JPS6015713B2 - 水電解方法 - Google Patents
水電解方法Info
- Publication number
- JPS6015713B2 JPS6015713B2 JP52137795A JP13779577A JPS6015713B2 JP S6015713 B2 JPS6015713 B2 JP S6015713B2 JP 52137795 A JP52137795 A JP 52137795A JP 13779577 A JP13779577 A JP 13779577A JP S6015713 B2 JPS6015713 B2 JP S6015713B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- powder
- plating
- nickel
- water electrolysis
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水の電解方法に関する。
更に詳しくはこの電解においては従釆よりも水素過電圧
を著しく低くすることのできる新しい陰極を用いる水の
電解方法を提供するものである。
を著しく低くすることのできる新しい陰極を用いる水の
電解方法を提供するものである。
ここにいう新しい陰極とは基体金属にラネーニツケル成
分を含む粉末を含有するメッキ層を有する陰極を意味す
る。電解槽を用いて水素、酸素を製造するための水の電
解を行う場合陰極における水素過電圧により生ずる電力
効率の損失は重大な問題である。
分を含む粉末を含有するメッキ層を有する陰極を意味す
る。電解槽を用いて水素、酸素を製造するための水の電
解を行う場合陰極における水素過電圧により生ずる電力
効率の損失は重大な問題である。
この陰極における水素過電圧は、陰極の素地、表面材質
、あるいはその表面状態等により著しく異ることが知ら
れている。・即ち素地としては、鉄、ステンレス鋼、ニ
ッケル、白金属金属等を用いると水素過電圧は低くなり
、また、表面状態は粗である程水素過電圧が低い事が知
られている。
、あるいはその表面状態等により著しく異ることが知ら
れている。・即ち素地としては、鉄、ステンレス鋼、ニ
ッケル、白金属金属等を用いると水素過電圧は低くなり
、また、表面状態は粗である程水素過電圧が低い事が知
られている。
これらの知見から水素過電圧の低い材料の粉末を陰極表
面に附着させた各種陰極が提案されている。例えば競結
法によりニッケル粉末あるいはラネーニッケルの粉末を
被覆した陰極、粒子状コバルトと粒子状ジルコニアから
なる溶融頃霧混合物の被覆を有する水電解用陰極（特関
昭５２一３６班２）の他粒子状ニッケル、コバルトもし
くはこれらの両者と粒子状アルミニウムとからなる混合
物の溶融頃霧された被覆からアルミニウムを除去した被
覆をもつ水電解用陰極（椿開昭５２−３６球３）等がそ
れである。しかしこれらの陰極は、金網板状体あるいは
箱型に成型した金網等複雑な表面形状をもつ陰極基板に
対しては均一な被覆が困難であり、且つ金属粉末の損失
も多く高価になる等の問題が多く水電解には適当でない
。
面に附着させた各種陰極が提案されている。例えば競結
法によりニッケル粉末あるいはラネーニッケルの粉末を
被覆した陰極、粒子状コバルトと粒子状ジルコニアから
なる溶融頃霧混合物の被覆を有する水電解用陰極（特関
昭５２一３６班２）の他粒子状ニッケル、コバルトもし
くはこれらの両者と粒子状アルミニウムとからなる混合
物の溶融頃霧された被覆からアルミニウムを除去した被
覆をもつ水電解用陰極（椿開昭５２−３６球３）等がそ
れである。しかしこれらの陰極は、金網板状体あるいは
箱型に成型した金網等複雑な表面形状をもつ陰極基板に
対しては均一な被覆が困難であり、且つ金属粉末の損失
も多く高価になる等の問題が多く水電解には適当でない
。
そこで我々は、各種形状の陰極素地にも容易に適用でき
る被覆を有する水素過電圧低下に有効な陰極を用いた水
電解方法について鋭意研究した結果、少なくとも一部分
は展開されたラネーニツケル合金の粉末を有する複合ニ
ッケルメッキ層を有する陰極を用いる場合及び更にこの
表面に、これら粉末を含有しないメッキ層を有する陰極
を用いる場合本目的の水電解に好適であることを見出し
た。
る被覆を有する水素過電圧低下に有効な陰極を用いた水
電解方法について鋭意研究した結果、少なくとも一部分
は展開されたラネーニツケル合金の粉末を有する複合ニ
ッケルメッキ層を有する陰極を用いる場合及び更にこの
表面に、これら粉末を含有しないメッキ層を有する陰極
を用いる場合本目的の水電解に好適であることを見出し
た。
更にこのような陰極の製造法として陰極基体金属の上に
ラネーニッケル粉末を含有する複合ニッケルメッキ格を
用いてメッキを行う方法、前記メッキを行って後ラネー
ニッケル粉末を含有しないメッキを重ねて行う方法、少
なくとも一部分未展開のラネーニツケル合金粉末を含有
する複合ニッケルメッキ格を用いてメッキを行って後含
有アルミニウムを除去する方法及び、前記アルミニウム
除去後、前記少なくとも一部分未展開のラネーニッケル
合金粉末を含有しない〆ッキ浴をを用いてメッキを行う
方法が有効であること、上記含有アルミニウムはアルカ
リ性水溶液を用いて除去しうろことも見出した。
ラネーニッケル粉末を含有する複合ニッケルメッキ格を
用いてメッキを行う方法、前記メッキを行って後ラネー
ニッケル粉末を含有しないメッキを重ねて行う方法、少
なくとも一部分未展開のラネーニツケル合金粉末を含有
する複合ニッケルメッキ格を用いてメッキを行って後含
有アルミニウムを除去する方法及び、前記アルミニウム
除去後、前記少なくとも一部分未展開のラネーニッケル
合金粉末を含有しない〆ッキ浴をを用いてメッキを行う
方法が有効であること、上記含有アルミニウムはアルカ
リ性水溶液を用いて除去しうろことも見出した。
次に本発明に係る水電解方法を詳細に説明する。
水電解に使用する陰極の基体は電気伝導性材料で、陰極
として必要な機械的性質と水電解用アルカリ格における
耐薬品性を有するものであればよく、鉄、ステンレス鋼
鋼、ニッケル等はその好適な素地である。
として必要な機械的性質と水電解用アルカリ格における
耐薬品性を有するものであればよく、鉄、ステンレス鋼
鋼、ニッケル等はその好適な素地である。
本発明に用いられる陰極の製造方法を概説する。
メッキは電気メッキ法でも無電解〆ッキ法でもよいが電
気メッキ法が粉末をメッキ層に多量に且つ均一に含有さ
せ得る点でより秀れている。
気メッキ法が粉末をメッキ層に多量に且つ均一に含有さ
せ得る点でより秀れている。
素地のメッキ処理の前処理は通常の慣用手段即ち脱脂、
エッチング、プラスト処理等を適宜単独または組合わせ
て実施すれば充分である。メッキ裕中に懸濁されて用い
られる粉末としてはラネーニッケル粉末の他、少なくと
も一部未展開のラネーニッケル合金粉末がある。ここに
用いられる粉末の大きさは細かい方が有効であり懸濁も
容易である。直径５００Ａ以上の粉末は懸濁状態の維持
が困難であり実用的でない。
エッチング、プラスト処理等を適宜単独または組合わせ
て実施すれば充分である。メッキ裕中に懸濁されて用い
られる粉末としてはラネーニッケル粉末の他、少なくと
も一部未展開のラネーニッケル合金粉末がある。ここに
用いられる粉末の大きさは細かい方が有効であり懸濁も
容易である。直径５００Ａ以上の粉末は懸濁状態の維持
が困難であり実用的でない。
好適には１００ム前後以下である。〆ッキ浴はニッケル
メッキ格、鉄メッキ裕等の通常の電気メッキまたは無電
解〆ッキ格に、上記フネーニッケル粉末または少なくと
も一部分は未展開のラネーニッケル合金粉末を懸濁した
ものが使用できるが、当該粉末含有量は、付着量、懸濁
液の維持、付着の均一性、経済性等の点から１〜５００
タ′そで好ましくは１０〜２００タ′そである。
メッキ格、鉄メッキ裕等の通常の電気メッキまたは無電
解〆ッキ格に、上記フネーニッケル粉末または少なくと
も一部分は未展開のラネーニッケル合金粉末を懸濁した
ものが使用できるが、当該粉末含有量は、付着量、懸濁
液の維持、付着の均一性、経済性等の点から１〜５００
タ′そで好ましくは１０〜２００タ′そである。
上記〆ツキ裕中ニッケルメッキ格としてはワット格、ホ
ウフッ化ニッケルのメッキ格、スルフアミン酸ニッケル
のメッキ裕等が用いられうるが、ラネーニツケルの反応
性の面から裕ｐＨは４以上、好ましくは５以上が好まれ
る。〆ッキ浴には通常の電気メッキ、無電解〆ッキの場
合と同じく界面活性剤例えばポリオキシアルキルアミン
、アルキルィミダゾリウムクロリド等の添加は表面の平
滑化に有効である。
ウフッ化ニッケルのメッキ格、スルフアミン酸ニッケル
のメッキ裕等が用いられうるが、ラネーニツケルの反応
性の面から裕ｐＨは４以上、好ましくは５以上が好まれ
る。〆ッキ浴には通常の電気メッキ、無電解〆ッキの場
合と同じく界面活性剤例えばポリオキシアルキルアミン
、アルキルィミダゾリウムクロリド等の添加は表面の平
滑化に有効である。
一方、メッキ量及び粉末付着量は電流密度により左右さ
れ電流密度が大である程メッキ量及び粉末付着量は大と
なる。実用的には５Ａ／ｄ力が好適である。メッキ格温
度は通常の場合のメッキ温度４０〜７０℃でよく、特に
限定されるものではない。フネーニッケル粉末又は少な
くとも一部分未展開のラネーニッケル合金粉末等の粉末
のメッキ格への懸濁方法としては、機械的燈梓、ガス気
泡櫨拝、液循環縄梓等の方法が適用可能である。
れ電流密度が大である程メッキ量及び粉末付着量は大と
なる。実用的には５Ａ／ｄ力が好適である。メッキ格温
度は通常の場合のメッキ温度４０〜７０℃でよく、特に
限定されるものではない。フネーニッケル粉末又は少な
くとも一部分未展開のラネーニッケル合金粉末等の粉末
のメッキ格への懸濁方法としては、機械的燈梓、ガス気
泡櫨拝、液循環縄梓等の方法が適用可能である。
前記諸条件により複合メッキが達成されるが前記粉末を
有する陰極表面は、粉末濃度の低いメッキ格によるもの
はその高いものよりも付着強度が大である。付着強度が
低い場合には更に重ねてラネーニツケル粉末等の粉末を
懸濁せしめていない通常のメッキ格にて好ましくは１０
仏（厚み）以下のニッケルメッキ層を作ることにより付
着強度を大にする事が可能である。この付着強度を上げ
るためのメッキ処理は、次に述べるアルカリ展開を行う
場合は当該展開後に行うことは当然である。前記未展開
ないし一部展開のラネーニッケル合金粉末を含めて複合
メッキされた陰極表面は、アルミニウム成分がアルカリ
性溶液により除去される。このアルカリ性溶液の種類組
成、濃度、温度及び浸簿時間等については特に制限はな
いが通常代表的に用いられる水酸化ナトリウム又はカリ
ウム１０〜２５重量％水溶液による温度２５〜８０ｑｏ
、浸出時間１時間以上の条件で実用上適している。浸出
時間は長くなればなるほど残存アルミニウムは少なくな
り、電解操作時に電解液へのアルミニウムの混入が減少
し好ましいことは勿論である。実施例 １〜５第１表に
示した条件で作成した陰極と純ニッケル陽極と対置し、
温度５０℃、電流密度１７Ａｍｐ／ｄ〆にて１０％Ｎａ
ＯＨ水溶液の電解を行った結果、未メッキ処理陰極を使
用した場合に比べ全槽電圧は０．１７Ｖ（実施例１の陰
極）、０．１９Ｖ（実施例２の陰極）、０．１３Ｖ（実
施例３の陰極）、０．１７Ｖ（実施例４の陰極）、０．
１６Ｖ（実施例５の陰極）下ることがわかった。
有する陰極表面は、粉末濃度の低いメッキ格によるもの
はその高いものよりも付着強度が大である。付着強度が
低い場合には更に重ねてラネーニツケル粉末等の粉末を
懸濁せしめていない通常のメッキ格にて好ましくは１０
仏（厚み）以下のニッケルメッキ層を作ることにより付
着強度を大にする事が可能である。この付着強度を上げ
るためのメッキ処理は、次に述べるアルカリ展開を行う
場合は当該展開後に行うことは当然である。前記未展開
ないし一部展開のラネーニッケル合金粉末を含めて複合
メッキされた陰極表面は、アルミニウム成分がアルカリ
性溶液により除去される。このアルカリ性溶液の種類組
成、濃度、温度及び浸簿時間等については特に制限はな
いが通常代表的に用いられる水酸化ナトリウム又はカリ
ウム１０〜２５重量％水溶液による温度２５〜８０ｑｏ
、浸出時間１時間以上の条件で実用上適している。浸出
時間は長くなればなるほど残存アルミニウムは少なくな
り、電解操作時に電解液へのアルミニウムの混入が減少
し好ましいことは勿論である。実施例 １〜５第１表に
示した条件で作成した陰極と純ニッケル陽極と対置し、
温度５０℃、電流密度１７Ａｍｐ／ｄ〆にて１０％Ｎａ
ＯＨ水溶液の電解を行った結果、未メッキ処理陰極を使
用した場合に比べ全槽電圧は０．１７Ｖ（実施例１の陰
極）、０．１９Ｖ（実施例２の陰極）、０．１３Ｖ（実
施例３の陰極）、０．１７Ｖ（実施例４の陰極）、０．
１６Ｖ（実施例５の陰極）下ることがわかった。
一方、これら作成陰極の、未メッキ陰極に対する水素過
電圧の低下量を、電流２．０，３．０ ６．０Ａｍｐの
各場合についてラネーニッケル又は合金の粉末懸濁含有
量に対応させて測定した結果を同じく第１表に示した。
なお陰極電位は前記メッキした軟鋼板を純ニッケル板の
陽極に対向させて３０ｏｏ、１の重量％水酸化ナトリウ
ム水溶液中に浸潰し、ルギン毛細管を通じて飽和カロメ
ル電極により測定した。船 糠 聡 舵 比較例 １ フネーニッケル粉末または未展開ラネーニッケル合金粉
末の代りにニッケル粉末を使用して複合メッキをした陰
極を用いて実施例１〜５と同要領で、１０％ＮａＯＨ水
溶液の電解を行った結果禾メッキ処理陰極を使用した場
合に比べ全槽電圧は０．１０Ｖ〜０．１５Ｖ下る程度で
あった。
電圧の低下量を、電流２．０，３．０ ６．０Ａｍｐの
各場合についてラネーニッケル又は合金の粉末懸濁含有
量に対応させて測定した結果を同じく第１表に示した。
なお陰極電位は前記メッキした軟鋼板を純ニッケル板の
陽極に対向させて３０ｏｏ、１の重量％水酸化ナトリウ
ム水溶液中に浸潰し、ルギン毛細管を通じて飽和カロメ
ル電極により測定した。船 糠 聡 舵 比較例 １ フネーニッケル粉末または未展開ラネーニッケル合金粉
末の代りにニッケル粉末を使用して複合メッキをした陰
極を用いて実施例１〜５と同要領で、１０％ＮａＯＨ水
溶液の電解を行った結果禾メッキ処理陰極を使用した場
合に比べ全槽電圧は０．１０Ｖ〜０．１５Ｖ下る程度で
あった。
なお、未処理陰極に対する水素過電圧の低下（Ｖ）を測
定したが、実施例２及び４の場合に比し水素過電圧低下
度が劣ることがわかった。（第２表）なお前記禾メッキ
陰極としてはすべて研磨紙＃８０にて研磨した軟鋼を用
いた。
定したが、実施例２及び４の場合に比し水素過電圧低下
度が劣ることがわかった。（第２表）なお前記禾メッキ
陰極としてはすべて研磨紙＃８０にて研磨した軟鋼を用
いた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基体金属の素地の少なくとも一部分に、少なくとも
一部分展開されたラネーニツケル合金粉末を含有する複
合ニツケルメツキ層を有する陰極を用いることを特徴と
する水電解方法。 ２ 基体金属の素地の少なくとも一部分に、少なくとも
一部分展開されたラネーニツケル合金粉末を含有する複
合ニツケルメツキ層と、その表面に上記粉末を含有しな
いニツケルメツキ層が重ねて成形されてなる陰極を用い
ることを特徴とする水電解方法。 ３ 基体金属が鉄、ステンレス鋼またはニツケルである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項
記載の水電解方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52137795A JPS6015713B2 (ja) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | 水電解方法 |
| US05/959,782 US4170536A (en) | 1977-11-11 | 1978-11-13 | Electrolytic cathode and method for its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52137795A JPS6015713B2 (ja) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | 水電解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5471084A JPS5471084A (en) | 1979-06-07 |
| JPS6015713B2 true JPS6015713B2 (ja) | 1985-04-20 |
Family
ID=15207022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52137795A Expired JPS6015713B2 (ja) | 1977-11-11 | 1977-11-18 | 水電解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015713B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1208128B (it) * | 1984-11-07 | 1989-06-06 | Alberto Pellegri | Elettrodo per uso in celle elettrochimiche, procedimento per la sua preparazione ed uso nell'elettrolisi del cloruro disodio. |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1148865A (en) * | 1965-05-07 | 1969-04-16 | Ceskosloveska Akademie Ved | A method of producing active electrodes with a low over-voltage for electrolysis |
| JPS5236583A (en) * | 1975-09-15 | 1977-03-19 | Diamond Shamrock Corp | Electrolytic electrode coated with fuseesprayed and digestionntreated cobalt or nickel |
| JPS5381484A (en) * | 1976-11-17 | 1978-07-18 | Du Pont | Catalytic porous nickel electrode |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4011981A (en) * | 1975-03-27 | 1977-03-15 | Olin Corporation | Process for bonding titanium, tantalum, and alloys thereof |
-
1977
- 1977-11-18 JP JP52137795A patent/JPS6015713B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1148865A (en) * | 1965-05-07 | 1969-04-16 | Ceskosloveska Akademie Ved | A method of producing active electrodes with a low over-voltage for electrolysis |
| JPS5236583A (en) * | 1975-09-15 | 1977-03-19 | Diamond Shamrock Corp | Electrolytic electrode coated with fuseesprayed and digestionntreated cobalt or nickel |
| JPS5381484A (en) * | 1976-11-17 | 1978-07-18 | Du Pont | Catalytic porous nickel electrode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5471084A (en) | 1979-06-07 |
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