JP2023514281A - 極性を反転可能な電極およびその使用 - Google Patents
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Abstract
本願は、極性を反転可能な電極およびその使用を開示する。電極は、金属またはその合金を含む基材と、基材上に配置され、白金族金属および白金族金属酸化物を含む中間層と、中間層上に配置され、混合金属酸化物を含む触媒性層とを含む。電極は、電気分解、電気透析、または電気めっき用の電極として使用されてよい。電極はカソードおよびアノードの使用環境要件を同時に満たすことができ、環境許容度を改善し、基材の保護を実現し、極性反転を実施して、電極表面の付着物を迅速かつ効率的に洗浄することができる。【選択図】図４
Description
本願は、限定するものではないが電気化学の分野に関し、詳細には、限定するものではないが、極性を反転可能な電極およびその使用に関する。
酸素発生チタン電極は、電気化学的水処理、金属元素抽出、電気めっきなどの精密加工処理を中心とした電気化学工業において、環境に優しい不溶性アノードとして広く用いられている。酸素発生チタン電極は、純金属チタンまたはチタン合金の基材と、その表面に形成された貴金属酸化物触媒層とから主に構成される。基材は導電性を付与し、機械的支持体となる。触媒層は、その酸化還元過程により水溶液中の酸素発生電位を大幅に低下させることができ、エネルギー節減効果をもたらす。同時に、アノードは電気化学的な消費速度が極めて低いため、有効寿命が長い。酸素発生触媒は主に酸化イリジウムであり、基材があまりに速く不動態化しないよう保護するために、チタン、タンタル、またはニオブなどの弁型金属の酸化物を混合してコーティングが緻密化されてもよい。また、触媒層と基材との間に介在させて基材を保護する中間層として、チタンやタンタルなどの弁型金属の合金または混合酸化物が用いられることもある。
電気分解工程中に、電極の表面への付着物の析出は不可避であり、電極の電気分解効率に影響を及ぼし、電極不良が生じることさえある。したがって、電極表面の付着物を周期的に洗浄することが非常に必要である。
アノード面は酸素発生反応により酸性環境となり、カソード面は水素発生反応によりアルカリ性環境となる。酸性環境下で発生した沈殿物は、一般にアルカリ性環境下で除去されやすく、逆にアルカリ性環境下で発生した沈殿物は、一般に酸性環境下で除去されやすい。塩素発生電極（部分的に酸素が発生）では、電極の極性を反転させることによって電極表面の付着物を除去することができる。しかし、酸素発生電極の場合、既存の製品では、極性反転後に許容可能な寿命の水準が得られなくなる。極性反転時のアノードの不良の調査により、短寿命の理由の１つはコーティング内の弁金属酸化物の安定性であるものの、主な原因は基材、すなわちコーティングと基材との界面にあることが判明した。従来の電極基材材料（金属チタンやチタン合金など）をカソードとして用いる場合、基材の腐食速度が大幅に加速し、同時に水素化チタンが生成し、密度－体積変化によりコーティングが剥離すると考えられる。
水溶液中でのＴｉの電気化学的応答は、真の弁金属（Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａなど）と動態・不動態金属（active-passive metals）（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒなど）との中間に位置することが、公開済みの文献に記載されている。特に、Ｔｉの酸化膜の形成は弁金属に類似している一方で、腐食は動態・不動態金属の腐食に類似している。酸性電解液中のＴｉの電流と電位との関係が非特許文献１に示され、模式図が図１に示されている。
動態領域ではＴｉは比較的速い速度で酸化されて溶液中でＴｉ（III）イオンを形成し、不動態領域ではＴｉは酸化膜に覆われ、酸化がきわめて低速となる。アノードの用途では、動態状態を回避し、アノードを不動態状態で機能させることが望ましい。合金化によりＴｉに不動態を形成することができ、合金化は、アノード半反応の阻害、またはカソード半反応の促進による２とおりに機能することができる。カソードの改質によりＴｉを不動態化することが示唆されている合金化元素としては、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｏなどが挙げられる。Nakagawaらの研究（非特許文献２）では、ＰｔおよびＰｄとの合金化により、図２および図３に示すようにＴｉの動態領域がほぼ消失することが明確に示されている。
貴金属酸化物のコーティングはアノード、カソードのいずれの場合も比較的安定している。しかし、熱分解処理のため、クラック、またはより一般的には欠陥が多く存在する。通常の酸素発生用途では、アノード反応による低ｐＨが基材の腐食を大幅に加速させ、一般的な解決策として、酸化Ｔａ型の中間膜が使用されており、有効寿命が大幅に伸びる。しかし、本発明者らは、このタイプの中間膜では、極性反転の寿命の問題を解決できないことを見出した。
James J. Noel, The electrochemistry of Titanium corrosion, 1999, University of Manitoba, Doctor thesis
Nakagawa etc., The effect of Pt and Pd alloying additions on the corrosion behavior of titanium in flfluoride-containing environments, Biomaterials 26 (2005) 2239-2246
上記の理解に鑑みて、極性反転用途のアノードでは、カソード分極時に基材に生じる問題を解決し、酸素発生および極性反転の用途において長寿命化するための新しいコーティング構造が必要が求められている。
また、電気透析膜スタックのように、電極の極性を反転させる機能が必要とされる用途もある。膜スタックの性能を維持するために、電極の極性を周期的に反転させる必要がある。しかし、塩素発生電極および塩化ナトリウム極性溶液の使用は、比較的多量の塩素という汚染問題をもたらす。
本明細書に詳細に記載する主題の概要を以下に記載する。本概要は、請求項の範囲を限定することを意図するものではない。
電極表面の不要な付着物を迅速かつ効率的に洗浄し、電極の周期的な極性反転が必要とされる分野で用いるための、極性を反転可能な適切な酸素発生電極を見出すために、本願の発明者らは、長年の入念な研究を通じて電極構造を改良し、特に図１～３に記載の内容に基づき、Ｔａを含まないＰｔ族金属をベースとする中間膜を用いることにより、カソード分極および連続的な極性反転下での安定性が向上しうるという仮説を立てた。
本願は、極性を反転可能であって、基材、中間層、および触媒性層を含む電極を提供し、基材は金属またはその合金を含んでよく；中間層は基材上に配置され、白金族金属および白金族金属酸化物を含んでよく；触媒性層は、中間層上に配置され、混合金属酸化物を含んでよい。
いくつかの実施形態では、中間層が金属白金と二酸化イリジウムとの混合物を含んでよい。白金とイリジウムとの合計含有量は１ｇ／ｍ２～３０ｇ／ｍ２、例えば、２ｇ／ｍ２、３ｇ／ｍ２、４ｇ／ｍ２、５ｇ／ｍ２、７．５ｇ／ｍ２、８ｇ／ｍ２、１０ｇ／ｍ２、１２ｇ／ｍ２、１５ｇ／ｍ２、１８ｇ／ｍ２、２２ｇ／ｍ２、２５ｇ／ｍ２、２８ｇ／ｍ２などであってよい。白金の（金属含有量に基づく）含有量は、中間層の総金属含有量に基づき１０重量％～９０重量％、例えば、２０重量％、３０重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％などであってよい。イリジウムの含有量は、中間層の総金属含有量に基づき１０重量％～９０重量％、例えば、２０重量％、３０重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％などであってよい。あるいは、白金の（金属含有量に基づく）含有量が、中間層の総金属含有量に基づき４０重量％～９０重量％、例えば、５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％などであってもよく；イリジウムの含有量が、中間層の総金属含有量に基づき１０重量％～６０重量％、例えば、２０重量％、３０重量％、４０重量％、５０重量％などであってもよい。
いくつかの実施形態では、中間層が、ルテニウム、パラジウム、およびロジウムのうちのいずれか１以上の金属酸化物も含有してよい。中間層の金属ルテニウム、パラジウム、ロジウムの（金属含有量に基づく）含有量は、それぞれ、中間層の総金属含有量に基づき１０重量％未満、例えば、１重量％、２重量％、５重量％、８重量％などであってよい。
いくつかの実施形態では、中間層の白金族金属が、基材に拡散して混合遷移層を形成してよい。拡散は、焼結などの熱処理によって行うことができる。
いくつかの実施形態では、触媒性層がイリジウムの金属酸化物を含んでよく、タンタルおよびイリジウムの混合金属酸化物を含んでもよく、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムを含んでもよい。触媒性層のイリジウムの含有量は、金属含有量に基づき３ｇ／ｍ２～１００ｇ／ｍ２、例えば５ｇ／ｍ２、８ｇ／ｍ２、１０ｇ／ｍ２、１５ｇ／ｍ２、２０ｇ／ｍ２、２２ｇ／ｍ２、２５ｇ／ｍ２、３０ｇ／ｍ２、３５ｇ／ｍ２、４０ｇ／ｍ２、５０ｇ／ｍ２、６０ｇ／ｍ２、７０ｇ／ｍ２、８０ｇ／ｍ２、９０ｇ／ｍ２であってよい。イリジウムの（金属含有量に基づく）含有量は、触媒性層の総金属含有量に基づき２０重量％～９０重量％、例えば、３０重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％などであってよい。タンタルの（金属含有量に基づく）含有量は、触媒性層の総金属含有量に基づき１０重量％～８０重量％、例えば、２０重量％、３０重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％などであってよい。
いくつかの実施形態では、触媒性層が、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、モリブデン、およびタングステンのうちのいずれか１以上の金属酸化物をさらに含有してよい。触媒性層中のルテニウム、パラジウム、ロジウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、モリブデン、タングステンの（金属含有量に基づく）含有量はそれぞれ、触媒性層の総金属含有量に基づき１０重量％未満、例えば、１重量％、２重量％、５重量％、８重量％などである。
いくつかの実施形態では、基材が弁型金属または弁型金属の合金であってよい。弁型金属は、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、モリブデン、およびタングステンのうちの１以上から選択されてよい。例えば、基材は、金属チタンまたはチタン合金であってよい。
また、本願は、極性を反転可能な電極の使用を提供し、この電極は、電気分解、電気透析、または電気めっき用の電極として使用することができる。
いくつかの実施形態では、電極が酸素発生電極であってよい。
本願は、先行技術と比較して以下の有益な効果を有する。
（１）基材と中間層との結合が強固となるように、白金族金属および白金族金属酸化物を含有する中間層が配置されており、カソードとして使用した時の基材の耐腐食性が向上する。
（２）作製された電極は有機溶液に対する耐性がより高く、より広範囲の使用条件で使用することができる。
（３）電極はカソードの使用環境要件とアノードの使用環境要件とを同時に満たすことができ、環境許容度を改善し、基材の保護を実現する。
（４）作製された電極は、極性を反転させて、電極表面の付着物を迅速かつ効率的に洗浄することができる。
（５）酸素発生電極は、極性が周期的に逆転される場合も優れた電極寿命を維持することができ、電極の極性の周期的な逆転が必要な分野に利用可能である。
（１）基材と中間層との結合が強固となるように、白金族金属および白金族金属酸化物を含有する中間層が配置されており、カソードとして使用した時の基材の耐腐食性が向上する。
（２）作製された電極は有機溶液に対する耐性がより高く、より広範囲の使用条件で使用することができる。
（３）電極はカソードの使用環境要件とアノードの使用環境要件とを同時に満たすことができ、環境許容度を改善し、基材の保護を実現する。
（４）作製された電極は、極性を反転させて、電極表面の付着物を迅速かつ効率的に洗浄することができる。
（５）酸素発生電極は、極性が周期的に逆転される場合も優れた電極寿命を維持することができ、電極の極性の周期的な逆転が必要な分野に利用可能である。
本願の他の特徴および利点は、以下の明細書に記載されており、明細書から部分的に明らかになるか、または本発明を実施することによって理解されよう。本発明の目的および他の利点は、明細書、特許請求の範囲および図面に具体的に示された構造によって実現することができる。
図面は本願の技術的方式をさらに理解するためのものであり、明細書の一部を構成し、本願の実施形態と組み合わせて本願の技術的方式（schemes）を説明するために用いられるが、本発明の技術的方式を限定するためのものではない。
本願の目的、技術的方式および利点をより明確にするために、添付の図面を参照して本願の例を以下に詳細に説明する。なお、本願の例および例の各構成は、矛盾なく任意に組み合わせることができる。
本願の例は、極性を反転可能な電極を提供し、この電極は、例えば図４に示すように、基材１、中間層２、および触媒性層３を含み、これらが下から上に順に積層されている。
また、中間層２と触媒性層３とが基材１の両側に対称に配置されていてもよい。
基材１は、弁型金属でも弁型金属の合金でもよい。弁型金属は、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、モリブデン、およびタングステンのうちの１から選択されてよい。例えば、基材１は、金属チタンまたはチタン合金であってよい。
基材１は例えば、従来のエッチングまたは酸洗を併用したサンドブラストによって前処理されてよい。
中間層２は、白金族金属および白金族金属酸化物を含んでよく、金属白金および二酸化イリジウムの混合物であってよく、中間層２が、ルテニウム、パラジウムおよびロジウムのうちのいずれか１以上の金属酸化物を含んでもよい。白金とイリジウムとの合計含有量は、金属含有量に基づき１ｇ／ｍ２～３０ｇ／ｍ２であってよい。中間層の総金属含有量に基づき、白金の（金属含有量に基づく）含有量は１０重量％～９０重量％であってよく、イリジウムの（金属含有量に基づく）含有量は１０重量％～９０重量％であってよく；金属ルテニウム、パラジウムおよびロジウムの（金属含有量に基づく）含有量はそれぞれ、中間層の総金属含有量に基づき１０重量％未満である。あるいは、中間層の総金属含有量に基づき、白金の（金属含有量に基づく）含有量が４０重量％～９０重量％であってもよく、イリジウムの（金属含有量に基づく）含有量が１０重量％～６０重量％であってもよく；金属ルテニウム、パラジウムおよびロジウムの（金属含有量に基づく）含有量がそれぞれ、中間層の総金属含有量に基づき１０重量％未満である。
中間層２に用いられる白金族金属は、触媒性層３に用いられる材料よりも酸素発生電位が高いため、電極基材が酸素発生条件下で不動態化されることがなくなる。同時に、金属白金の存在により、中間層２は水素発生条件下で安定した性能を有し、カソードの使用環境に対する高い耐性を有する。したがって、中間層２はカソードおよびアノードの使用時に基材の保護を同時に満たすことができ、その結果、電極を極性反転時に使用して、電極表面の付着物を迅速かつ効率的に洗浄することができ、電極の極性の周期的な反転が必要な分野に利用可能である。
中間層２は、対応する元素を含む前駆体溶液を塗布し、乾燥させた後、焼結することにより形成される。白金の前駆体は、後続の焼結処理中に金属の状態で存在するため、金属白金が基材１（例えば、チタン）に拡散しやすい。しかしながら、純金属白金のコーティングは、強酸性環境では不安定である。酸素の発生によって生じる強酸性環境における中間層の安定性は、所定量のイリジウム（焼結中に二酸化イリジウムに変換される）を添加することによって改善できる。
中間層２を形成するための前駆体は塗液として調製され、例えば、塩酸水溶液中で塗液に塩化白金酸および塩化イリジウム酸を配合することができ、白金の含有量が２．０重量％～６．０重量％、例えば、３．０重量％、４．０重量％、４．２重量％、４．８重量％、５．０重量％などであってよい。前処理済みの基材１に、ブラシ塗布、ローラー塗布、噴霧などの従来のコーティング方法によって所定量の塗液が塗布される。コーティングされた基材１は、空気中または６０℃～９０℃、例えば８０℃のオーブンで乾燥され、次いで、４００℃～６００℃の空気循環式電気炉で１０～３０分間、例えば５００℃で２０分間焼結される。コーティングおよび焼結は複数回行うことができ、各コーティング後に焼結が１回行われる。焼結工程時に、塩化白金酸が金属白金と少量の酸化白金とに分解され、塩化イリジウム酸が二酸化イリジウムに分解される。白金と二酸化イリジウムとの混合物は、他の化学蒸着法や物理蒸着法によって基材１に直接コーティングすることもできる。
触媒性層３は、イリジウムの金属酸化物を含んでよく、タンタルおよびイリジウムの混合金属酸化物を含んでもよく；例えば、触媒性層３が、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムを含んでよい。また、触媒性層３が、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、モリブデン、およびタングステンのうちのいずれか１以上の金属酸化物を含んでもよい。触媒性層のイリジウムの含有量は、金属含有量に基づき３ｇ／ｍ２～１００ｇ／ｍ２であってよい。触媒性層の総金属含有量に基づき、イリジウムの（金属含有量に基づく）含有量は２０重量％～９０重量％であってよく、タンタル（金属含有量に基づく）含有量は１０重量％～８０重量％であってよい。金属ルテニウム、パラジウム、ロジウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、モリブデン、およびタングステンの含有量はそれぞれ、中間層の総金属含有量に基づき１０重量％未満である。
触媒性層３の形成方法は中間層２の形成方法と同様であり、例えば、塩化イリジウム酸および五塩化タンタルを前駆体として用いてよく、塗液を塩酸溶液で調製してもよい。
また、中間層２または触媒性層３は他の元素を含んでもよく、対応する塗液に対応する元素の前駆体を添加して調製することができ、一般的には他の元素の塩化物を添加してよい。
基材１上に中間層２を形成した後、中間層２の金属元素の一部が基材１に拡散できるよう基材１と中間層２とを熱処理してよい。基材１と中間層２との結合が強固となり、カソードとして使用した時の基材１の耐腐食性も向上する。熱処理では、基材１と中間層２とを５００℃～６００℃の空気循環式電気炉内で３～６時間、例えば５３０℃で４時間焼結してよい。
実施例1
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の３０．０重量％硫酸中で４時間エッチングし、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の３０．０重量％硫酸中で４時間エッチングし、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、塩化イリジウム酸と塩化白金酸とを含む塩酸溶液として調製した。金属含有量に基づき、白金：イリジウムの質量比は８：２であり、白金の含有量は４．８重量％であり、ＨＣｌの濃度は１０．０重量％（飽和塩酸として添加）であった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を４回コーティングし（各コーティングでの白金とイリジウムとの合計量は金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、金属白金と二酸化イリジウムとを含む中間層を得た。中間層中の白金とイリジウムとの合計量は、金属含有量に基づき４．０ｇ／ｍ２であった。
基材と中間層とを５３０℃で４時間焼結した。
基材と中間層とを５３０℃で４時間焼結した。
触媒性層用塗液を、塩化イリジウム酸と五塩化タンタルとを含む塩酸溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は７：３であり、イリジウムの含有量は６．０重量％であり、塩酸の濃度は１０．０重量％であった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を１０回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に４５０℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき１０．０ｇ／ｍ２であった。
比較例１
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の３０．０重量％硫酸中で４時間エッチングし、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の３０．０重量％硫酸中で４時間エッチングし、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、塩化タンタルを含む塩酸溶液として調製した。タンタルの含有量は、金属含有量に基づき６．０重量％であり、塩酸の濃度は１０．０重量％であった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を３回コーティングし（各コーティングでのタンタルの合計量は金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５２０℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルを含む中間層を得た。中間層中のタンタルの含有量は、金属含有量に基づき３．０ｇ／ｍ２であった。
触媒性層用塗液を、塩化イリジウム酸と五塩化タンタルとを含む塩酸溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は７：３であり、イリジウムの含有量は６．０重量％であり、塩酸の濃度は１０．０重量％であった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を１４回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に４５０℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき１４．０ｇ／ｍ２であった。
性能試験
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
試験１
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった（すなわち、試験中に整流器の極性を５分おきに反転させた）。
実施例１の電極の加速寿命は６．１Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例１の電極の加速寿命は０．３Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった（すなわち、試験中に整流器の極性を５分おきに反転させた）。
実施例１の電極の加速寿命は６．１Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例１の電極の加速寿命は０．３Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験２
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例１の電極の加速寿命は４０．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例１の電極の加速寿命は３５．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例１の電極の加速寿命は４０．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例１の電極の加速寿命は３５．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
加速寿命とは、実際の使用（work）よりも高電流、高温、強酸性度などのより厳しい環境下で電極が寿命を迎えるようにすることにより、電極性能を評価する方法を指す。
電極の極性反転工程で電極の付着物のほとんどが除去されるため、酸素発生電極の自己洗浄と電極の長有効寿命化とが実現される。
上述した比較例１の試験１および試験２の結果から、極性を周期的に反転させる用途において、中間層として五酸化タンタルを用いた電極の加速寿命が著しく短いため、電極性能が使用要件を満たすことができないことがわかる。
中間層として金属白金および二酸化イリジウムを用いた実施例１の電極と、中間層として一般的な五酸化タンタルを用いた比較例１の電極とを比較すると、直流条件（電極反転を行わない試験、試験２）下では、実施例１の電極の有効寿命は、比較例１の電極の有効寿命に比べてわずかに改善した。しかし、極性反転（試験１）の場合、実施例１の電極の有効寿命は比較例１の電極の有効寿命に比べて著しく延長される。
実施例２
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の３０．０重量％硫酸中で４時間エッチングし、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の３０．０重量％硫酸中で４時間エッチングし、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、塩化イリジウム酸と塩化白金酸とを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、白金：イリジウムの質量比は７：３であり、白金の含有量は４．２重量％であり、ＨＣｌの濃度は２．０重量％（飽和塩酸として添加）であり、残りの成分はｎ－ブタノールであった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を８回コーティングし（各コーティングでの白金とイリジウムとの合計量は金属含有量に基づき１．２５ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、金属白金と二酸化イリジウムとを含む中間層を得た。中間層中の白金とイリジウムとの合計量は、金属含有量に基づき１０．０ｇ／ｍ２であった。
基材と中間層とを５４０℃で６時間焼結した。
基材と中間層とを５４０℃で６時間焼結した。
触媒層用塗液を、塩化イリジウム酸とタンタルエトキシドとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は７：３であり、イリジウムの含有量は５．０重量％であり、ＨＣｌの濃度は２．０重量％（飽和塩酸として添加）であり、残りの成分はｎ－ブタノールであった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を８回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に４５０℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき８．０ｇ／ｍ２であった。
比較例２
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の３０．０重量％硫酸中で４時間エッチングし、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の３０．０重量％硫酸中で４時間エッチングし、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、タンタルエトキシドを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。タンタルの含有量は、金属含有量に基づき６．０重量％であった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を３回コーティングし（各コーティングでのタンタルの合計量は金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルを含む中間層を得た。中間層中のタンタルの含有量は、金属含有量に基づき３．０ｇ／ｍ２であった。
触媒層用塗液を、塩化イリジウム酸とタンタルエトキシドとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は７：３であり、イリジウムの含有量は６．０重量％であった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を１８回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に４８０℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき１８．０ｇ／ｍ２であった。
性能試験
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
試験１
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった。
実施例２の電極の加速寿命は１０．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例２の電極の加速寿命は０．２Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった。
実施例２の電極の加速寿命は１０．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例２の電極の加速寿命は０．２Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験２
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例２の電極の加速寿命は６８Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例２の電極の加速寿命は５２．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例２の電極の加速寿命は６８Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例２の電極の加速寿命は５２．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
同様に、電極の極性反転工程で電極の付着物のほとんどが除去されるため、酸素発生電極の自己洗浄が実現される。また、実施例２は、比較例２と比較して直流条件下で有効寿命が向上するが、極性反転条件下では寿命が大幅に延長される。
実施例３
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、塩化イリジウム酸と塩化白金酸とを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、白金：イリジウムの質量比は５：５であり、白金の含有量は３．０重量％であり、塩酸の濃度は２．０重量％（飽和塩酸として添加）であり、残りの成分はｎ－ブタノールであった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を２回コーティングし（各コーティングでの白金とイリジウムとの合計量は金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、金属白金と二酸化イリジウムとを含む中間層を得た。中間層中の白金とイリジウムとの合計量は、金属含有量に基づき２．０ｇ／ｍ２であった。
基材と中間層とを５２０℃で３時間焼結した。
基材と中間層とを５２０℃で３時間焼結した。
触媒層用塗液を、塩化イリジウム酸とタンタルエトキシドとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は７：３であり、イリジウムの含有量は５．０重量％であった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を８回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に４５０℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき８．０ｇ／ｍ２であった。
比較例３
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、タンタルエトキシドとチタン酸テトラブチルとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、タンタル：チタンの質量比は７：３であり、タンタルの含有量は６．０重量％であった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を４回コーティングし（各コーティングでの混合酸化チタン－タンタルの量は、混合酸化物に基づき０．７５ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５２０℃で２０分間熱分解を行い、混合酸化チタン－タンタルを含む中間層を得た。中間層中の混合酸化チタン－タンタルの含有量は、混合酸化物の含有量に基づき３．０ｇ／ｍ２であった。
触媒層用塗液を、塩化イリジウム酸とタンタルエトキシドとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は７：３であり、イリジウムの含有量は６．０重量％であった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を１０回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき１０．０ｇ／ｍ２であった。
性能試験
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
試験１
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった。
実施例３の電極の加速寿命は２．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例３の電極の加速寿命は０．３Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった。
実施例３の電極の加速寿命は２．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例３の電極の加速寿命は０．３Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験２
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例３の電極の加速寿命は２７．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例３の電極の加速寿命は２４．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例３の電極の加速寿命は２７．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例３の電極の加速寿命は２４．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
同様に、電極の極性反転工程で電極の付着物のほとんどが除去されるため、酸素発生電極の自己洗浄が実現される。また、実施例３は、比較例３と比較して直流条件下で有効寿命が向上するが、極性反転条件下では寿命が大幅に延長される。
実施例４
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、塩化イリジウム酸と塩化白金酸とを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、白金：イリジウムの質量比は６：４であり、白金の含有量は４．０重量％であり、ＨＣｌの濃度は２．０重量％（飽和塩酸として添加）であり、残りの成分はｎ－ブタノールであった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を４回コーティングし（各コーティングでの白金とイリジウムとの合計量は金属含有量に基づき１．２５ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、金属白金と二酸化イリジウムとを含む中間層を得た。中間層中の白金とイリジウムとの合計量は、金属含有量に基づき５．０ｇ／ｍ２であった。
基材と中間層とを５２０℃で４時間焼結した。
基材と中間層とを５２０℃で４時間焼結した。
触媒層用塗液を、塩化イリジウム酸とタンタルエトキシドとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は８：２であり、イリジウムの含有量は４．５重量％であった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を１０回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に４５０℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき１０．０ｇ／ｍ２であった。
比較例４
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、タンタルエトキシドとチタン酸テトラブチルとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、タンタル：チタンの質量比は９：１であり、タンタルの含有量は６．０重量％であった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を４回コーティングし（各コーティングでの混合酸化チタン－タンタルの量は、混合酸化物に基づき０．７５ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、混合酸化チタン－タンタルを含む中間層を得た。中間層中の混合酸化チタン－タンタルの含有量は、混合酸化物の含有量に基づき３．０ｇ／ｍ２であった。
触媒層用塗液を、塩化イリジウム酸とタンタルエトキシドとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は８：２であり、イリジウムの含有量は４．５重量％であった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を１３回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき１３．０ｇ／ｍ２であった。
性能試験
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
試験１
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった。
実施例４の電極の加速寿命は５．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例４の電極の加速寿命は０．３Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった。
実施例４の電極の加速寿命は５．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例４の電極の加速寿命は０．３Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験２
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例４の電極の加速寿命は３２．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例４の電極の加速寿命は３７．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例４の電極の加速寿命は３２．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例４の電極の加速寿命は３７．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
同様に、電極の極性反転工程で電極の付着物のほとんどが除去されるため、酸素発生電極の自己洗浄が実現される。また、実施例４は、比較例４と比較して直流条件下で有効寿命が同等であるが、極性反転条件下では寿命が大幅に延長される。
実施例５
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、塩化イリジウム酸、塩化白金酸および三塩化ルテニウムを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、白金：イリジウム：ルテニウムの質量比は６０：３５：５であり、白金の含有量は４．０重量％であり、ＨＣｌの濃度は２．０重量％（飽和塩酸として添加）であり、残りの成分はｎ－ブタノールであった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を６回コーティングし（各コーティングでの白金とイリジウムとの合計量は、金属含有量に基づき１．２５ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、金属白金、二酸化ルテニウム、および二酸化イリジウムを含む中間層を得た。中間層中の白金とイリジウムとの合計量は、金属含有量に基づき７．５ｇ／ｍ２であった。
基材と中間層とを５２０℃で４時間焼結した。
基材と中間層とを５２０℃で４時間焼結した。
触媒層用塗液を、塩化イリジウム酸とタンタルエトキシドとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は８：２であり、イリジウムの含有量は４．５重量％であった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を２２回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に４５０℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき２２．０ｇ／ｍ２であった。
比較例５
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
Ｇｒ１グレードの工業用純チタンを基材として用い、５００℃で１時間熱処理した後、９０℃の７．５重量％シュウ酸中で１時間エッチングし、８０℃に降温して１２時間さらにエッチングを行い、超音波装置により超純水中で洗浄し、空気中で乾燥させた。
中間層用塗液を、タンタルエトキシドとチタン酸テトラブチルとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、タンタル：チタンの質量比は９：１であり、タンタルの含有量は６．０重量％であった。熱分解法で金属チタン基材に中間層用塗液を４回コーティングし（各コーティングでの混合酸化チタン－タンタルの量は、混合酸化物に基づき０．７５ｇ／ｍ２であった）、各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、混合酸化チタン－タンタルを含む中間層を得た。中間層中の混合酸化チタン－タンタルの含有量は、混合酸化物の含有量に基づき３．０ｇ／ｍ２であった。
触媒層用塗液を、塩化イリジウム酸とタンタルエトキシドとを含有するｎ－ブタノール溶液として調製した。金属含有量に基づき、イリジウム：タンタルの質量比は８：２であり、イリジウムの含有量は４．５重量％であった。熱分解法で中間層に触媒層用塗液を２９回コーティングした（各コーティングでのイリジウムの量は、金属含有量に基づき１．０ｇ／ｍ２であった）。各コーティング後に５００℃で２０分間熱分解を行い、五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムの混合金属酸化物を含む触媒性層を得た。触媒性層中のイリジウムの合計量は、金属含有量に基づき２９．０ｇ／ｍ２であった。
性能試験
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
整流器の正極性、負極性、および電流出力をソフトウェアによって制御し、電極の寿命試験を以下の条件で行った。
試験１
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった。
実施例５の電極の加速寿命は９．７４Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例５の電極の加速寿命は０．３Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、５０００Ａ／ｍ２、１５％硫酸電解液、極性反転の時間間隔は５分であった。
実施例５の電極の加速寿命は９．７４Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例５の電極の加速寿命は０．３Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験２
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例５の電極の加速寿命は７４．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例５の電極の加速寿命は５７．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
試験条件は、４５０００Ａ／ｍ２、８０℃、２５％硫酸電解液、極性反転なしであった。
実施例５の電極の加速寿命は７４．０Ｍａｈ／ｍ２であった。
比較例５の電極の加速寿命は５７．８Ｍａｈ／ｍ２であった。
同様に、電極の極性反転工程で電極の付着物のほとんどが除去されるため、酸素発生電極の自己洗浄が実現される。また、実施例５は、比較例５と比較して直流条件下で有効寿命が向上するが、極性反転条件下では寿命が大幅に延長される。
本願において開示の実施形態は上記のとおりであるが、上記の内容は、本願を容易に理解できるように用いられる実施形態に過ぎず、本願を限定することを意図するものではない。当業者は本願の趣旨および範囲から逸脱することなく、実施形態の態様および詳細に任意の修正および変更も行うことができるが、本願の特許保護の範囲は添付の請求項によって規定される範囲に従うものとする。
ａ：水素発生領域
ｂ：動態領域
ｃ：動態から不動態への遷移
ｄ：不動態領域
１：基材
２：中間層
３：触媒性層
ｂ：動態領域
ｃ：動態から不動態への遷移
ｄ：不動態領域
１：基材
２：中間層
３：触媒性層
Claims (10)
- 極性を反転可能な電極であって、
金属またはその合金を含む基材と；
前記基材上に配置され、白金族金属および白金族金属酸化物を含む中間層と；
前記中間層上に配置され、混合金属酸化物を含む触媒性層と；を含む電極。 - 前記中間層が、金属白金と二酸化イリジウムとの混合物を含む、請求項１に記載の電極。
- 前記中間層の白金とイリジウムとの合計含有量が、前記金属含有量に基づき１重量％～３０重量％であり；好ましくは、前記中間層の白金の含有量が、前記中間層の総金属含有量に基づき１０重量％～９０重量％であり、好ましくは、前記中間層のイリジウムの含有量が、前記中間層の総金属含有量に基づき１０重量％～９０重量％であり；好ましくは、前記中間層の総金属含有量に基づき、前記中間層の白金の含有量が４０重量％～９０重量％であり、前記中間層のイリジウムの含有量が１０重量％～６０重量％である、請求項２に記載の電極。
- 前記中間層がルテニウム、パラジウム、およびロジウムのうちのいずれか１以上をさらに含み；好ましくは、前記中間層中の金属ルテニウム、パラジウム、およびロジウムの含有量が、それぞれ、前記中間層の総金属含有量に基づき１０重量％未満である、請求項２または請求項３に記載の電極。
- 前記中間層の前記白金族金属が、前記基材に拡散して混合遷移層を形成する、請求項１～４のいずれか一項に記載の電極。
- 前記触媒性層がイリジウムの金属酸化物を含み；好ましくは、前記触媒性層がタンタルおよびイリジウムの混合金属酸化物を含み；好ましくは、前記触媒性層が五酸化タンタルおよび二酸化イリジウムを含み；好ましくは、前記触媒性層のイリジウムの含有量が、金属含有量に基づき３ｇ／ｍ２～１００ｇ／ｍ２であり；好ましくは、前記触媒性層のイリジウムの含有量が、前記触媒性層の総金属含有量に基づき２０重量％～９０重量％であり；好ましくは、前記触媒性層のタンタルの含有量が、前記触媒性層の総金属含有量に基づき１０重量％～８０重量％である、請求項１～５のいずれか一項に記載の電極。
- 前記触媒性層が、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、モリブデン、およびタングステンのうちのいずれか１以上をさらに含み；好ましくは、前記触媒性層中のルテニウム、パラジウム、ロジウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、モリブデン、およびタングステンの含有量がそれぞれ、前記触媒性層の総金属含有量に基づき１０重量％未満である、請求項６に記載の電極。
- 前記基材が弁型金属または弁型金属の合金であり；好ましくは、前記弁型金属が、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、モリブデン、およびタングステンのうちの１以上から選択され；好ましくは、前記基材が金属チタンまたはチタン合金である、請求項１～７のいずれか一項に記載の電極。
- 電気分解、電気透析または電気めっき用の電極としての請求項１～８のいずれか一項に記載の電極の使用。
- 前記電極が酸素発生電極である、請求項９に記載の使用。
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