JPS5824932Y2 - Cathode for electrolysis - Google Patents

Cathode for electrolysis

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JPS5824932Y2
JPS5824932Y2 JP1979043278U JP4327879U JPS5824932Y2 JP S5824932 Y2 JPS5824932 Y2 JP S5824932Y2 JP 1979043278 U JP1979043278 U JP 1979043278U JP 4327879 U JP4327879 U JP 4327879U JP S5824932 Y2 JPS5824932 Y2 JP S5824932Y2
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JP
Japan
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cathode
attached
hydrogen overvoltage
electrolysis
electrolytic
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JP1979043278U
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Japanese (ja)
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JPS55146472U (en
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利昌 岡崎
修太 中川
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東亞合成株式会社
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Publication date
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  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電解用陰極、特に水素を発生する陰極の構造に
関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to the structure of an electrolytic cathode, particularly a cathode that generates hydrogen.

この陰極は工業的な例としては水の電解あるいは隔膜法
塩化アルカリの電解に用いられるものである。
This cathode is used industrially for water electrolysis or alkali chloride electrolysis using a diaphragm method.

=般に使われている水素を発生する陰極としては、鉄、
ステンレス、およびニッケル製のものがある。
= Commonly used cathodes that generate hydrogen include iron,
Available in stainless steel and nickel.

鉄より水素過電圧が低い材質としてはニッケル、コバル
ト、白金族金属、その他の金属が知られている。
Nickel, cobalt, platinum group metals, and other metals are known as materials with lower hydrogen overvoltage than iron.

水素過電圧を下げる方法としては、材質の面より行う方
法と陰極の構造を変えることにより行う方法とがある。
There are two ways to reduce the hydrogen overvoltage: one is based on the material, and the other is by changing the structure of the cathode.

材質面より行う方法には特定の合金をメッキする、ある
いはメッキ浴に添加剤を入れる等々の方法が提案されて
いる。
In terms of materials, methods such as plating with a specific alloy or adding additives to the plating bath have been proposed.

一方陰極の構造を変えることによる方法としては例えば
広い意味には電解面の有効面積を増しかつガス抜は効果
を良くすることが主体に考えられている。
On the other hand, as a method of changing the structure of the cathode, for example, in a broader sense, it is mainly considered to increase the effective area of the electrolytic surface and improve the gas venting effect.

有効面積を増す方法としては電解面を多孔にすること、
例えば電解面にアルカリ不溶性の金属とアルカリ可溶性
の金属とを付け、次いでこ\から可溶性金属を取り除い
て多孔な電解面を得ることなどがある。
One way to increase the effective area is to make the electrolytic surface porous.
For example, an alkali-insoluble metal and an alkali-soluble metal are attached to an electrolytic surface, and then the soluble metal is removed from the electrolytic surface to obtain a porous electrolytic surface.

捷た隔膜法塩化アルカリ電解にネーいては目開きの小さ
い金網が使用された例もある。
In some cases, wire mesh with small mesh openings was used for chlorinated alkali electrolysis using the diaphragm method.

本考案は陰極の構造を変えることにより水素過電圧の低
い陰極を得ることを目的とする。
The purpose of the present invention is to obtain a cathode with low hydrogen overvoltage by changing the structure of the cathode.

本考案によれば、通常用いられている多孔性の陰極の上
に第2の多孔性の陰極を適当な方法で取り付けることに
より、陰極の電解面積を大巾に増し、水素過電圧を下げ
る効果を得んとするものである。
According to the present invention, by attaching a second porous cathode on top of the commonly used porous cathode in an appropriate manner, the electrolytic area of the cathode can be greatly increased and the hydrogen overvoltage can be reduced. It's something you're trying to gain.

更に上記第2の陰極として水素過電圧がより低い材質を
選ぶことにより、陰極全体として極めて低い水素過電圧
とすることもできる。
Furthermore, by selecting a material with a lower hydrogen overvoltage for the second cathode, the entire cathode can have an extremely low hydrogen overvoltage.

水素過電圧の低い材質といっても永久に低い状態を維持
できるものはないから、時々取り外し、新らしいものと
取り換えなければならない。
Even if the material has a low hydrogen overvoltage, there is no material that can maintain a low hydrogen overvoltage forever, so it must be removed from time to time and replaced with a new one.

そのため第2の多孔性陰極は容易に取り除けるか脱着で
きることが必要である。
Therefore, it is necessary that the second porous cathode can be easily removed or detached.

そのための取付方法としては例えば耐アルカリ性の導電
性接着剤を使用するとか、ビス止めするとか、あるいは
スポット溶接する方法がある。
Examples of attachment methods for this include using an alkali-resistant conductive adhesive, screwing, or spot welding.

従来本考案のように陰極を2枚重ね合わせたような構造
にすると、かえってガス抜きが悪くなって逆効果が出る
と考えられていた。
Conventionally, it was thought that using a structure in which two cathodes are stacked one on top of the other, as in the present invention, would actually make degassing worse and produce the opposite effect.

しかしながら25〜70多程度の開口率を有する網捷た
はラス網、スダレ状丸棒などの同じ形状寸法のもの、又
は異った形状寸法のものを重ねる場合には上記の逆効果
がないことが見出された。
However, the above-mentioned adverse effect does not occur when stacking items of the same shape or dimensions, such as netted or lath nets with an aperture ratio of 25 to 70, or round rods, or of different shapes. was discovered.

特に水素過電圧の低い材料でできた網を用いることは好
ましいことである。
In particular, it is preferable to use a net made of a material with a low hydrogen overvoltage.

たビ2枚のパンチングプレートを用いた場合には前記の
網、又はラス網、スダレ状丸棒などよりばや\悪い結果
となり、一方がパンチングプレートの場合でもはビ同様
である。
If two punching plates are used, the result will be much worse than the above-mentioned net, lath net, or sagging round bar, and if one of the punching plates is used, the results will be the same.

こ\でパンチングプレートとは円形等の形状の打ち抜き
穴を有する板をいう。
Here, the term "punching plate" refers to a plate with punched holes in a circular or other shape.

以下本考案を添付の図面を参照しながら説明する。The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図に釦いて陰極室壁1は鉄、ステンレスまたはニッ
ケルなどで一般に作られている。
As shown in FIG. 1, the cathode chamber wall 1 is generally made of iron, stainless steel, nickel, or the like.

2は電気接続のための導電用リード俸である。2 is a conductive lead for electrical connection.

陰極室の内壁にはリブ3が溶接されており、とのリプに
陰極4が取り付けである。
A rib 3 is welded to the inner wall of the cathode chamber, and a cathode 4 is attached to the rib.

陰極4と隔膜6との間にはスペーサー7が入れてあり、
隔膜と陰極との間の距離が等しくなるようにしである。
A spacer 7 is inserted between the cathode 4 and the diaphragm 6,
The distance between the diaphragm and the cathode should be equal.

隔膜はパツキン5を介して保持されている。The diaphragm is held in place via a gasket 5.

第3図は本考案に係る構造を部分断面図として説明する
ものであり、水素過電圧の低い多孔性の第2の陰極8を
従来の陰極4の陽極に向った側に取り付けたところの要
部を示している。
FIG. 3 explains the structure according to the present invention as a partial sectional view, and shows the main part where a porous second cathode 8 with a low hydrogen overvoltage is attached to the side of the conventional cathode 4 facing the anode. It shows.

第4図、第5図ともに本考案に従って第1の陰極4に第
2の陰極8が取り付けられた状態の例を示している。
Both FIGS. 4 and 5 show an example in which the second cathode 8 is attached to the first cathode 4 according to the present invention.

第4図において、第1の陰極4はリブ3の側面で溶接さ
れ、第1の陰極4の陽極に向う面とリプ3の端面9とは
同じ面上にあり、第2の陰極8は該端面9上でスポット
溶接される。
In FIG. 4, the first cathode 4 is welded to the side surface of the rib 3, the surface of the first cathode 4 facing the anode and the end surface 9 of the rib 3 are on the same plane, and the second cathode 8 is welded to the side surface of the rib 3. Spot welding is performed on the end face 9.

第5図において、第2の陰極がスポット溶接でなく、第
2の陰極の板状部分10にビス11で取り付けられてい
る取付方法の一変形例が示されている。
FIG. 5 shows a modification of the attachment method in which the second cathode is attached to the plate-shaped portion 10 of the second cathode with screws 11 instead of spot welding.

以下実施例をもって本考案を説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

第1の多孔性陰極として軟鉄製のラス網を使用した。A soft iron lath mesh was used as the first porous cathode.

ラス網の寸法は13 X 6 X 1.5X 1.5m
/m(長手方向の目間×短手方向の目間×送り巾×板厚
)である(例1)。
The dimensions of the lath net are 13 x 6 x 1.5 x 1.5 m
/m (longitudinal stitch distance x transverse stitch distance x feed width x board thickness) (Example 1).

このラス網上に同じものを第2の陰極としてスポット溶
接で取り付けた(例2)。
The same material was attached as a second cathode on this lath mesh by spot welding (Example 2).

同様に第2の陰極としてニッケル製のラス網(13X6
X1.5X1m/m )をスポット溶接で取付けた(例
3)。
Similarly, a nickel lath mesh (13x6
x1.5 x 1 m/m ) was attached by spot welding (Example 3).

このニッケル製のラス網に塩化ルテニウムと硫酸ニッケ
ルを含有する混合液を0.05μ塗布し、450℃で1
時間電気炉を用い空気中で焼成したものを、第2の陰極
としてスポット溶接で取り付けた(例4)。
0.05μ of a mixed solution containing ruthenium chloride and nickel sulfate was applied to this nickel lath mesh and heated to 450°C for 1
A cathode fired in air using an electric furnace was attached as a second cathode by spot welding (Example 4).

以上の電極寸法はいずれも23dM2で、これをデュポ
ン社製ナフイヨン336(登録商標)を用いて陰極室に
は20%KOHを、陽極室にはブラインを供給し、80
℃で電流密度を25A/dM2として電解した。
The dimensions of the above electrodes are all 23 dM2, and using Nafyon 336 (registered trademark) manufactured by DuPont, 20% KOH is supplied to the cathode chamber and brine to the anode chamber.
Electrolysis was carried out at a temperature of 25 A/dM2 at a current density of 25 A/dM2.

陰極の表面にはポリプロピレン製の網目10m/m厚み
1m/mのスペーサーを入れて、陽極側を水柱で1M加
圧して運転を行った。
A spacer made of polypropylene with a mesh size of 10 m/m and a thickness of 1 m/m was placed on the surface of the cathode, and the anode side was pressurized to 1 M with a water column for operation.

陽極側を加圧した理由は隔膜と陰極面を一定にするため
である。
The reason for pressurizing the anode side was to keep the diaphragm and cathode surface constant.

そして陽極側膜面にルギン管を入れ、甘木電極を基準と
して陰極間の電位を測定した。
A Luggin tube was then placed on the membrane surface on the anode side, and the potential between the cathodes was measured using the Amagi electrode as a reference.

電位の測定は以下のとおりであって、それぞれ3ケ所の
平均値を示す。
The potential was measured as follows, and the average value of each of the three locations is shown.

例 平均電位 1(対照) 2.45V 2(対照) 2.41V 3(本考案) 2.37V 4(本考案) 2.27V 例4の場合スポット溶接をタガネで軽く叩いてはずし、
新しいニッケル製ラス網(RuとNiを塗布したもの)
を再びスポット溶接で取り付け、同様にして電位を測定
したところ、2.25■であった。
Examples Average potential 1 (control) 2.45V 2 (control) 2.41V 3 (this invention) 2.37V 4 (this invention) 2.27V In case of example 4, tap the spot weld lightly with a chisel to remove it.
New nickel lath mesh (coated with Ru and Ni)
was attached again by spot welding and the potential was measured in the same manner, and it was found to be 2.25.

以上から、網状陰極が1枚であるよりは2枚重ねると、
また重ねる第2の陰極網が水素過電圧の低い材質が用い
られれば更に水素過電圧が降下することが明らかである
From the above, if there are two reticular cathodes stacked together, rather than one reticular cathode,
Furthermore, it is clear that if the overlapping second cathode network is made of a material with a low hydrogen overvoltage, the hydrogen overvoltage will further drop.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の電解槽の陰極室および陰極の立筒面図を
示す。 第2図は第1図のA部の拡大図である。 第3図は本考案に係る陰極の構造を示す部分断面図であ
る。 第4図は第3図のIV−IV線に沿う水平断面図である
。 第5図は本考案の第2の陰極の取付方法の変形例を示す
部分断面図である。 図中1は陰極室壁、2は導電用リード俸、3はリプ、4
は陰極、5はパツキン、6は隔膜、7はスペーサー、8
は第2の陰極、9は上記リブの端面、10は第2の陰極
の板状部分そして11はビスである。
FIG. 1 shows a vertical cylindrical view of the cathode chamber and cathode of a conventional electrolytic cell. FIG. 2 is an enlarged view of section A in FIG. 1. FIG. 3 is a partial sectional view showing the structure of the cathode according to the present invention. FIG. 4 is a horizontal sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. FIG. 5 is a partial sectional view showing a modification of the second cathode mounting method of the present invention. In the figure, 1 is the cathode chamber wall, 2 is the conductive lead, 3 is the lip, and 4
is a cathode, 5 is a packing, 6 is a diaphragm, 7 is a spacer, 8
9 is a second cathode, 9 is an end face of the rib, 10 is a plate-shaped portion of the second cathode, and 11 is a screw.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 陽極と陰極で電気化学反応を行なっている電解槽におい
て多孔性陰極の陽極へ向った側の面に更にもう1つの水
素過電圧が前記陰極より低い多孔性の陰極を容易に取り
除くことができるか捷たは脱着ができるように取り付け
たことを特徴とする電解用陰極。
In an electrolytic cell in which an electrochemical reaction is carried out between an anode and a cathode, another hydrogen overvoltage is placed on the side of the porous cathode facing the anode. An electrolytic cathode characterized in that it is attached so that it can be attached or detached.
JP1979043278U 1979-04-02 1979-04-02 Cathode for electrolysis Expired JPS5824932Y2 (en)

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JPS55146472U JPS55146472U (en) 1980-10-21
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DE3219704A1 (en) * 1982-05-26 1983-12-01 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund MEMBRANE ELECTROLYSIS CELL

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5274575A (en) * 1975-12-18 1977-06-22 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Electrode for electrolysis

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