JPH0790664A - 低水素過電圧陰極とその製造方法 - Google Patents
低水素過電圧陰極とその製造方法Info
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- JPH0790664A JPH0790664A JP5236976A JP23697693A JPH0790664A JP H0790664 A JPH0790664 A JP H0790664A JP 5236976 A JP5236976 A JP 5236976A JP 23697693 A JP23697693 A JP 23697693A JP H0790664 A JPH0790664 A JP H0790664A
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- platinum group
- activated carbon
- group metal
- hydrogen overvoltage
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期安定で、空気との接触によって劣化しな
い低水素過電圧陰極を得る。 【構成】 白金、ロジウム、イリジウム、パラジウムか
ら選択される少なくとも１種の白金族金属を担持した活
性炭粒子を分散したニッケルめっき浴中において電気め
っきを行って、電極基体上に白金族の金属を担持した活
性炭粒子を含有および表面層に付着したニッケルからな
る電極活性層を形成した低水素過電圧陰極。 【効果】 活性が大きく、長期間安定に低水素過電圧を
保持することができる。
い低水素過電圧陰極を得る。 【構成】 白金、ロジウム、イリジウム、パラジウムか
ら選択される少なくとも１種の白金族金属を担持した活
性炭粒子を分散したニッケルめっき浴中において電気め
っきを行って、電極基体上に白金族の金属を担持した活
性炭粒子を含有および表面層に付着したニッケルからな
る電極活性層を形成した低水素過電圧陰極。 【効果】 活性が大きく、長期間安定に低水素過電圧を
保持することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ金属ハロゲン
物、アルカリ金属水酸化物水溶液を長期間低水素過電圧
で電気分解できる陰極とその製造方法に関する。
物、アルカリ金属水酸化物水溶液を長期間低水素過電圧
で電気分解できる陰極とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】隔膜法、イオン交換膜法等でアルカリ金
属ハロゲン化物水溶液又はアルカリ金属水酸化物水溶液
を電気分解する際、陰極では水素が発生する。従来、陰
極には軟鋼、ステンレスを主体とする材料が使用されて
いた。しかし、軟鋼、ステンレスは水素過電圧が高いと
いう欠点があり、各種の低水素過電圧陰極が提案されて
いる。
属ハロゲン化物水溶液又はアルカリ金属水酸化物水溶液
を電気分解する際、陰極では水素が発生する。従来、陰
極には軟鋼、ステンレスを主体とする材料が使用されて
いた。しかし、軟鋼、ステンレスは水素過電圧が高いと
いう欠点があり、各種の低水素過電圧陰極が提案されて
いる。
【０００３】低水素過電圧陰極には、低い水素過電圧を
長期間安定して持続することができ、かつ運転開始時又
は運転中に陰極液中に不純物の溶出がなく、電解槽解体
時等に空気と接触して発火したり劣化したりせず、しか
も安価であることが求められている。
長期間安定して持続することができ、かつ運転開始時又
は運転中に陰極液中に不純物の溶出がなく、電解槽解体
時等に空気と接触して発火したり劣化したりせず、しか
も安価であることが求められている。
【０００４】特公昭６１−１２０３２号公報、あるいは
特公昭６１−３６５９０号公報に記載されているラネー
ニッケルまたはラネーニッケルと水素吸蔵合金を複合め
っきした陰極は、水素過電圧が低いという特徴を有して
いるが、電解槽の解体等の際に陰極が空気と接触すると
発火したり、陰極の特性が劣化するという欠点がある。
また、特公昭６３−４９２０号公報、特開昭６２−２５
３７９１号公報には、ニッケルとすずの合金を電気めっ
きした陰極が記載されており、特開昭６２−２８４０９
４号公報には、ニッケルとクロムの合金を電気めっきし
たものが記載されているが、これらはラネーニッケルま
たはラネーニッケルと水素吸蔵合金を複合めっきした陰
極よりも水素過電圧がより高く、しかも運転開始時又は
運転中に陰極液中にすずやクロムイオンが溶出し、また
陰極が空気と接触すると劣化するという欠点もある。
特公昭６１−３６５９０号公報に記載されているラネー
ニッケルまたはラネーニッケルと水素吸蔵合金を複合め
っきした陰極は、水素過電圧が低いという特徴を有して
いるが、電解槽の解体等の際に陰極が空気と接触すると
発火したり、陰極の特性が劣化するという欠点がある。
また、特公昭６３−４９２０号公報、特開昭６２−２５
３７９１号公報には、ニッケルとすずの合金を電気めっ
きした陰極が記載されており、特開昭６２−２８４０９
４号公報には、ニッケルとクロムの合金を電気めっきし
たものが記載されているが、これらはラネーニッケルま
たはラネーニッケルと水素吸蔵合金を複合めっきした陰
極よりも水素過電圧がより高く、しかも運転開始時又は
運転中に陰極液中にすずやクロムイオンが溶出し、また
陰極が空気と接触すると劣化するという欠点もある。
【０００５】特公昭２５−２３０５号公報、特開昭６２
−９３３８９号公報、特公平２−６０７５９号公報等に
は、イオウ化合物を含有するニッケルめっき浴において
電気めっきをし、イオウを含有するニッケル層を形成し
た陰極が記載されており、また、活性炭粒子を分散した
イオウ化合物を含有するニッケルめっき浴中においてニ
ッケルを電気めっきによって形成した陰極が特開昭５７
−３５６８９号公報に記載されている。これらの電極
は、陰極が空気と接触しても劣化しないという特長はあ
るが、水素過電圧がラネーニッケルまたはラネーニッケ
ルと水素吸蔵合金を複合めっきした活性陰極の水素過電
圧よりも高く、しかも運転開始時又は運転中に陰極液中
にイオウイオンが溶出するという欠点がある。
−９３３８９号公報、特公平２−６０７５９号公報等に
は、イオウ化合物を含有するニッケルめっき浴において
電気めっきをし、イオウを含有するニッケル層を形成し
た陰極が記載されており、また、活性炭粒子を分散した
イオウ化合物を含有するニッケルめっき浴中においてニ
ッケルを電気めっきによって形成した陰極が特開昭５７
−３５６８９号公報に記載されている。これらの電極
は、陰極が空気と接触しても劣化しないという特長はあ
るが、水素過電圧がラネーニッケルまたはラネーニッケ
ルと水素吸蔵合金を複合めっきした活性陰極の水素過電
圧よりも高く、しかも運転開始時又は運転中に陰極液中
にイオウイオンが溶出するという欠点がある。
【０００６】特開昭５７−８９４９１号公報には、白金
族の金属イオンを含有したニッケルめっき浴中に活性炭
粒子を分散してニッケルめっきを行って電極活性層を形
成する方法が記載されているが、この方法では、白金族
の金属がニッケルと共析するため陰極液と接触する白金
族金属の面積を大きくすることができず、白金族金属の
特性を十分発揮することができないという欠点がある。
族の金属イオンを含有したニッケルめっき浴中に活性炭
粒子を分散してニッケルめっきを行って電極活性層を形
成する方法が記載されているが、この方法では、白金族
の金属がニッケルと共析するため陰極液と接触する白金
族金属の面積を大きくすることができず、白金族金属の
特性を十分発揮することができないという欠点がある。
【０００７】また、特公昭６３−６４５１８号公報、特
公平３−３５３８７号公報等には、ニッケル酸化物、コ
バルト酸化物を溶射した陰極が記載されているが、これ
らも、運転開始時又は運転中に陰極液中に不純物が溶出
せず、しかも陰極が空気と接触しても劣化しないという
特長はあるが、水素過電圧がラネーニッケルまたはラネ
ーニッケルと水素吸蔵合金を複合めっきした陰極の水素
過電圧より高いという欠点がある。
公平３−３５３８７号公報等には、ニッケル酸化物、コ
バルト酸化物を溶射した陰極が記載されているが、これ
らも、運転開始時又は運転中に陰極液中に不純物が溶出
せず、しかも陰極が空気と接触しても劣化しないという
特長はあるが、水素過電圧がラネーニッケルまたはラネ
ーニッケルと水素吸蔵合金を複合めっきした陰極の水素
過電圧より高いという欠点がある。
【０００８】また、白金族の金属を含有した電極活性層
を形成した各種の低水素過電圧陰極が提案されている。
例えば、特公昭６３−４１９９４号公報、特公昭６１−
４５７１１号公報には、ラネー金属型合金となった白金
族の金属を使用しているために、少量の白金族の金属で
も陰極活性が高いという特長はあるが、陰極が空気と接
触すると発火したり、陰極活性が劣化するという欠点が
ある。特公昭６１−３６５９１号公報、特公昭６１−４
８５９２号公報には、白金族の金属を電気めっきによっ
て形成した陰極活性層を有する低水素過電圧陰極が記載
されているが、二次元的に形成されているために、電極
としての活性が低いという問題があった。
を形成した各種の低水素過電圧陰極が提案されている。
例えば、特公昭６３−４１９９４号公報、特公昭６１−
４５７１１号公報には、ラネー金属型合金となった白金
族の金属を使用しているために、少量の白金族の金属で
も陰極活性が高いという特長はあるが、陰極が空気と接
触すると発火したり、陰極活性が劣化するという欠点が
ある。特公昭６１−３６５９１号公報、特公昭６１−４
８５９２号公報には、白金族の金属を電気めっきによっ
て形成した陰極活性層を有する低水素過電圧陰極が記載
されているが、二次元的に形成されているために、電極
としての活性が低いという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水素過電圧
が低く、しかも長期にわたり安定して水素過電圧を保持
することができ、電解槽から陰極を取り出した場合にも
陰極の特性の劣化がなく、電解槽の運転開始時、あるい
は運転中において電解液を汚染する物質の溶出がない陰
極を得ることを課題とするものである。
が低く、しかも長期にわたり安定して水素過電圧を保持
することができ、電解槽から陰極を取り出した場合にも
陰極の特性の劣化がなく、電解槽の運転開始時、あるい
は運転中において電解液を汚染する物質の溶出がない陰
極を得ることを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、基体上に電極
活性層を形成した低水素過電圧陰極において、電極活性
層が白金、ロジウム、イリジウム、パラジウムから選択
される少なくとも１種の白金族金属を担持した活性炭粒
子を内部および表面に有するニッケル層から形成されて
いる低水素過電圧陰極である。
活性層を形成した低水素過電圧陰極において、電極活性
層が白金、ロジウム、イリジウム、パラジウムから選択
される少なくとも１種の白金族金属を担持した活性炭粒
子を内部および表面に有するニッケル層から形成されて
いる低水素過電圧陰極である。
【００１１】また、基体上に電極活性層を形成した低水
素過電圧陰極の製造方法において、白金、ロジウム、イ
リジウム、パラジウムから選択される少なくとも１種の
白金族金属を担持した活性炭粒子を分散したニッケルめ
っき浴中において電気めっきを行って電極活性層を形成
する低水素過電圧陰極の製造方法である。
素過電圧陰極の製造方法において、白金、ロジウム、イ
リジウム、パラジウムから選択される少なくとも１種の
白金族金属を担持した活性炭粒子を分散したニッケルめ
っき浴中において電気めっきを行って電極活性層を形成
する低水素過電圧陰極の製造方法である。
【００１２】すなわち、白金、ロジウム、イリジウム、
パラジウムから選択される少なくとも１種の白金族の金
属を担持した活性炭の微粒子を分散した状態のニッケル
めっき浴中から電極基体上に電気めっきすることによっ
て、白金族の金属を担持した活性炭の粒子を内部および
表面に有するニッケル層を、金属基体上に形成すること
により、少量の白金族の金属で電極反応の作用面の大き
な陰極を形成したものである。
パラジウムから選択される少なくとも１種の白金族の金
属を担持した活性炭の微粒子を分散した状態のニッケル
めっき浴中から電極基体上に電気めっきすることによっ
て、白金族の金属を担持した活性炭の粒子を内部および
表面に有するニッケル層を、金属基体上に形成すること
により、少量の白金族の金属で電極反応の作用面の大き
な陰極を形成したものである。
【００１３】本発明の陰極では、あらかじめ白金族の金
属を活性炭の微粒子上に担持することによって、少量の
白金族の金属によって実質的に大きな表面積の電極作用
面を得ることを可能としている。
属を活性炭の微粒子上に担持することによって、少量の
白金族の金属によって実質的に大きな表面積の電極作用
面を得ることを可能としている。
【００１４】本発明において活性炭に担持する白金族の
金属は、白金、ロジウム、イリジウム、パラジウムから
選択された単一又は２つ以上のものである。
金属は、白金、ロジウム、イリジウム、パラジウムから
選択された単一又は２つ以上のものである。
【００１５】本発明において、白金族金属を活性炭に担
持する方法としては、少なくとも１種の白金族金属を含
有する溶液に、硝酸洗浄の後に水洗し乾燥した精製活性
炭を投入し、活性炭に充分に溶液が含浸された後に、ア
ンモニア水、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸
塩等の溶液でアルカリ性とした後に、ヒドラジン、水素
化ホウ化ナトリウム、ホルマリン等の還元剤で処理する
方法が挙げられる。
持する方法としては、少なくとも１種の白金族金属を含
有する溶液に、硝酸洗浄の後に水洗し乾燥した精製活性
炭を投入し、活性炭に充分に溶液が含浸された後に、ア
ンモニア水、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸
塩等の溶液でアルカリ性とした後に、ヒドラジン、水素
化ホウ化ナトリウム、ホルマリン等の還元剤で処理する
方法が挙げられる。
【００１６】また、使用する白金族金属の化合物として
は、ヘキサクロロ白金酸、ヘキサブロモ白金酸およびこ
れらの塩、塩化ロジウム、臭化ロジウム、硫酸ロジウ
ム、硝酸ロジウムおよびこれらの水和物または塩、ヘキ
サクロロイリジウム酸、ヘキサブロモイリジウム酸およ
びこれらの塩、塩化パラジウム、硫酸パラジウム、硝酸
パラジウム等が挙げられる。白金族金属は、１種もしく
は２種以上を混合して使用することができるが、白金族
の金属としてとくに好ましいのは、水素発生の活性が高
い白金である。パラジウムも水素活性が高いが、パラジ
ウムは、電解停止時の逆電流により劣化し易い。
は、ヘキサクロロ白金酸、ヘキサブロモ白金酸およびこ
れらの塩、塩化ロジウム、臭化ロジウム、硫酸ロジウ
ム、硝酸ロジウムおよびこれらの水和物または塩、ヘキ
サクロロイリジウム酸、ヘキサブロモイリジウム酸およ
びこれらの塩、塩化パラジウム、硫酸パラジウム、硝酸
パラジウム等が挙げられる。白金族金属は、１種もしく
は２種以上を混合して使用することができるが、白金族
の金属としてとくに好ましいのは、水素発生の活性が高
い白金である。パラジウムも水素活性が高いが、パラジ
ウムは、電解停止時の逆電流により劣化し易い。
【００１７】本発明において活性炭に担持させる白金族
金属の量は、０．０１ｇ／ｍ2 以上、１０ｇ／ｍ2 未満
であることが好ましく、さらに好ましくは０．１ｇ／ｍ
2 以上、５ｇ／ｍ2 未満である。陰極に付着させる白金
族金属の量が０．０１ｇ／ｍ2 未満の場合は、白金族金
属の効果が発揮されず高い水素過電圧となり、１０ｇ／
ｍ2 以上に白金族金属の量を増加しても水素過電圧は４
０〜５０ｍＶで一定化するため好ましくない。
金属の量は、０．０１ｇ／ｍ2 以上、１０ｇ／ｍ2 未満
であることが好ましく、さらに好ましくは０．１ｇ／ｍ
2 以上、５ｇ／ｍ2 未満である。陰極に付着させる白金
族金属の量が０．０１ｇ／ｍ2 未満の場合は、白金族金
属の効果が発揮されず高い水素過電圧となり、１０ｇ／
ｍ2 以上に白金族金属の量を増加しても水素過電圧は４
０〜５０ｍＶで一定化するため好ましくない。
【００１８】また、本発明において陰極に付着させる活
性炭の量はニッケルめっき条件に左右されるが、１０ｇ
／ｍ2 以上、２００ｇ／ｍ2 未満であることが好まし
く、さらに好ましくは、２０ｇ／ｍ2 以上、１００ｇ／
ｍ2 未満である。陰極に付着させる活性炭の量が１０ｇ
／ｍ2 未満の場合には、白金族金属の量が少なくなり高
い水素過電圧となり、２００ｇ／ｍ2 以上の場合には、
ニッケルめっき層の活性炭の比率が高くなり機械的強度
が低下し、早期に劣化するので好ましくない。例えば、
２Ａ／ｄｍ2 の電流密度で、１時間めっきすることによ
って好ましい結果が得られる。
性炭の量はニッケルめっき条件に左右されるが、１０ｇ
／ｍ2 以上、２００ｇ／ｍ2 未満であることが好まし
く、さらに好ましくは、２０ｇ／ｍ2 以上、１００ｇ／
ｍ2 未満である。陰極に付着させる活性炭の量が１０ｇ
／ｍ2 未満の場合には、白金族金属の量が少なくなり高
い水素過電圧となり、２００ｇ／ｍ2 以上の場合には、
ニッケルめっき層の活性炭の比率が高くなり機械的強度
が低下し、早期に劣化するので好ましくない。例えば、
２Ａ／ｄｍ2 の電流密度で、１時間めっきすることによ
って好ましい結果が得られる。
【００１９】本発明で使用するニッケルめっき浴は、ワ
ット浴、高塩化浴、全塩化浴、スルファミン浴等が使用
できる。また、ニッケルめっき浴に白金族金属塩を添加
してもよいが、チオ尿素などのイオウ含有化合物は添加
すると、電解中にイオウ成分が電解液中へ溶出したり、
白金族の金属による過電圧減少効果を減ずることがある
ので好ましくない。
ット浴、高塩化浴、全塩化浴、スルファミン浴等が使用
できる。また、ニッケルめっき浴に白金族金属塩を添加
してもよいが、チオ尿素などのイオウ含有化合物は添加
すると、電解中にイオウ成分が電解液中へ溶出したり、
白金族の金属による過電圧減少効果を減ずることがある
ので好ましくない。
【００２０】本発明におけるニッケルめっき条件は、電
流密度１〜１００Ａ／ｄｍ2 、ｐＨ２〜５、温度３０〜
９０℃、めっき時間０．１〜２時間程度の範囲内で行う
ことが好ましい。
流密度１〜１００Ａ／ｄｍ2 、ｐＨ２〜５、温度３０〜
９０℃、めっき時間０．１〜２時間程度の範囲内で行う
ことが好ましい。
【００２１】本発明で使用する基体には、ステンレス、
ニッケル、軟鋼、あるいは軟鋼にニッケルをめっきした
もの等が使用できる。
ニッケル、軟鋼、あるいは軟鋼にニッケルをめっきした
もの等が使用できる。
【００２２】本発明で使用する活性炭の形状は粒状や顆
粒状のものより粉状のものがよい。粉状の活性炭は基体
に均一に付着し安定な性能を有する低水素化電圧陰極を
製造できるので好ましい。活性炭の種類としては、石
炭、骨炭、椰子殻、木材を原料としたものが使用できる
が、白金族の金属に対して被毒作用のある重金属含有量
の少ないものが好ましい。また、粉状活性炭の平均粒子
径は１０μｍ以上、１００μｍ未満のものが良い。活性
炭の平均粒子径が１０μｍ未満の場合は、基体への活性
炭付着量のばらつきが大きく、１００μｍ以上の場合
は、表面がざらざらした歪みのある被膜が生じるので好
ましくない。
粒状のものより粉状のものがよい。粉状の活性炭は基体
に均一に付着し安定な性能を有する低水素化電圧陰極を
製造できるので好ましい。活性炭の種類としては、石
炭、骨炭、椰子殻、木材を原料としたものが使用できる
が、白金族の金属に対して被毒作用のある重金属含有量
の少ないものが好ましい。また、粉状活性炭の平均粒子
径は１０μｍ以上、１００μｍ未満のものが良い。活性
炭の平均粒子径が１０μｍ未満の場合は、基体への活性
炭付着量のばらつきが大きく、１００μｍ以上の場合
は、表面がざらざらした歪みのある被膜が生じるので好
ましくない。
【００２３】本発明で使用する活性炭は白金族金属を担
持させる前に硝酸等の酸溶液で処理し、白金族金属の活
性を低下させる恐れのある不純物を除くのが好ましい。
持させる前に硝酸等の酸溶液で処理し、白金族金属の活
性を低下させる恐れのある不純物を除くのが好ましい。
【００２４】本発明において、微細な白金族金属を担持
する活性炭のめっき浴中での分散濃度は、１ｇ／ｌ以
上、１００ｇ／ｌ未満である。活性炭のめっき浴中での
分散濃度が１ｇ／ｌ未満の場合には、ニッケルめっき層
の活性炭含有量が減少するため高い水素過電圧となり、
１００ｇ／ｌ以上の場合は、ニッケルめっき層の活性炭
含有量が増加し、強度が低下し劣化が早くなるので好ま
しくない。
する活性炭のめっき浴中での分散濃度は、１ｇ／ｌ以
上、１００ｇ／ｌ未満である。活性炭のめっき浴中での
分散濃度が１ｇ／ｌ未満の場合には、ニッケルめっき層
の活性炭含有量が減少するため高い水素過電圧となり、
１００ｇ／ｌ以上の場合は、ニッケルめっき層の活性炭
含有量が増加し、強度が低下し劣化が早くなるので好ま
しくない。
【００２５】本発明の活性陰極の構成を図面で説明す
る。図１は本発明の活性陰極の断面を示したものであ
る。基体１に白金族金属の微細粒子を担持する活性炭２
がニッケル層３で保持された構成となっている。白金族
金属の微細粒子を担持する活性炭２はニッケル層３によ
り強固に基体１に付着しているため、電解中の発生水素
ガスによるよって脱落することはない。
る。図１は本発明の活性陰極の断面を示したものであ
る。基体１に白金族金属の微細粒子を担持する活性炭２
がニッケル層３で保持された構成となっている。白金族
金属の微細粒子を担持する活性炭２はニッケル層３によ
り強固に基体１に付着しているため、電解中の発生水素
ガスによるよって脱落することはない。
【００２６】
【作用】本発明の電極は、白金族の金属を担持した活性
炭粒子をニッケル層およびその表面に形成したので、電
極表面積が活性炭の作用によって大幅に増大し、白金族
の金属の作用を有効に利用することができ、長期間安定
に低水素過電圧で電解可能な陰極を提供できる。また、
陰極からは運転開始時又は運転中に陰極液への不純物の
溶出がなく、さらに電解槽解体時等に陰極が空気に触れ
ることによって電極が劣化することもない。
炭粒子をニッケル層およびその表面に形成したので、電
極表面積が活性炭の作用によって大幅に増大し、白金族
の金属の作用を有効に利用することができ、長期間安定
に低水素過電圧で電解可能な陰極を提供できる。また、
陰極からは運転開始時又は運転中に陰極液への不純物の
溶出がなく、さらに電解槽解体時等に陰極が空気に触れ
ることによって電極が劣化することもない。
【００２７】
【実施例】以下に本発明の実施例を示して本発明をさら
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
【００２８】実施例１ 粉状活性炭（二村化学製 品番Ｗ、乾燥品、平均粒子系
７０μｍ）を１０％硝酸に浸し、温浴上で３時間加熱し
た。吸引濾過してから、活性炭を純水で洗浄し、さらに
乾燥器中で乾燥し白金族金属担持用試料とした。ヘキサ
クロロ白金酸、塩化ロジウム・３水和物、ヘキサクロロ
イリジウム酸、塩化パラジウムを原料とした白金族の金
属化合物の溶液に活性炭を投入し、５０℃で４時間放置
し細孔に白金族金属化合物溶液を含浸させた。溶液を放
冷後、炭酸ナトリウム溶液でアルカリ性としさらにヒド
ラジンを滴下し、微細な白金族金属粒子を活性炭に担持
させた。温浴上で２時間加熱してから、吸引濾過、水洗
しさらにデシケーター内で乾燥させた。
７０μｍ）を１０％硝酸に浸し、温浴上で３時間加熱し
た。吸引濾過してから、活性炭を純水で洗浄し、さらに
乾燥器中で乾燥し白金族金属担持用試料とした。ヘキサ
クロロ白金酸、塩化ロジウム・３水和物、ヘキサクロロ
イリジウム酸、塩化パラジウムを原料とした白金族の金
属化合物の溶液に活性炭を投入し、５０℃で４時間放置
し細孔に白金族金属化合物溶液を含浸させた。溶液を放
冷後、炭酸ナトリウム溶液でアルカリ性としさらにヒド
ラジンを滴下し、微細な白金族金属粒子を活性炭に担持
させた。温浴上で２時間加熱してから、吸引濾過、水洗
しさらにデシケーター内で乾燥させた。
【００２９】以上のようにして調製した白金族の金属を
担持した活性炭を硫酸ニッケル８４ｇ／ｌ、塩化ニッケ
ル３０ｇ／ｌ、塩化アンモニウム４．５ｇ／ｌ、ホウ酸
３０ｇ／ｌからなるめっき浴にスラリー濃度が５ｇ／ｌ
になるよう添加し、大きさが１００ｍｍ×２５０ｍｍの
エキスパンデッドメタルを前処理したものに温度４０
℃、電流密度２Ａ／ｄｍ2 で１時間電気めっきを行い、
表１に示す試料番号１〜１１の陰極を製作した。
担持した活性炭を硫酸ニッケル８４ｇ／ｌ、塩化ニッケ
ル３０ｇ／ｌ、塩化アンモニウム４．５ｇ／ｌ、ホウ酸
３０ｇ／ｌからなるめっき浴にスラリー濃度が５ｇ／ｌ
になるよう添加し、大きさが１００ｍｍ×２５０ｍｍの
エキスパンデッドメタルを前処理したものに温度４０
℃、電流密度２Ａ／ｄｍ2 で１時間電気めっきを行い、
表１に示す試料番号１〜１１の陰極を製作した。
【００３０】次いで、得られた陰極を、不溶性金属陽極
（ペルメレック電極（株）製）を対極とし、陽イオン交
換膜（デュポン社製 ＮＡＦＩＯＮ ９０２０９）を有
するイオン交換膜電解槽において、電流密度：４ｋＡ／
ｍ2 、電解液温度：９０℃、陰極液の水酸化ナトリウム
濃度：３３重量％、陽極液の食塩水濃度：３．６Ｎとし
て、電気分解を行い、得られた各試料電極の水素過電圧
値を表１に示す。
（ペルメレック電極（株）製）を対極とし、陽イオン交
換膜（デュポン社製 ＮＡＦＩＯＮ ９０２０９）を有
するイオン交換膜電解槽において、電流密度：４ｋＡ／
ｍ2 、電解液温度：９０℃、陰極液の水酸化ナトリウム
濃度：３３重量％、陽極液の食塩水濃度：３．６Ｎとし
て、電気分解を行い、得られた各試料電極の水素過電圧
値を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】比較例１ 白金族金属を担持しない活性炭を使用した点を除き、実
施例１と同様にして陰極を製造し、得られた電極を用い
て電解を行ったところ、陰極の水素過電圧値は０．２５
Ｖであった。
施例１と同様にして陰極を製造し、得られた電極を用い
て電解を行ったところ、陰極の水素過電圧値は０．２５
Ｖであった。
【００３３】比較例２ 白金族金属を担持しない活性炭を使用し、ニッケルめっ
き浴中に各種の白金族の金属化合物を添加し、実施例１
と同様にして陰極を製造した。得られた陰極を用いて実
施例１と同様に電解を行った。使用した白金族の金属の
種類、めっき浴中の白金族金属の濃度、および得られた
水素過電圧を表２に示す。
き浴中に各種の白金族の金属化合物を添加し、実施例１
と同様にして陰極を製造した。得られた陰極を用いて実
施例１と同様に電解を行った。使用した白金族の金属の
種類、めっき浴中の白金族金属の濃度、および得られた
水素過電圧を表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】
【発明の効果】本発明の電極は、白金族の金属を担持し
た活性炭粒子を分散したニッケルめっき浴中から活性炭
粒子をその内部または表面に有するニッケルめっき層を
電極基体上に形成したものであり、白金族の金属による
活性を有効に利用することができ、長期間安定に低水素
過電圧で電解可能な陰極を提供できる。
た活性炭粒子を分散したニッケルめっき浴中から活性炭
粒子をその内部または表面に有するニッケルめっき層を
電極基体上に形成したものであり、白金族の金属による
活性を有効に利用することができ、長期間安定に低水素
過電圧で電解可能な陰極を提供できる。
【図１】本発明の陰極を説明する断面図である。
１…基体、２…活性炭、３…白金族の金属、４…ニッケ
ル層
ル層
Claims (2)
- 【請求項１】 基体上に電極活性層を形成した低水素過
電圧陰極において、電極活性層が白金、ロジウム、イリ
ジウム、パラジウムから選択される少なくとも１種の白
金族金属を担持した活性炭粒子を内部および表面に有す
るニッケル層から形成されていることを特徴とする低水
素過電圧陰極。 - 【請求項２】 基体上に電極活性層を形成した低水素過
電圧陰極の製造方法において、白金、ロジウム、イリジ
ウム、パラジウムから選択される少なくとも１種の白金
族金属を担持した活性炭粒子を分散したニッケルめっき
浴中において電気めっきを行って電極活性層を形成する
ことを特徴とする低水素過電圧電極の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5236976A JPH0790664A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 低水素過電圧陰極とその製造方法 |
| US08/309,762 US5494560A (en) | 1993-09-22 | 1994-09-21 | Low-hydrogen overvoltage cathode having activated carbon particles supporting platinum, rhodium, indium, or platinum in a nickel layer formed on a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5236976A JPH0790664A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 低水素過電圧陰極とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790664A true JPH0790664A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17008556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5236976A Pending JPH0790664A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 低水素過電圧陰極とその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5494560A (ja) |
| JP (1) | JPH0790664A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1975280A1 (en) | 2007-03-23 | 2008-10-01 | Permelec Electrode Ltd. | Electrode for generation of hydrogen |
| JP2014196217A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 株式会社エクォス・リサーチ | 電極、および、ガス生成装置 |
| WO2015098058A1 (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 東ソー株式会社 | 水素発生用電極およびその製造方法並びにこれを用いた電気分解方法 |
| JP2015143389A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-08-06 | 東ソー株式会社 | 水素発生用電極およびその製造方法並びにこれを用いた電気分解方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4223619B2 (ja) * | 1999-02-15 | 2009-02-12 | ペルメレック電極株式会社 | 電解用陰極及びこの陰極を具備した電解槽 |
| US20020000380A1 (en) * | 1999-10-28 | 2002-01-03 | Lyndon W. Graham | Method, chemistry, and apparatus for noble metal electroplating on a microelectronic workpiece |
| US7150820B2 (en) * | 2003-09-22 | 2006-12-19 | Semitool, Inc. | Thiourea- and cyanide-free bath and process for electrolytic etching of gold |
| US20050230262A1 (en) * | 2004-04-20 | 2005-10-20 | Semitool, Inc. | Electrochemical methods for the formation of protective features on metallized features |
| KR20070103569A (ko) * | 2006-04-19 | 2007-10-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 직접 산화형 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를포함하는 직접 산화형 연료 전지 시스템 |
| KR101504776B1 (ko) * | 2007-07-19 | 2015-03-20 | 도다 고교 가부시끼가이샤 | 탄화수소를 분해하는 촉매, 상기 촉매를 이용한 혼합 개질 가스의 제조 방법 및 연료 전지 시스템 |
| TW202146707A (zh) | 2020-01-24 | 2021-12-16 | 英商億諾斯技術有限公司 | 電極總成及電解器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3132269A1 (de) * | 1980-08-14 | 1982-05-27 | Toagosei Chemical Industry Co., Ltd., Tokyo | Kathode zur erzeugung von wasserstoffgas und verfahren zu deren herstellung |
| JPS6047911B2 (ja) * | 1980-08-14 | 1985-10-24 | 東亞合成株式会社 | 水素発生用陰極の製法 |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP5236976A patent/JPH0790664A/ja active Pending
-
1994
- 1994-09-21 US US08/309,762 patent/US5494560A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1975280A1 (en) | 2007-03-23 | 2008-10-01 | Permelec Electrode Ltd. | Electrode for generation of hydrogen |
| EP2224040A1 (en) | 2007-03-23 | 2010-09-01 | Permelec Electrode Ltd. | Electrode for generation of hydrogen |
| US8070924B2 (en) | 2007-03-23 | 2011-12-06 | Permelec Electrode Ltd. | Electrode for generation of hydrogen |
| JP2014196217A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 株式会社エクォス・リサーチ | 電極、および、ガス生成装置 |
| WO2015098058A1 (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 東ソー株式会社 | 水素発生用電極およびその製造方法並びにこれを用いた電気分解方法 |
| JP2015143389A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-08-06 | 東ソー株式会社 | 水素発生用電極およびその製造方法並びにこれを用いた電気分解方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5494560A (en) | 1996-02-27 |
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