JPS6157397B2 - - Google Patents
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- JPS6157397B2 JPS6157397B2 JP54170911A JP17091179A JPS6157397B2 JP S6157397 B2 JPS6157397 B2 JP S6157397B2 JP 54170911 A JP54170911 A JP 54170911A JP 17091179 A JP17091179 A JP 17091179A JP S6157397 B2 JPS6157397 B2 JP S6157397B2
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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)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水電解用電極の製造法に係り、詳しく
のべると水を主とする電解液を電気分解して水素
ガスを発生する装置において陽極として使用する
電極板の製造法に関するものであつてその目的と
するところは電気分解時の過電圧低下を図り、高
電流密度での電気分解を行ない、発生する水素ガ
ス気泡を電極表面より速かに且つ容易に取除くこ
とが可能な電極を提供することにある。
のべると水を主とする電解液を電気分解して水素
ガスを発生する装置において陽極として使用する
電極板の製造法に関するものであつてその目的と
するところは電気分解時の過電圧低下を図り、高
電流密度での電気分解を行ない、発生する水素ガ
ス気泡を電極表面より速かに且つ容易に取除くこ
とが可能な電極を提供することにある。
電気分解において、一般に陽極としては白金、
チタン、鉛、ニツケル、過酸化鉛、黒鉛などが使
用され、それらは比表面積を高めるために金網構
造あるいは粉末を焼結した多孔体構造などとして
実用に供されている。
チタン、鉛、ニツケル、過酸化鉛、黒鉛などが使
用され、それらは比表面積を高めるために金網構
造あるいは粉末を焼結した多孔体構造などとして
実用に供されている。
従来チタンなどの金網またはラス板状の電導体
表面に貴金属、酸化物等を被覆した電極が提案さ
れている。
表面に貴金属、酸化物等を被覆した電極が提案さ
れている。
しかしながら、このような電極は貴金属を使用
するため高価であり、またチタンとの強固な結合
が容易に得られない事から被覆物が剥離しやすい
などの欠点があり、実用化が困難であつた。
するため高価であり、またチタンとの強固な結合
が容易に得られない事から被覆物が剥離しやすい
などの欠点があり、実用化が困難であつた。
さらに金網またはラス板状の場合は、平面構造
のため発生ガスの脱泡は容易であるが、比表面積
を大きく取れない欠点がある。一方粉末焼結多孔
体の場合は比表面積は大きく取れるが、多孔率が
50％以下と低く、孔径が100μ以下のため、発生
ガスの脱泡が悪く、過電圧上昇の原因となる欠点
がある。
のため発生ガスの脱泡は容易であるが、比表面積
を大きく取れない欠点がある。一方粉末焼結多孔
体の場合は比表面積は大きく取れるが、多孔率が
50％以下と低く、孔径が100μ以下のため、発生
ガスの脱泡が悪く、過電圧上昇の原因となる欠点
がある。
本発明は、上記したような従来より提案されて
いる電極の欠点を克服するため、高比表面積で発
生ガスの電極面よりの脱泡が良く、高電流密度で
の電解を可能にし、更に分解過電圧の低下を図る
ことのできる安価な電極を提供しようとするもの
である。
いる電極の欠点を克服するため、高比表面積で発
生ガスの電極面よりの脱泡が良く、高電流密度で
の電解を可能にし、更に分解過電圧の低下を図る
ことのできる安価な電極を提供しようとするもの
である。
即ち、電極基材構造としては、第１図に示すよ
うな連通気孔で不規則三次元網状構造を有する海
綿状の金属多孔体（このものの製造法は特公昭38
−17554号にて公知である。）を用いる。
うな連通気孔で不規則三次元網状構造を有する海
綿状の金属多孔体（このものの製造法は特公昭38
−17554号にて公知である。）を用いる。
第１図において、１は導電性を有する金属骨格
であり、２は空孔を示す。そしてこの多孔体は空
孔率が90％以上であり、孔径も数mmと大きく立体
構造のため、比表面積も金網、ラス板に比較して
格段に大きい。
であり、２は空孔を示す。そしてこの多孔体は空
孔率が90％以上であり、孔径も数mmと大きく立体
構造のため、比表面積も金網、ラス板に比較して
格段に大きい。
更に多孔率が90％以上、孔径が数mmと大きいた
め、電解にて発生したガスの脱泡が良く、分解過
電圧の上昇もない。
め、電解にて発生したガスの脱泡が良く、分解過
電圧の上昇もない。
本発明者らは、さきにこの海綿状金属多孔体の
表面がNi−Co合金で被覆された材料は、アルカ
リ性電解液の電気分解においてその酸素極の寿命
が著しく長くなることを見出した。そしてこの被
覆材料の製造方法としては、次のような方法が考
えられる。
表面がNi−Co合金で被覆された材料は、アルカ
リ性電解液の電気分解においてその酸素極の寿命
が著しく長くなることを見出した。そしてこの被
覆材料の製造方法としては、次のような方法が考
えられる。
例えば、Ni−Co合金の粉末を塗布する方法は
まずNi−Co合金を製造し、これをアトマイズ法
等で粉状に加工する必要がある。このような方法
では原料となるNi−Co合金粉末の少量入手が困
難であり、また納期面等にも問題がでてくる。
まずNi−Co合金を製造し、これをアトマイズ法
等で粉状に加工する必要がある。このような方法
では原料となるNi−Co合金粉末の少量入手が困
難であり、また納期面等にも問題がでてくる。
また別の方法として発泡金属自体を合金化して
おく方法もあるが、この方法では表面積が不十分
であり、高電流密度の得られる電極の製造は困難
である。
おく方法もあるが、この方法では表面積が不十分
であり、高電流密度の得られる電極の製造は困難
である。
これらの問題点を解決するための方法として本
発明者らはさらに検討を重ねた結果、入手の容易
なNi粉末およびCo粉末を適当量混合して用い、
焼付時に合金化する方法を見出したのである。
発明者らはさらに検討を重ねた結果、入手の容易
なNi粉末およびCo粉末を適当量混合して用い、
焼付時に合金化する方法を見出したのである。
この方法によれば、使用条件によつて最適な
NiとCoの組成に容易に混合することができ、混
合した粉末を以下の方法により海綿状金属多孔体
に被覆することができるのである。
NiとCoの組成に容易に混合することができ、混
合した粉末を以下の方法により海綿状金属多孔体
に被覆することができるのである。
即ち、上記した粉末を海綿状金属多孔体の骨格
表面に被覆する方法としては、NiおよびCoの超
微粉を数100℃の低温で熱分解する粘結剤、例え
ば硝化綿、アルギン酸、ポリビニルアルコール等
を有機溶剤と共に混練し、スラリー状としてもの
を用いて海綿状金属多孔体の骨格表面に塗布し、
乾燥後水素雰囲気炉で焼付ける方法が最良であ
る。塗布厚みは１〜20μ程度でよく、塗布回数、
スラリー中の超微粉末の量でコントロール可能で
ある。スラリーの粘度を高めると、多孔体の孔を
つぶす恐れがあるので、スラリー粘度は可能な限
り薄く、さらさらの状態にして塗布回数を多くし
た方が良好である。
表面に被覆する方法としては、NiおよびCoの超
微粉を数100℃の低温で熱分解する粘結剤、例え
ば硝化綿、アルギン酸、ポリビニルアルコール等
を有機溶剤と共に混練し、スラリー状としてもの
を用いて海綿状金属多孔体の骨格表面に塗布し、
乾燥後水素雰囲気炉で焼付ける方法が最良であ
る。塗布厚みは１〜20μ程度でよく、塗布回数、
スラリー中の超微粉末の量でコントロール可能で
ある。スラリーの粘度を高めると、多孔体の孔を
つぶす恐れがあるので、スラリー粘度は可能な限
り薄く、さらさらの状態にして塗布回数を多くし
た方が良好である。
ここで使用することのできる粉末としては、
00.05〜10μのNiおよびCo粉末が良好である。こ
れは0.05μ以下の粉末の安定した大量の生産は難
しく、また焼付温度が高すぎると、収縮が大きく
なり、１部の被覆が剥離したり、また低すぎる
と、うまく焼付かないといつた状態が発生する。
１方粉末の粒度が10μを超えると焼付け時にNi
とCoの完全な合金になりにくく組成のかたまり
が発生する。
00.05〜10μのNiおよびCo粉末が良好である。こ
れは0.05μ以下の粉末の安定した大量の生産は難
しく、また焼付温度が高すぎると、収縮が大きく
なり、１部の被覆が剥離したり、また低すぎる
と、うまく焼付かないといつた状態が発生する。
１方粉末の粒度が10μを超えると焼付け時にNi
とCoの完全な合金になりにくく組成のかたまり
が発生する。
一方焼付条件としては、NiとCoの粉末をうま
く合金化させるとともに海綿状金属多孔体に焼付
けることが必要であり、その範囲は800〜1000℃
である。即ち800℃以下の焼付け温度では合金化
が不充分であり、且つ焼付け強度も低いので電極
としての長寿命化は図れない。
く合金化させるとともに海綿状金属多孔体に焼付
けることが必要であり、その範囲は800〜1000℃
である。即ち800℃以下の焼付け温度では合金化
が不充分であり、且つ焼付け強度も低いので電極
としての長寿命化は図れない。
一方1000℃を超えると、合金粉末の粒成長が急
速にはじまり、充分に大きな表面積を保有するこ
とが難しいのである。
速にはじまり、充分に大きな表面積を保有するこ
とが難しいのである。
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
実施例
Niよりなり、多孔率が95％、孔径が平均３mm
の連通孔を有する不規則三次元網状海綿状金属多
孔体を基材として用いた。このものの比表面積は
1700m2/m3であつた。
の連通孔を有する不規則三次元網状海綿状金属多
孔体を基材として用いた。このものの比表面積は
1700m2/m3であつた。
粒子径３μのNi粉末および粒子径0.5μのCo粉
末をそれぞれ10ｇ、硝化綿１ｇを100c.c.の酢酸ブ
チルで混練し、スラリー状とした。
末をそれぞれ10ｇ、硝化綿１ｇを100c.c.の酢酸ブ
チルで混練し、スラリー状とした。
このスラリーを用いて前記Ni海綿状金属多孔
体の骨格表面に塗布、乾燥を３回繰返し、塗布厚
み約10μとした。
体の骨格表面に塗布、乾燥を３回繰返し、塗布厚
み約10μとした。
焼付けは水素雰囲気中で900℃に30分保持して
行つた。このものの電極材としての特性値を得る
ため30％苛性カリ水溶液にて水銀電極を用いて65
℃における電位測定を行つた。
行つた。このものの電極材としての特性値を得る
ため30％苛性カリ水溶液にて水銀電極を用いて65
℃における電位測定を行つた。
その結果は第２図の通りであり、本発明の方法
で得た電極ＡがＢのNi海綿状多孔体およびＣの
Ni平板よりなる電極よりすぐれていることが実
証された。
で得た電極ＡがＢのNi海綿状多孔体およびＣの
Ni平板よりなる電極よりすぐれていることが実
証された。
第１図は本発明で用いる連通気孔を有し、不規
則三次元網状構造を有する海綿状金属多孔体の拡
大断面図であり、第２図は本発明で得た電極の特
性を示す単位電極と電流密度との関係をあらわし
たグラフである。
則三次元網状構造を有する海綿状金属多孔体の拡
大断面図であり、第２図は本発明で得た電極の特
性を示す単位電極と電流密度との関係をあらわし
たグラフである。
Claims (1)
- １ 水を主とするアルカリ性電解液を電気分解し
て水素を発生する際に用いる陽極において、Ni
およびNi合金よりなる多孔率が90％以上で連通
気孔を有する三次元不規則網状構造体の海綿状金
属多孔体の骨格表面に粒子径0.01〜10μのNiおよ
びCo粉末を粘結剤と有機溶媒よりなるスラリー
状として塗布し、乾燥後800〜1000℃で焼付ける
ことを特徴とする水電解用電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17091179A JPS5696087A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Manufacture of electrode for water electrolysis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17091179A JPS5696087A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Manufacture of electrode for water electrolysis |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5696087A JPS5696087A (en) | 1981-08-03 |
| JPS6157397B2 true JPS6157397B2 (ja) | 1986-12-06 |
Family
ID=15913617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17091179A Granted JPS5696087A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Manufacture of electrode for water electrolysis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5696087A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113089010A (zh) * | 2015-07-16 | 2021-07-09 | 住友电气工业株式会社 | 氢制造装置 |
| WO2023119730A1 (ja) | 2021-12-24 | 2023-06-29 | 住友電気工業株式会社 | 電極および水電解装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004014076B3 (de) | 2004-03-19 | 2005-12-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Metallschaumkörper mit offenporiger Struktur sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1979
- 1979-12-28 JP JP17091179A patent/JPS5696087A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113089010A (zh) * | 2015-07-16 | 2021-07-09 | 住友电气工业株式会社 | 氢制造装置 |
| CN113089010B (zh) * | 2015-07-16 | 2023-09-12 | 住友电气工业株式会社 | 氢制造装置 |
| WO2023119730A1 (ja) | 2021-12-24 | 2023-06-29 | 住友電気工業株式会社 | 電極および水電解装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5696087A (en) | 1981-08-03 |
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