重量％、モリブデン含有量が１０〜６５重量％で
あり、かつニッケル及びモリブデン以外に４ｄ遷移金
属、貴金属及びランタノイドの少なくとも一元素を０．
１〜１０重量％含む。ニッケルあるいはモリブデン含有
量が特許請求の範囲を逸脱すると、ニッケルあるいはモ
リブデン金属単独の領域が皮膜中で増加し、ニッケルと
モリブデンの合金層が得られず過電圧は著しく上昇す
る。また、ニッケルおよびモリブデン含有量が特許請求
の範囲内であっても、ピーク位置あるいは半値幅が特許
請求の範囲外であると、結晶構造が低水素過電圧を示す
結晶構造とは異なるため過電圧は高い。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらの実施例により何等限定されるものではない。
れらの実施例により何等限定されるものではない。
【００２１】実施例１〜２及び比較例１
５７ｗｔ％Ｎｉ−３８ｗｔ％Ｍｏの組成に５ｗｔ％のＡ
ｇ又はＬａを添加したターゲットを使用して、アーク放
電型イオンプレーティングを行い実施例１及び実施例２
の試料を得た。
ｇ又はＬａを添加したターゲットを使用して、アーク放
電型イオンプレーティングを行い実施例１及び実施例２
の試料を得た。
【００２２】又、６０ｗｔ％Ｎｉ−４０ｗｔ％Ｍｏの組
成のターゲットを使用して、アーク放電型イオンプレー
ティングを行い比較例１の試料を得た。
成のターゲットを使用して、アーク放電型イオンプレー
ティングを行い比較例１の試料を得た。
【００２３】実施例１、実施例２及び比較例１の各皮膜
の製膜条件を表１に、得られた結果を表２に示す。
の製膜条件を表１に、得られた結果を表２に示す。
【００２４】
【表１】
【表２】
【発明の効果】本発明の製造方法により得られる活性陰
極を９０℃、３２．５％の苛性ソーダ液中にて、４０Ａ
／ｄｍ2の電流密度で電解すると、水素過電圧が８０〜
９０ｍＶと低く、本発明により得られる陰極は、非常に
優れた陰極性能を有することが明らかとなった。この陰
極性能は、ニッケル含有量が３５〜９０重量％、モリブ
デン含有量が１０〜６５重量％であり、かつ、ニッケル
及びモリブデン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びランタ
ノイドの少なくとも一元素を０．１〜１０重量％含むこ
とからなる合金層が導電性基材表面に被覆された電極で
あって、その合金層のモリブデン含有量が１０〜６５重
量％の範囲で、かつ合金層のＣｕＫα線によるＸ線回折
測定において、主ピークの位置が４２〜４５度の間にあ
り、半値幅の値が０．４〜７度である回折ピークしか示
さないように制御することにより得られるものである。
極を９０℃、３２．５％の苛性ソーダ液中にて、４０Ａ
／ｄｍ2の電流密度で電解すると、水素過電圧が８０〜
９０ｍＶと低く、本発明により得られる陰極は、非常に
優れた陰極性能を有することが明らかとなった。この陰
極性能は、ニッケル含有量が３５〜９０重量％、モリブ
デン含有量が１０〜６５重量％であり、かつ、ニッケル
及びモリブデン以外に４ｄ遷移金属、貴金属及びランタ
ノイドの少なくとも一元素を０．１〜１０重量％含むこ
とからなる合金層が導電性基材表面に被覆された電極で
あって、その合金層のモリブデン含有量が１０〜６５重
量％の範囲で、かつ合金層のＣｕＫα線によるＸ線回折
測定において、主ピークの位置が４２〜４５度の間にあ
り、半値幅の値が０．４〜７度である回折ピークしか示
さないように制御することにより得られるものである。
【００２５】この陰極をアルカリ金属塩化物水溶液電解
に適用すると、消費電力のセービングが可能となり、ク
ロルアルカリ工業における省エネルギーに対する寄与は
大きい。
に適用すると、消費電力のセービングが可能となり、ク
ロルアルカリ工業における省エネルギーに対する寄与は
大きい。
Claims (3)
- 【請求項１】導電性基材上に、ニッケル含有量が３５〜
９０重量％、モリブデン含有量が１０〜６５重量％、か
つ、ニッケル及びモリブデン以外に、４ｄ遷移金属、貴
金属及びランタノイドの少なくとも一元素を０．１〜１
０重量％を含み、かつ、ＣｕＫα線によるＸ線回折にお
いて、角度４２〜４５度の間に主ピークがあり、その半
値幅が０．４〜７度である合金層を被覆した低水素過電
圧陰極。 - 【請求項２】貴金属が銀である請求項１記載の低水素過
電圧陰極。 - 【請求項３】ランタノイドがランタンである請求項１記
載の低水素過電圧陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002212970A JP3723898B2 (ja) | 1995-10-18 | 2002-07-22 | 低水素過電圧陰極 |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26976195 | 1995-10-18 | ||
| JP29869495 | 1995-11-16 | ||
| JP8-167701 | 1996-06-27 | ||
| JP7-298694 | 1996-06-27 | ||
| JP7-269761 | 1996-06-27 | ||
| JP16770196 | 1996-06-27 | ||
| JP2002212970A JP3723898B2 (ja) | 1995-10-18 | 2002-07-22 | 低水素過電圧陰極 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27471296A Division JP3358465B2 (ja) | 1995-10-18 | 1996-10-17 | 低水素過電圧陰極およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003041390A true JP2003041390A (ja) | 2003-02-13 |
| JP3723898B2 JP3723898B2 (ja) | 2005-12-07 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2020002397A (ja) * | 2018-06-26 | 2020-01-09 | 株式会社グラヴィトン | 電気分解装置および電極製造方法 |
| CN116334664A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 中石油深圳新能源研究院有限公司 | 用于电解水的非晶体纳米粉末及其制备方法、制备装置 |
-
2002
- 2002-07-22 JP JP2002212970A patent/JP3723898B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP5705879B2 (ja) * | 2010-12-15 | 2015-04-22 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 電解用電極、電解槽及び電解用電極の製造方法 |
| TWI512144B (zh) * | 2010-12-15 | 2015-12-11 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Electrolytic Electrode, Electrolytic Cell and Electrode Electrode Manufacturing Method |
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| JP2020002397A (ja) * | 2018-06-26 | 2020-01-09 | 株式会社グラヴィトン | 電気分解装置および電極製造方法 |
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| CN116334664B (zh) * | 2023-05-30 | 2023-09-22 | 中石油深圳新能源研究院有限公司 | 用于电解水的非晶体纳米粉末及其制备方法、制备装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3723898B2 (ja) | 2005-12-07 |
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