JPH02502320A - Electrochemical method for producing pore-free palladium-based membranes supported on porous metal elements - Google Patents

Electrochemical method for producing pore-free palladium-based membranes supported on porous metal elements

Info

Publication number
JPH02502320A
JPH02502320A JP63508389A JP50838988A JPH02502320A JP H02502320 A JPH02502320 A JP H02502320A JP 63508389 A JP63508389 A JP 63508389A JP 50838988 A JP50838988 A JP 50838988A JP H02502320 A JPH02502320 A JP H02502320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
palladium
thin film
membrane
alloy
porous
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP63508389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
アルメンディンガー,トーマス
ハスラー,フィリップ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of JPH02502320A publication Critical patent/JPH02502320A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/94Non-porous diffusion electrodes, e.g. palladium membranes, ion exchange membranes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 多孔性金属エレメントに支持されパラジウムを基礎にした細孔の無い膜の電気化 学的製造方法技術の分野 多孔性金属エレメントにより支持されパラジウムを基礎した細孔のない膜を電気 化学的に製造する方法に関する。さらに詳しく説明すると真鍮のような貴金属と 貴金属性の少ない金属とからなる合金薄膜を出発材料とし、微細なPd/Ag− 膜を電解的に合金薄膜の片側に析出させ、合金薄膜の他の片側を数時間電気的に 周期的に処理してその間に貴金属性の少ない金属を徐々にかつ完全に溶かし出し 、多孔性金属エレメントの銅をPa/Ag−薄膜の担体として残留する方法に関 する。[Detailed description of the invention] Electrification of poreless membranes based on palladium supported on porous metal elements Field of scientific manufacturing method technology A pore-free membrane based on palladium supported by a porous metal element is Relating to a method of chemical production. To explain in more detail, precious metals such as brass Starting material is an alloy thin film consisting of a metal with little noble metal property, and fine Pd/Ag- The film is electrolytically deposited on one side of the alloy film, and the other side of the alloy film is electrically deposited for several hours. During periodic treatment, less precious metals are gradually and completely dissolved. , regarding a method for leaving copper in a porous metal element as a carrier for a Pa/Ag thin film. do.

技術の背景 混合ガスの分離もしくは清浄にしばしばガスを選択的に通過させ、残留成分を保 留させる半透膜が使用されている。水素の精製には、相変ずパラジウム/銀の細 孔の無い膜もしくは細管による合成樹脂膜がその理想的な選択性のために重要で ある。technology background Separation or purification of gas mixtures often requires selective passage of the gas to preserve residual components. A semipermeable membrane is used to retain the fluid. Palladium/silver fines are still used for hydrogen purification. Pore-free membranes or synthetic resin membranes with capillary membranes are important for their ideal selectivity. be.

その際、パラジウムの割合は、通常75及び80%の間にあり、その使用は35 0と400℃の間の温度範囲で行われている。パラジウム及び多くのパラジウム 合金は、特に優れた水素に対す溶解能力を持つために、そのような膜を使用して 低い温度で、適当な触媒とくに微細なパラジウムまたは白金の被覆表面に水素を 吸着しもしくは水素を脱着することを実質的に改良することができた。F、 v 、 5tur−のドイツ特許(DE Pat、)1265257(196g)に はアルカリ燃料電池における薄膜アノードとしてそのようなPd/Ag−膜の使 用が提案されている。その際供給された水素及びそのほかの他のものが前にある 改質プロセスに由来する炭酸ガスのようなガス成分を含有する可能性がある。P d/Ag−膜によって、炭酸ガスを電解質として用いた苛性カリに接触させ、そ れでもって一般的な中和と失活を妨げる。パラジウム含有膜は、その上、集積し た構成要素の水素センサに使用することができる。In this case, the proportion of palladium is usually between 75 and 80%; It has been carried out in a temperature range between 0 and 400°C. Palladium and many palladiums The alloy can be used with such membranes to have particularly good hydrogen dissolution ability. At low temperatures, hydrogen is applied to the surface of a suitable catalyst, especially a finely coated palladium or platinum. It was possible to substantially improve the adsorption or desorption of hydrogen. F, v , 5tur- German patent (DE Pat,) 1265257 (196g) describes the use of such Pd/Ag-membranes as thin film anodes in alkaline fuel cells. It has been proposed for use. The hydrogen and other things supplied at that time are in front. It may contain gas components such as carbon dioxide derived from the reforming process. P d/Ag-membrane, carbon dioxide gas is brought into contact with caustic potash used as an electrolyte; This prevents general neutralization and deactivation. Palladium-containing membranes also accumulate It can be used in hydrogen sensors with other components.

そのような膜の水素の透過性が厚さの増大とともにフィフク(Fick)の法則 により減少するという簡単な事実及びパラジウムの値段の高いことを考慮して、 出来る限り薄い膜を製造できるように努力がなされてきた。パラジウムの高融点 及びその硬度は、薄膜の製造を困難にしている。例えば、Sortimentに おけるFirsa Goodfellowは、膜の増大と共にパラジウム膜の膜 の価格は減少し、パラジウムの価格に比較して薄(した膜の場合に孔の無い膜は 、もはや得られないし、41以下の薄膜はただ合成樹脂担体の薄膜上に供給され るだけである。As the hydrogen permeability of such membranes increases with increasing thickness, Fick's law Considering the simple fact that palladium is reduced by Efforts have been made to produce membranes as thin as possible. High melting point of palladium and its hardness makes thin film production difficult. For example, in Sortiment Firsa Goodfellow has a palladium membrane as the membrane increases. The price of palladium has decreased, compared to the price of palladium, and in the case of thin (non-porous) membranes , can no longer be obtained, and thin films below 41 can only be provided on thin films of synthetic resin carriers. It's just that.

高温度で成長し担体に結合したPd/Ag−膜を製造するためにいろいろ検討さ れてきた。V、 M、 Grjaznovその他は三層−配置を提案した(ドイ ツ特許公開公報2710277(1978))。それはニッケル、銅または鉄か ら成る多孔性基板と、0.05−1 amの厚さの有機ケイ素ポリマーから成る 膜と、0.001−0.1μ園の厚さのポリマの上に蒸着、またはプラズマ噴射 、化学的または電解的析出により被覆したパラジウム層から構成されている。水 素半透膜に対する選択性は、一般にここでは細孔の無いものではないパラジウム 膜によるだけでなく、むしろ有機ケイ素薄膜によっても目的は達せられている。Various studies have been carried out to produce Pd/Ag-films grown at high temperatures and bonded to carriers. It's been coming. V., M., Grjaznov and others proposed a three-layer arrangement (Doi TS Patent Publication No. 2710277 (1978)). Is it nickel, copper or iron? and an organosilicon polymer with a thickness of 0.05-1 am. evaporated or plasma sprayed onto the film and 0.001-0.1 μm thick polymer , consisting of a palladium layer coated by chemical or electrolytic deposition. water The selectivity for semipermeable membranes is generally here palladium, which is not poreless. The objective is not only achieved by membranes, but also by organosilicon thin films.

この膜は、しかしとくに、燃料電池における使用に於いて電流を薄いPd/Ag 一層のなかに不充分に電導し、弱アルカリ(電解質)の存在において当然不安定 であるので適していない。Johnson−Mattheyの穴のあいた金属担 体または、金属網に結合したPd/Ag−膜はこの欠点を持っていない(ヨーロ ッパ特許o+aso(t9g4))。しかし、ここでPd/Ag−薄膜は通常圧 延により製造されねばならないので、その厚さ及びパラジウム−需要の際にはす でに論述したような限界がある。This membrane, however, is particularly suitable for use in fuel cells when conducting current through thin Pd/Ag membranes. It conducts electricity insufficiently in one layer and is naturally unstable in the presence of a weak alkali (electrolyte). Therefore, it is not suitable. Johnson-Matthey perforated metal carrier Pd/Ag-membranes bonded to bodies or metal networks do not have this drawback (European Patent patent o+aso (t9g4)). However, here the Pd/Ag-thin film is under normal pressure. Palladium must be produced by rolling, so its thickness and palladium--all of which are in demand. There are limitations as discussed above.

発明を実施するための最良の形態 本発明は、多孔性金属エレメントの上に直接パラジウムを基礎にした1つの膜を 製造できる方法を示している。その際パラジウム、パラジウム合金、とくにパラ ジウム/銀合金の電気化学的析出は、析出方法としての蒸発のような金がかかる 効果のす(ない方法に対して優れている。そのような合金を滑らかな金属表面特 に銅の上に電気化学的に析出させることはよく知られている。これに対して、電 解質のなかに金属イオンが常に錯体として存在させる種々な方法がある。錯体形 成体として例えばグリシネ−) (L J、 5cbuster及びに、 D、  Heppner、  ドイツ特許公開公報2657925(1987乃、アン モニア(B、 Sturzenegger及びJ、 CI。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention utilizes a single palladium-based membrane directly on a porous metal element. It shows how it can be manufactured. In this case, palladium, palladium alloys, especially palladium Electrochemical deposition of dium/silver alloys is gold-intensive, such as evaporation as a deposition method. Superior to less effective methods. Electrochemical deposition on copper is well known. On the other hand, electricity There are various methods to ensure that metal ions always exist as complexes in the solute. complex form As adults, for example, glycine) (LJ, 5cbuster and D, Heppner, German Patent Publication No. 2657925 (1987), Ann. Monia (B, Sturzenegger and J, CI.

Pu1pI)e、 Plat、 Met、 Rev、 H/3(1984))、 脂肪属ポリアミン(J、 A、 Abys and E、S、Trop、ヨーロ ッパ特許出願0.059452A2(1982))、またはハロゲン化物(P、  Bluibach等、ドイツ特許公開公報3041740Al(1981)) が問題になる。Pu1pI)e, Plat, Met, Rev, H/3 (1984)), Fatty polyamines (J, A, Abys and E, S, Trop, Europe Patent Application 0.059452A2 (1982)), or halides (P, Bluibach et al., German Patent Publication No. 3041740Al (1981)) becomes a problem.

たとえば燃結体特に焼結薄膜は多孔性金属エレメントとして考慮されるであろう 。それに対して滑らかな金属表面にパラジウム合金を析出できる、可能性を持つ ために、それで多孔性金属エレメントの上に細孔の無い膜を析出するときの問題 を回避するために、多孔性金属エレメントは最初中味のつまった多孔性でない金 属エレメントを使用する方法が提案されている。For example, sintered bodies, especially sintered thin films, may be considered as porous metal elements. . In contrast, it has the potential to deposit palladium alloys on smooth metal surfaces. Because of the problems when depositing pore-free membranes on porous metal elements, it In order to avoid A method using genus elements has been proposed.

そのために貴金属と貴金属性のすくない金属とからなる薄膜状合金が出発点であ る。たとえば銅/亜鉛−合金(真鍮)、銅/錫−合金(青銅)、!/アルミニウ ムー合金、ニッケル/アルミニウムー合金等々が問題になる。その際特に、比較 的に高い亜鉛含量を有する市販の真鍮薄膜が適している。For this purpose, a thin film alloy consisting of a precious metal and a metal with little precious metal properties is the starting point. Ru. For example, copper/zinc alloy (brass), copper/tin alloy (bronze),! / aluminum Mu alloys, nickel/aluminum alloys, etc. are problematic. In particular, comparison Commercially available thin brass films with a high zinc content are suitable.

多孔度は、貴金属性の少ない金属、この場合は亜鉛を選択的に、事実定量的に外 部寸法を変えることな(、薄膜状合金から溶かし出して作製される。Porosity selectively, in fact quantitatively, removes less noble metals, in this case zinc. It is manufactured by melting a thin film alloy without changing the dimensions of the parts.

その方法は、公知であり、例えばラネーニッケル(Raney −!1fcke l)に使用されている。そこではアルミニウム/二、ケル粉末を濃アルカリ液に より貴金属でないアルミニウムを選択的に外に溶かし出し、高度に多孔性の触媒 活性なニッケルを残留させている。The method is known, for example, Raney nickel (Raney-!1fcke). l). There, aluminum/di-kel powder was converted into a concentrated alkaline solution. Highly porous catalyst that selectively dissolves out less precious aluminum Active nickel remains.

相当する薄膜それ自身は高濃度のアルカリ液のなか200℃で耐性があることを 示している。同じものは真鍮または青銅の薄膜に対して有効である。貴金属でな い成分は酸により選択的に外に溶かし出され、合金の電位は対電極により1つに 価に調整され、貴金属でない成分はたしかに理論的に溶出するが、しかし貴金属 成分は溶かし出されない。作業電極として使われる薄膜状合金の電位を周期的に 変化することにより、貴金属性のすくない金属成分の溶出は成功する。参照電極 に対して測定される電位は、その際正電荷の及び僅かに正電荷の(もしくは、僅 かに負電荷の及び負電荷)の領域の間に長時間周期的に変化され、その際正電荷 (もしくは僅か負電荷)の電位領域は貴金属性のすくない金属及び貴金属が溶解 するように選ばれ、ただ単に貴金属が再び析出する°ことができるような僅かに 正電荷の(もしくは負電荷)領域に選ばれる。この方法でいわば貴金属の電気化 学的に誘発される再結晶を生じる。この方法は、酸性の電解質同様アルカリ性の 電解質のなかで行うことができ、後者の場合には貴金属でない金属(過剰−)の イオンは溶解されねばならず、その場合には濃苛性カリまたは苛性ソーダが使用 される。The corresponding thin film itself is resistant to 200°C in a highly concentrated alkaline solution. It shows. The same is valid for thin films of brass or bronze. It's a precious metal The active components are selectively dissolved out by the acid, and the potential of the alloy is unified by the counter electrode. It is true that components that are not precious metals can be eluted theoretically, but precious metals Ingredients are not dissolved. Periodically changing the potential of a thin film alloy used as a working electrode Due to this change, the elution of less noble metal components is successful. reference electrode The potential measured for the positively charged and slightly positively charged (or slightly positively charged) (negative charge) is changed periodically for a long period of time between regions of negative charge (and negative charge), while positive charge (or slightly negative charge), metals with little noble metal properties and noble metals dissolve. selected so as to allow the precious metal to precipitate again. Selected for positively charged (or negatively charged) regions. This method electrifies precious metals, so to speak. results in chemically induced recrystallization. This method uses alkaline electrolytes as well as acidic electrolytes. in an electrolyte; in the latter case, the removal of non-noble metals (in excess) The ions must be dissolved, in which case concentrated caustic potash or caustic soda is used. be done.

電気化学的に誘発される再結晶のこの方法において貴金属合金成分の溶液中に行 くイオンは出来る限り変化の小さいことが望ましい。それで、薄膜の外形は細孔 形成によって損なわれない。このことは電解質にアニオンを添加することにより 実施される。電位を正電荷にするときには、貴金属は酸化され選択的に沈澱し、 不溶性または非常に僅かしか溶けない形状に移行し、沈澱もしくは全く溶液のな かに行かない化合物は負電位領域にて再び還元されねばならない。In this method of electrochemically induced recrystallization, noble metal alloy components are carried out in solution. It is desirable that the change in the ions be as small as possible. Therefore, the outer shape of the thin film is the pore Undamaged by formation. This can be achieved by adding anions to the electrolyte. Implemented. When the potential is made positive, noble metals are oxidized and selectively precipitated, It migrates to an insoluble or very sparingly soluble form and forms a precipitate or no solution at all. Compounds that do not proceed must be reduced again in the negative potential region.

この作用は1モルの硫酸または1モルのズルファミンII(NnfSO,E)の ような酸性の電解質を使用し、真鍮のような銅合金の使用の場合にハロゲン化物 イオン、特に塩化物イオンを満すことができ、塩化水素、塩化アンモニウムまた はアルカリ塩化物を最適なものとして加えられる。難溶性銅(1)ハロゲン化物 の生成はそれにより可能となり、その際後者は濃ハロゲン化物溶液のなかに過剰 に溶解し、ハロゲン化物濃度は非常すくなく含まれねばならない。特にKCl− 飽和甘こう一参照電極の使用のときには塩化物イオンが相当する電解質容器から 薄膜により、作業電極に達しないこと及び塩化物濃度は制御されない方法で妨げ られることに留意すべきである。このことは、塩化物のない硫酸カリを含む中間 電解質の介入により阻止される。This effect is induced by 1 mole of sulfuric acid or 1 mole of zulfamine II (NnfSO,E). When using acidic electrolytes like brass and halides when using copper alloys like brass ions, especially chloride ions, hydrogen chloride, ammonium chloride or The alkali chloride is optimally added. Poorly soluble copper (1) halide is thereby made possible, with the latter being present in excess in the concentrated halide solution. The halide concentration must be very low. Especially KCl- When using a saturated sweet potato reference electrode, chloride ions are removed from the corresponding electrolyte container. The thin film prevents the working electrode from reaching the chloride concentration and prevents it from reaching the chloride concentration in an uncontrolled manner. It should be noted that This means that intermediates containing chloride-free potassium sulfate Blocked by electrolyte intervention.

ハロゲン化物−イオンは、対電極を侵すことがあり、たとえば白金と好んで錯体 を形成し、それは長時間の周期的処理のとき部分的に溶解する。しかし白金が溶 液に達すると、作業電極でまた薄膜状合金で望ましくない析出をする。市販の半 透膜の取り付けによりハロゲン化物−イオンを除去でき、対電極の電解空間をハ ロゲン化物−イオンから空けておく。Halide-ions can attack the counter electrode and are preferably complexed with platinum, for example. , which partially dissolves upon prolonged cyclic treatment. However, platinum melts Once the liquid is reached, undesirable deposits occur on the working electrode and also on the film-like alloy. commercially available half By installing a permeable membrane, halide ions can be removed and the electrolytic space of the counter electrode can be removed. Keep away from chloride-ions.

アルカリ性電解質の添加のときにも同様な考慮が効果的である。特にニッケルと 貴金属でない金属のアルミニウムまたは亜鉛との合金ではニッケル水酸化物はア ルカリ液でアルミニウムまたは亜鉛の水酸化物に対して難溶性であり、このこと により望ましい方法として不動化し残留する。Similar considerations are effective when adding alkaline electrolytes. Especially with nickel In alloys with non-precious metals aluminum or zinc, nickel hydroxide is It is sparingly soluble in aluminum or zinc hydroxide in aqueous solutions; A more desirable method is to immobilize and remain.

眞鍮薄膜の場合には硫酸、簡単な塩化物含宵電解質の使用がむしろ好ましい。p n零のとき電気化学的周期的処理はOiVと一200@vの間の範囲でMCl− 飽和甘こう一電極に対して有利に生じ、そのとき周期的処理期間は分の範囲にあ り、電解質の温度は約50℃である。再現性ある結果を得るために眞鍮薄膜は使 用の前に慣用の方法により化学的に研磨される。全工程の期間は、使用する薄膜 の厚さにより測定され、数時間の範囲にある。亜鉛消費は薄膜の秤量及び/また はEDAX(EnergY Dispersive Analyse or X −ray)または原子吸光分析(^AS)の決定ような通常の分析方法によって 測定される。In the case of a brass thin film, it is rather preferable to use sulfuric acid or a simple chloride-containing electrolyte. p When n is zero, the electrochemical cyclic treatment produces MCl− in the range between OiV and -200@v. This occurs advantageously for saturated agaric electrodes, when the periodic treatment period is in the range of minutes. The temperature of the electrolyte is approximately 50°C. Brass thin film is used to obtain reproducible results. Prior to use, it is chemically polished by conventional methods. The duration of the whole process depends on the thin film used. It is measured by the thickness of , and is in the range of several hours. Zinc consumption depends on the weight of the thin film and/or is EDAX (EnergY Dispersive Analyse or -ray) or by conventional analytical methods such as atomic absorption spectrometry (^AS) determination. be measured.

トにより支持して製造するには、貴金属と貴金属性の少ない金属から成る合金、 好ましくは真鍮の薄膜を第1段階でその一方の側面を電気めっき的にパラジウム 、もしくはパラジウム合金、好ましくはパラジウム/銀合金により被覆し、第2 段階で他の側面を前述の電気化学的周期的処理により多孔性の形状に移し、その 際に第1段階にて加えられた電解質は、薄膜周辺のぴったりした取り付は具によ り第2段階にて加えられた電解質から分離されねばならない。alloys of precious metals and less precious metals, A thin film of preferably brass is electroplated on one side with palladium in a first step. or coated with a palladium alloy, preferably a palladium/silver alloy, and coated with a second The other side is then transferred into a porous form by the electrochemical cyclic treatment described above, and its When the electrolyte added in the first step is removed, a tight fit around the thin film may be required. must be separated from the electrolyte added in the second stage.

パラジウム/銀一層の固着を改良するために一般的には薄膜状合金はパラジウム /銀−合金の電解的析出の前に、化学的または特に電気化学的に処理されても良 い。そこで貴金属でない成分は表面的にこの場合単に短時間記載した方法で処理 し、外Jこ溶かし出される。その上、パラジウム黒、または白金黒のような触媒 を追加して電気めっき的に析出される。In order to improve the adhesion of the palladium/silver layer, thin film alloys are generally made of palladium. /Silver-alloys may be treated chemically or especially electrochemically before electrolytic deposition. stomach. Therefore, components that are not precious metals are superficially treated in this case simply by the method described briefly. However, outside J is melted out. Additionally, catalysts like palladium black or platinum black is deposited electroplating with the addition of

この方法で製造された膜は機械的耐性がないので、安定化のために電気化学的製 造に関して、熱焼結過程が慣用の方法により実施される。その際、線状膨張係数 は銅では16.6X 10°6°C゛1であり、この値はパラジウムの線状膨張 係数11.7XIO−”℃−1と銀の線状膨張係数19.7XIO−・℃弓との 値の間にあり、一方テハ多孔性銅担体、他方ではパラジウム/銀一層の加熱によ り生起する異なる伸びに対してきわめて僅少な応力が期待されるのである。Membranes produced in this way are not mechanically resistant, so electrochemical fabrication is required for stabilization. For construction, a thermal sintering process is carried out in a conventional manner. In this case, linear expansion coefficient is 16.6X 10°6°C゛1 for copper, and this value is the linear expansion of palladium. The coefficient of 11.7XIO-"℃-1 and the linear expansion coefficient of silver 19.7XIO-・℃ bow between the values, and by heating the porous copper support on the one hand and the palladium/silver single layer on the other hand. Very little stress is expected for the different elongations that occur.

提案の方法は、他の平らな物でも、たとえば細管にも応用できることは明らかで ある。It is clear that the proposed method can also be applied to other flat objects, such as thin tubes. be.

このような方法で多孔性金属担体上に製造されたパラジウムを基礎にした細孔の ない膜は、圧延されたパラジウム/銀−膜に代って当初述べた方法で、水素分離 及び電解物におけるような燃料電池における電極として取り付けすることができ る。そのような多孔性金属エレメントの使用は、パラジウム/銀一層なしでも考 えられる。たとえば特に濾過困難な、粘稠な液体もしくは溶液の水素化触媒とし て、電解物または燃料電池における多孔性電極材料として場合によっては適当な 触媒をもって、金属に追加的に設けることができる。Palladium-based pores produced on porous metal supports in this way Membranes without hydrogen separation can be used in place of rolled palladium/silver membranes in the originally described manner. and can be installed as electrodes in fuel cells such as in electrolytes Ru. The use of such porous metal elements can also be considered without the palladium/silver layer. available. For example, as a hydrogenation catalyst for viscous liquids or solutions that are particularly difficult to filter. may be suitable as a porous electrode material in electrolytes or fuel cells. The metal can additionally be provided with a catalyst.

次に、本発明の方法を具体的に詳しく説明する。Next, the method of the present invention will be specifically explained in detail.

実施例 直径8@IIの厚さ100μmの円形の大鏡円板(亜鉛含量37重量%、β−相 )をVitonのパツキンリングの助けにより電極保持器のなかに一方の側面が ぴったりと合うように入れられた試薬と接触させる。Example A circular large mirror disk with a diameter of 8@II and a thickness of 100 μm (zinc content 37% by weight, β-phase ) into the electrode holder with the help of the Viton packing ring. Contact with reagents placed in a tight fit.

薄膜は、ただちに次の組成の腐食液25m1のなかで60℃、2分間研磨される 。The thin film was immediately polished for 2 minutes at 60°C in 25 ml of an etchant with the following composition: .

40 Vo1%の無水酢酸 50 Vo1%のオルト−燐酸(d= 1.60)10 Vo1%の硝酸(d=  1.40)研磨され、水洗された薄膜に50℃で中間電解質としてAg/Ag C1/飽和KCI/飽和KNO,に対して−goomVの一定電位で4分間、次 の組成の電解質においてPd/Ag−合金を析出する。40 Vo1% acetic anhydride 50 Vo1% ortho-phosphoric acid (d=1.60) 10 Vo1% nitric acid (d= 1.40) Ag/Ag as intermediate electrolyte at 50°C on polished and water-washed thin film C1/saturated KCI/saturated KNO, at a constant potential of -goomV for 4 minutes, then A Pd/Ag-alloy is deposited in an electrolyte with a composition of .

5.00 g/I Pdテトラミン−硝酸パラジウム(II)として1.66  g/I Ag硝酸銀として 100.0  g/lグリシン 37.4  g/l KOH (pl!= 9.8. Pt一対電極)片側にPd/Agで被覆した真鍮小板を 電極保持器に裏返しにしてはさみ、他の側をぴったりと合うように入れられた試 薬と接触させ、再び60℃で2分間上述して腐食液で研磨する。5.00 g/I Pd tetramine-1.66 as palladium(II) nitrate g/I Ag as silver nitrate 100.0 g/l glycine 37.4 g/l KOH (pl! = 9.8. Pt pair electrode) A small brass plate coated with Pd/Ag on one side. The sample is placed upside down in the electrode holder, with the other side snug. It is brought into contact with the chemical and polished again with an etchant as described above for 2 minutes at 60°C.

最後に水で洗浄した薄膜は、IMの硫酸10.004MのBCIのなかで50℃ 、12時間、半透膜により分離された電池のなかでポテンシ1スタット及びファ ンクション発生器を使用して電気化学的的に周期的に処理される。Finally, the thin film was washed with water at 50°C in IM sulfuric acid 10.004M BCI. , 12 hours, potentiometer 1 stat and fa electrochemically using a pulsation generator.

1Mの硫酸はPt一対電極の電解質領域において塩化物が無い状態になければな らない。参照電極として、標準カロメル電極(SCE)が中間電解質としての飽 和硫酸カリ溶液と共に使用される。1M sulfuric acid must be chloride-free in the electrolyte region of the Pt pair electrode. No. As a reference electrode, a standard calomel electrode (SCE) was used as an intermediate electrolyte. Used with Japanese potassium sulfate solution.

作業電極の電位は、次の方法で周期的に変化させられる。The potential of the working electrode is changed periodically in the following manner.

1)  OiVの電位のとき   50hs2)   O@Vから一200mV まで 20hV/sの傾き3)−20hVの電位のとき  300m54 )   200mVからOmVまテ400mV/s+7)傾き93%の最初に存在した 亜鉛が除かれた。1) When the potential is OiV 50hs2) -200mV from O@V Up to 20hV/s slope 3) - 20hV potential 300m54) 200mV to OmV 400mV/s + 7) At the beginning of the slope 93% Zinc was removed.

多孔性銅薄膜は化学的腐食により、約85μm厚さであり、Pd/Ag−膜は、 パラジウムを73重量%含み約1μmの厚さであった。それは、場合によっては 電気化学的に触媒的に有効なパラジウム黒、または同等物で覆うこともできる。The porous copper thin film is approximately 85 μm thick due to chemical attack, and the Pd/Ag-film is It contained 73% by weight of palladium and had a thickness of about 1 μm. That is in some cases It can also be coated with electrochemically and catalytically effective palladium black, or the like.

国際調査報告 国際調査報告international search report international search report

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.多孔性金属エレメントに支持され、パラジウムを基礎にした細孔の無い薄膜 の製造において、前記薄膜はパラジウム、パラジウム合金またはパラジウム/銀 −合金から成り、多孔性金属エレメントの上に電気化学的析出により電気めつき 的に製造され、前記多孔質金属エレメントは最初は中味の詰った多孔性でない金 属エレメントから電気化学的処理により製造されることを特徴とする膜製造方法 。1. Pore-free thin membrane based on palladium supported on porous metal elements In the production of palladium, palladium alloys or palladium/silver - consists of an alloy and is electroplated by electrochemical deposition onto a porous metal element. The porous metal element is initially made of solid, non-porous gold. A method for producing a membrane, characterized in that it is produced from a genus element by electrochemical treatment. . 2.前記薄膜状金属エレメントは貴金属と貴金属の少ない金属とからなる薄膜状 合金であり、前記貴金属性の少ない金属を選択的に電気化学的に溶かして流出さ せ、前記薄膜状金属エレメントに貴金属成分を残留させることを特徴とする特許 請求の範囲第1項記載による膜製造方法。2. The thin film metal element is a thin film made of a noble metal and a metal with a small amount of precious metal. It is an alloy, and the less precious metals are selectively electrochemically melted and released. A patent characterized in that a noble metal component is left in the thin film metal element. A method for manufacturing a membrane according to claim 1. 3.前記薄膜状合金として銅/亜鉛−合金(眞鍮)を使用し、それから亜鉛を溶 かし流出し、多孔性銅エレメントを残留することを特徴とする特徴請求の範囲第 2項記載による膜製造方法。3. A copper/zinc-alloy (brass) is used as the thin film alloy, and then zinc is melted. Claim No. 1 characterized in that the copper sludge drains and leaves behind a porous copper element. Membrane manufacturing method according to item 2. 4.貴金属性の少ない金属を電気化学的に溶かし流出し、参照電極に対して電解 質中で測定される薄膜状合金(作業電極)の電位は対電極によって、正及びわず かに少ない正の領域の間で(もしくは、わずかに少ない負及び負の領域の間で) 長時間周期的に変化させ、その際、対電極によって正(もしくは、わずかに少な い負)の電位領域を貴金属性の少ない金属及び貴金属を溶かすように選択し、わ ずかに少ない正(もしくは、負)の電位領域をただ貴金属だけが析出するように 選択することを特徴とする特許請求の範囲第2項及び第3項のいずれか1つによ る膜製造方法。4. Less precious metals are electrochemically dissolved and flowed out, and electrolyzed against a reference electrode. The potential of the thin film alloy (working electrode) measured in the specimen is determined by the counter electrode, positive and negative. between much less positive regions (or between slightly less negative and negative regions) It is changed periodically for a long period of time, and at that time, a positive (or slightly less) Select the potential region (negative) to melt less precious metals and precious metals, and Only precious metals are deposited in a slightly less positive (or negative) potential region. According to any one of claims 2 and 3 characterized in that Membrane manufacturing method. 5.前記電解質はアニオンを含み、正電位のとき酸化された貴金属は選択的に沈 澱し、不溶性または非常にわずか溶解する形状に移行し、沈澱化合物は負電位領 域で再び還元されねばならないことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載によ る膜製造方法。5. The electrolyte contains anions, and oxidized noble metals are selectively precipitated when the electrolyte is at a positive potential. precipitates and transitions to an insoluble or very slightly soluble form, with the precipitated compound in the negative potential region. According to claim 4, which is characterized in that the invention must be reduced again in the Membrane manufacturing method. 6.薄膜状合金として眞鍮薄膜の使用のとき1モルの硫酸または1モルのスルフ ァミン酸の酸性電解質が使用され、この電解質に追加してハロゲン化物イオン、 塩化水素、塩化アンモニウムまたはアルカリ塩化物の形で塩化物イオンが添加さ れることを特徴とする特許請求の範囲第2項から第5項記載のいずれか1つによ る膜製造方法。6. When using brass thin film as a thin film alloy, 1 mol of sulfuric acid or 1 mol of sulfuric acid An acidic electrolyte of amic acid is used, and halide ions are added to this electrolyte, Chloride ions are added in the form of hydrogen chloride, ammonium chloride or alkali chloride. According to any one of claims 2 to 5, characterized in that Membrane manufacturing method. 7.白金からなる対電極の電解空間は、ハロゲン化物イオンから空けておくこと 、半透膜により作業電極の電解空間から分離されることを特徴とする特許請求の 範囲第6項記載による膜製造方法。7. The electrolytic space of the platinum counter electrode should be kept clear of halide ions. , separated from the electrolytic space of the working electrode by a semipermeable membrane. A membrane manufacturing method according to scope item 6. 8.作業電極の正の電位は、KCl−飽和甘こう−電極に対して、0mVの部位 にあり、負の電位は−200mVの部位にあることを特徴とする特許請求の範囲 第6項及び第7項記載のいずれか1つによる膜製造方法。8. The positive potential of the working electrode is 0 mV relative to the KCl-saturated sugar electrode. Claims characterized in that the negative potential is located at -200 mV. A method for producing a membrane according to any one of items 6 and 7. 9.周期の期間が、分の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第6項から 第9項記載による膜製造方法。9. Claims 6 to 7, characterized in that the period of the cycle is in the range of minutes. A method for producing a membrane according to item 9. 10.室温に対してわずかに高い温度、約50℃で処理されることを特徴とする 特許請求の範囲第6項から第9項記載による膜製造方法。10. It is characterized by being processed at a temperature slightly higher than room temperature, approximately 50°C. A membrane manufacturing method according to claims 6 to 9. 11.前記薄膜状合金が貴金属と貴金属性の少ない金属、眞鍮薄膜からなり、第 1段階で前記薄膜の片側を電気めつき的にパラジウムもしくはパラジウム合金、 パラジウム/銀−合金により被覆され、第2段階で前記薄膜の他の片側を電気化 学的に周期的処理することにより多孔性の形状に移し、その際第1段階で加えら れた電解質は、薄膜の周辺でぴったりした取付具により第2段階で加えられた電 解質から分離されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第10項記 載のいずれか1つによる多孔性金属エレメントに支持され、パラジウムを基礎に した細孔の無い膜の製造方法。11. The thin film alloy is composed of a noble metal, a metal with less noble metal properties, and a brass thin film, and In one step, one side of the thin film is electroplated with palladium or a palladium alloy, coated with palladium/silver-alloy and electrified the other side of the film in a second step The material added in the first step is transferred to a porous form by a periodic chemical treatment. The applied electrolyte is removed in the second stage by tight fittings around the membrane. Claims 1 to 10, characterized in that the method is separated from solutes. based on palladium supported by a porous metal element made of one of the following: A method for producing a pore-free membrane. 12.前記薄膜状合金の真鍮薄膜は、パラジウムもしくはパラジウム合金の電気 めっきによる析出の前に化学的または電気化学的処理され、特許請求の範囲第2 項から第10項に記載した方法により貴金属でない合金成分を表面的に選択的に 溶かし出し、及び/またはパラジウム黒または白金黒のような触媒を電気めっき 的に析出させることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載による膜製造方法 。12. The brass thin film of the thin film alloy is made of palladium or palladium alloy. Chemically or electrochemically treated before the deposition by plating, Selective surface removal of non-noble metal alloy components by the methods described in paragraphs 1 to 10. Melting out and/or electroplating a catalyst such as palladium black or platinum black A method for producing a film according to claim 11, characterized in that the film is precipitated by . 13.電気化学的製造につづいて、熱焼結が実施されることを特徴とする特許請 求の範囲第1項から第12項記載のいずれか1つによる機械的硬化方法。13. The patent application is characterized in that electrochemical production is followed by thermal sintering. A mechanical curing method according to any one of items 1 to 12. 14.特許請求の範囲第1項から第13項までに記載された膜を水素ガスの選択 的分離もしくは精製または燃料電池または電解質電池の水素透過電極として、そ の際にパラジウム/銀一側にパラジウム黒または白金黒のような適当な触媒を設 け、アルカリ電解質に与えられることを特徴とする膜の使用。14. The membranes described in claims 1 to 13 are prepared using hydrogen gas. It can be used for hydrogen permeable electrodes in hydrogen separation or purification or in fuel cells or electrolyte cells. During this process, a suitable catalyst such as palladium black or platinum black is placed on the palladium/silver side. Use of a membrane characterized in that it is provided with an alkaline electrolyte. 15.多孔性の多結晶性金属エレメントの製造に対して、水素化触媒としてとく に濾過困難な、粘稠な液体に対しまたは多孔性電極材料として使用することがで き、その際、金属は場合によっては追加して適当な触媒を設けることができるこ とを特徴とする特許請求の範囲第2項から第10項ならびに第13項のいずれか 1つによる膜製造方法の応用。15. Especially useful as a hydrogenation catalyst for the production of porous polycrystalline metal elements. Can be used for difficult to filter, viscous liquids or as a porous electrode material In this case, the metal may be added in some cases to provide a suitable catalyst. Any one of claims 2 to 10 and 13, characterized in that Application of membrane manufacturing method according to one.
JP63508389A 1987-11-07 1988-11-04 Electrochemical method for producing pore-free palladium-based membranes supported on porous metal elements Pending JPH02502320A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH4326/87-5 1987-11-07
CH4326/87A CH675843A5 (en) 1987-11-07 1987-11-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02502320A true JPH02502320A (en) 1990-07-26

Family

ID=4273985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63508389A Pending JPH02502320A (en) 1987-11-07 1988-11-04 Electrochemical method for producing pore-free palladium-based membranes supported on porous metal elements

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0358727A1 (en)
JP (1) JPH02502320A (en)
CH (1) CH675843A5 (en)
WO (1) WO1989004556A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012033899A (en) * 2010-06-30 2012-02-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Electric double layer capacitor and lithium ion capacitor

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100247557B1 (en) * 1997-12-24 2000-03-15 김충섭 Preparation of composite membranes for separation of hydrogen
JP2002033113A (en) * 1999-11-18 2002-01-31 Toyota Motor Corp Fuel gas generating device for fuel cell and composite material for hydrogen separation
DE10039596C2 (en) * 2000-08-12 2003-03-27 Omg Ag & Co Kg Supported metal membrane, process for its manufacture and use
DE10039595B4 (en) * 2000-08-12 2006-06-01 Umicore Ag & Co. Kg Method for producing a metal composite membrane, metal composite membrane produced therewith and their use
CN114369829B (en) * 2022-01-12 2022-07-08 浙江花园新能源股份有限公司 Preparation process of porous copper foil, product and application thereof
CN114214626B (en) * 2022-01-12 2022-06-14 浙江花园新能源股份有限公司 Preparation process of copper foil with surface porous structure, product and application thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB998925A (en) * 1961-04-06 1965-07-21 Leesona Corp Improvements in or relating to fuel cells
NL276877A (en) * 1961-04-06

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012033899A (en) * 2010-06-30 2012-02-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Electric double layer capacitor and lithium ion capacitor
US9275798B2 (en) 2010-06-30 2016-03-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a double layer capacitor and a lithium ion capacitor

Also Published As

Publication number Publication date
CH675843A5 (en) 1990-11-15
EP0358727A1 (en) 1990-03-21
WO1989004556A1 (en) 1989-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1201996A (en) Cathodes having platinum/ruthenium electrocatalytic surfaces of high roughness
KR100247557B1 (en) Preparation of composite membranes for separation of hydrogen
US8366805B2 (en) Composite structures with porous anodic oxide layers and methods of fabrication
CA1158600A (en) Cathode for the production of hydrogen through electrolysis
GB1120267A (en) Improvements in ion exchange membrane electrode and method of forming
JP5590008B2 (en) Current collecting plate for fuel cell and manufacturing method thereof
JPH02502320A (en) Electrochemical method for producing pore-free palladium-based membranes supported on porous metal elements
JPH0665038B2 (en) Fuel cell
JP2007283184A (en) Hydrogen separation thin membrane and manufacturing method
US4240895A (en) Raney alloy coated cathode for chlor-alkali cells
JPS644301B2 (en)
Uemiya et al. Fabrication of thin palladium-silver alloy film by using electroplating technique
US4370361A (en) Process of forming Raney alloy coated cathode for chlor-alkali cells
US20100230287A1 (en) Porous gold materials and production methods
US4518457A (en) Raney alloy coated cathode for chlor-alkali cells
Donten et al. General characteristics of the copper-based mercury film electrode
GB2074190A (en) Improved Electrode
US3503799A (en) Method of preparing an electrode coated with a platinum metal
Sun et al. Phase separation in electrodeposited Ag-Pd alloy films from acidic nitrate bath
Chiu et al. Electrodeposition and characterization of CoP compounds produced from the hydrophilic room-temperature ionic liquid 1-butyl-1-methylpyrrolidinium dicyanamide
FR2624885A1 (en) Electrodes-solid polymeric electrolyte system usable, for example, for the electrolysis of water, and process for its manufacture
US3226341A (en) Method of preparing a catalyst composition consisting of lithium in a host metal of either group ib or viii
GB2351089A (en) Platinum electroforming/electroplating using haloplatinics
US4584065A (en) Activated electrodes
JP5311536B2 (en) Method for producing thin film for hydrogen separation by simultaneous plating of Pd-Ag