KR102405287B1 - 염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법 - Google Patents

염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102405287B1
KR102405287B1 KR1020170175158A KR20170175158A KR102405287B1 KR 102405287 B1 KR102405287 B1 KR 102405287B1 KR 1020170175158 A KR1020170175158 A KR 1020170175158A KR 20170175158 A KR20170175158 A KR 20170175158A KR 102405287 B1 KR102405287 B1 KR 102405287B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive substrate
composition
platinum group
electrode
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020170175158A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190073914A (ko
Inventor
김광현
방정업
최정호
황인성
박훈민
이동철
황교현
정종욱
방용주
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170175158A priority Critical patent/KR102405287B1/ko
Publication of KR20190073914A publication Critical patent/KR20190073914A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102405287B1 publication Critical patent/KR102405287B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C25B11/095—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 at least one of the compounds being organic
    • 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
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • 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
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • 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
    • 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
    • C25B11/052—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
    • C25B11/053—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate characterised by multilayer electrocatalytic coatings
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

본 출원은 염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법에 관한 것이다. 본 출원의 일례에 따르면, 과전압이 감소되고, 전기화학적 활성이 우수한 염수 전기 분해용 양극이, 간단한 제조공정을 통해 제공될 수 있다.

Description

염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법{Method for preparing saline water electrolysis anode}
본 출원은 염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법에 관한 것이다.
해수와 같은 염수를 전기 분해시켜 가성소다, 수소 및 염소를 생산하는 CA(chlor-alkali) 공정에서는, 식염(NaCl) 분해에 사용되는 전압 외에, 염소가 발생하는 양극(anode)에서의 과전압, 수소가 발생하는 음극(cathode)에서의 과전압, 그리고 이온 교환막의 저항에 기인한 과전압이 필요하다. 에너지 절약과 관련하여, 이러한 과전압을 감소시키는 것은 CA 공정의 당면 과제이다.
양극의 과전압 감소와 관련하여, 티탄늄 기재 상에 산화루테늄과 산화티타늄 등의 금속 산화물이 피복된 DSA(Dimensionally Stable Anode)라 불리는 전극이 개발된 바 있다. 이외에도 양극의 과전압을 낮추고자 귀금속을 사용하는 방법이나 기타 졸겔 코팅법을 개선하는 등의 연구가 진행되고 있다. 그렇지만, 상기와 같은 방법들은 전극의 제조비용을 증가시키고, 제조 공정을 복잡하게 만드는 문제가 있다.
본 출원의 일 목적은, CA(chlor-alkali) 공정의 에너지 절감효과를 가져오는 염수 전기 분해용 애노드 전극을 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 목적은, 전기화학적 활성이 우수한 염수 전기 분해용 애노드 전극을 제공하는 것이다.
본 출원의 또 다른 목적은, 간단한 제조공정을 통해 상기 목적을 달성할 수 있는 염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 출원의 상기 목적 및 기타 그 밖의 목적은 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 염수 전기 분해용 애노드(anode) 전극의 제조방법에 관한 것이다. 상기 전극은 CA 공정에서 염소 발생용 전극으로서 사용될 수 있다.
본 출원의 제조방법은, 백금족 화합물 및 양이온 계면활성제를 포함하는 조성물을 도전성 기재 상에 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 도전성 기재 상에 도포되는 조성물은 하기 설명되는 소정의 단계를 거치게 되고, 최종적으로는 CA 공정에서 염소가 발생하는 도전성 기재, 즉 애노드 전극의 표면을 활성화하는 촉매층 또는 활성층으로서 기능할 수 있다.
상기 조성물이 도포되는 도전성 기재의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 도전성 기재는 그 재료로서 티타늄, 니켈, 스테인레스, 백금, 또는 그 합금을 포함할 수 있으나, 상기 나열된 금속에 제한되는 것은 아니다. 또한, 예를 들어, 상기 도전성 기재는 다공성이거나 메쉬 형상을 가질 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원에 따른 제조방법은, 상기 도전성 기재의 표면에 요철을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 요철을 형성할 경우, 도전성 기재 표면에 도포되는 조성물과의 밀착성 또는 접촉성이 개선될 수 있다. 도전성 기재 표면에 요철을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 샌드 블라스팅과 같은 방법이 요철 형성에 이용될 수 있다.
또 하나의 예시에서, 요철이 형성된 도전성 기재의 표면에는 산처리가 이루어질 수 있다. 상기 산처리는 요철이 형성된 도전성 기재의 표면적을 더욱 증가시킬 수 있다. 상기 산처리에 사용되는 산의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 염산, 질산, 황산 또는 인산이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 도전성 기재에 대한 산처리는, 예를 들어, 20 ℃ 내지 25 ℃ 상온 또는 그 이상의 가온 조건에서, 상기 기재를 수분 내지 수시간 동안 황산 수용액에 담그는 방식을 이용하여 수행될 수 있다.
상기 도전성 기재의 표면에 대한 요철 형성과 산 처리는, 조성물을 도전성 기재 상에 도포하기 전에 이루어질 수 있다.
백금족 화합물은 도전성 기재 상에 코팅되는 백금족 금속 전구체로서, 용매와 함께 혼합되는 성분이다. 상기 조성물에 포함되는 백금족 화합물은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, Pt 화합물, Ir 화합물, Ru 화합물, Rh 화합물, Pd 화합물, 또는 Os 를 포함하는 화합물로서 공지된 다양한 종류의 화합물 중 1 이상이 백금족 화합물로서 사용될 수 있다. 구체적으로는 상기 백금족 금속의 염 또는 산화물이 사용될 수 있으며, 상기 염 또는 산화물은 수화물 형태일 수 있다. 하나의 예시에서, 염화 루테늄 수화물(ruthenium chloride hydrates, RuCl3ㆍnH2O), 테트라아민플래티늄(Ⅱ) 클로라이드 수화물(Pt(NH3)4Cl2ㆍH2O), 염화로듐(RhCl3), 질산로듐 수화물(Rh(NO3)3ㆍnH2O), 질산팔라듐(Pd(NO3)2), 염화 이리듐 수화물(iridium chloride hydrates, IrCl3ㆍnH2O) 및/또는 염화 팔라듐 수화물(palladium chloride hydrates)이 백금족 금속 전구체로서 사용될 수 있다. 상기 화합물은 열처리 단계에 의하여 소성되어, 촉매성을 갖는 금속 또는 화합물 입자로 전환될 수 있으며, 과전압을 개선하는데 기여할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 도전성 기재로서 티타늄이 사용되는 경우, 상기 조성물은 티타늄화합물을 추가로 포함할 수 있다. 상기 티타늄 화합물은, 티나늄 기재와 조성물 중 백금족 금속 성분의 밀착성을 개선할 수 있다. 티타늄 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 티타늄 이소프로폭사이드(titanium isopropoxide)일 수 있다.
본 출원에서, 상기 조성물은 양이온 계면활성제를 포함한다. 양이온 계면활성제로는, 폴리(다이알릴다이메틸암모니움클로라이드(poly(diallyldimethylammonium chrolide), PDMA), 세틸트리메틸암모니움클로라이드(cetyltrimethylammonium chloride, CTAC), 세틸트리메틸아모니움브로마이드(cetyltrimethylammonium bromide, CTAB), 도데실트리메틸암모니움브로마이드(dodecyltrimethylammonium bromide, DTAB), 도데실트리메틸암모니움클로라이드(dodecyltrimethylammonium chloride, DTAC), 데실아민(Decylamine), 도데실아민(Dodecylamine), 헥사데실아민(Hexadecylamine), 트리에틸아민(Triethylamine), 옥틸설페이트(Octylsulfate), 소디움 염(sodium salt), 헥실아민(Hexylamine), 또는 옥타데실아민(Octadecylamine) 등이 사용될 수 있으나, 상기 나열된 물질만으로 제한되는 것은 아니다.
상기 조성물은, 상기 백금족 화합물 또는 금속 원소 1 몰 대비, 0.5 몰 이상의 양이온 계면활성제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 백금족 화합물 1몰 대비, 상기 양이온 계면활성제는 0.5몰 이상, 0.7 몰 이상, 0.8 몰 이상, 0.9 몰 이상, 1 몰 이상, 1.1 몰 이상, 1.2 몰 이상, 1.3 몰 이상, 1.4 몰 이상, 1.5 몰 이상 사용될 수 있다. 하나의 예시에서, 양이온 계면활성제 함량의 상한은 10 몰 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 상한은 8 몰 이하, 7.5 몰 이하, 7 몰 이하, 6.5 몰 이하, 6 몰 이하, 5.5 몰 이하, 5 몰 이하, 또는 4.5 몰 이하 일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 전극 촉매층을 형성하는 입자의 크기를 작게할 수 있고, 그에 따라 촉매층의 활성면적이 넓어지면서 우수한 과전압 저하 효과를 얻을 수 있다.
하나의 예시에서, 백금족 화합물과 양이온 계면 활성제와의 몰비 산정시, 그 기준이 되는 백금족 화합물은 하나 이상의 백금족 금속 전구체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 백금족 금속 화합물은 루테늄 전구체이거나, 상기 루테늄 전구체 외에 하나 이상의 백금족 금속 전구체를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 방법에 따라 제조된 전극에 코팅된 촉매층 형성 입자는 입자의 크기는 9.5 nm 이하인 구형 또는 타원 구형의 입자일 수 있다. 특별히 제한되지는 않으나, 상기 압자 크기의 하한은 예를 들어 1 nm 이상, 2 nm 이상, 3 nm 이상, 4 nm 이상 또는 5 nm 이상 일 수 있다.
본 출원에서 상기 조성물은, 백금족 화합물, 및 알코올계 용매를 혼합함으로써 제조될 수 있다. 사용 가능한 알코올계 용매의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 에탄올, 2-부톡시에탄올, 프로필알코올 또는 부틸 알코올 등이 알코올계 용매로서 사용될 수 있다.
조성물을 도전성 기재 상에 도포 시에는 공지된 방법이 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도전성 기재를 조성물에 담그는 디핑법, 조성물이 함침된 스펀지 롤을 통해 도포하는 방법, 또는 조성물과 기재를 반대 하전에 대전시키고 스프레이 등을 이용하여 분무하는 정전 도포법 등이 도전성 기재에 대한 조성물 도포시 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 제조방법은 도전성 기재 상에 도포된 조성물을 건조하여 도전성 기재 상에 피막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 건조 효율을 고려할 때, 건조시 온도 조건은, 예를 들어, 50 ℃ 내지 250 ℃ 범위, 또는 70 ℃ 내지 200 ℃ 범위일 수 있다. 상기 건조가 수행되는 시간은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 수분 내지 십수분, 또는 수분 내지 수십분 동안 건조가 이루어질 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 제조방법은, 건조를 통해 형성된 피막에 대한 열처리 또는 열분해 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 열처리는 산소 분위기 하에서 이루어질 수 있다. 상기 열처리는 불순물이나 미반응 잔여물을 제거할 수 있고, 상기 열처리를 통해 백금족 화합물을 포함하는 금속염 성분이 분해되어 금속산화물 등을 형성하면서 결과적으로 백금족 금속을 포함하는 촉매층 또는 활성층이 도전성 기재 상에 형성될 수 있다. 상기 열처리는, 350 ℃ 이상의 온도에서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 열처리 온도의 하한은 400 ℃ 이상 또는 450 ℃ 이상일 수 있고, 그 상한은 700 ℃ 이하, 650 ℃ 이하 또는 600 ℃ 이하일 수 있다. 열처리는 산소 분위기 하에서 이루어질 수 있다. 상기 온도 범위 미만에서 열처리가 이루어질 경우 전구체의 열분해나 불순물 제거 효율이 좋지 못하고, 안정된 금속 산화물이 생성되기 어렵다. 그리고, 상기 온도 범위를 초과할 경우에는 기재의 강도가 저하되는 문제가 있다. 열처리 시간은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 수분 내지 십수분, 또는 수분 내지 수십분 동안 이루어질 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 제조방법은, 상기 조성물의 도포, 건조 및 열처리를 순차적으로 2 회 이상 반복할 수 있다. 이러한 각 단계의 반복은, 촉매층의 두께나 백금족 금속의 담지량을 적절히 조절할 수 있게 한다.
본 출원의 일례에 따르면, 과전압이 감소되고, 전기화학적 활성이 우수한 염수 전기 분해용 양극이, 간단한 제조공정을 통해 제공될 수 있다.
도 1은 본 출원의 실험례에서 제조된 실시예 4 및 5의 전극과, 비교예 2 전극의 SEM 이미지이다. 실시예 및 비교예 전극의 모폴로지가 상이한 것을 확인할 수 있다.
도 2는 본 출원의 실험례에서 제조된 실시예 6의 전극과, 비교예 3 전극의 SEM 이미지이다. 실시예 및 비교예 전극의 모폴로지가 상이한 것을 확인할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 출원을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 보호범위가 하기 설명되는 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
촉매층 입자 크기의 변화 확인
실시예 1
도전성 기재: 도전성 기재로는 피치가 200 μm인 티타늄 메쉬를 사용하였다. 먼저 상기 메쉬 표면을 알루미늄 옥사이드(White alumina, F120)로 0.8 kgf/cm2 조건에서 샌드블라스팅(Sandblasting)하여 요철이 있는 구조로 가공하였다. 이후, 상온의 5 M H2SO4 수용액에 넣고, 요철이 형성된 메쉬를 3 분 동안 침지하여, 도전성 기재에 대한 전처리 과정을 수행하였다.
코팅 조성물: n-Butanol 용매에, 염화 루테늄 수화물(ruthenium chloride hydrates), 염화 이리듐 수화물(iridium chloride hydrates), 티타늄 이소프로폭사이드(titanium isopropoxide), 및 세틸트리메틸아모니움브로마이드(CTAB)을 혼합하였다. 이때 루테늄 전구체 대비 양이온 계면활성제(CTAB)의 몰비는 약 1 : 4 로 하였다.
애노드 전극의 제조: 상기 티타늄 도전성 기재 상에 상기 제조된 코팅액을 브러쉬 코팅하여 도포하고, 70 ℃에서 10분 간 건조하고, 480 ℃에서 10분간 열처리하였다. 그리고 건조 및 열 처리 과정을 동일하게 3회 반복하여 촉매층의 로딩양을 적절히 맞추고, 최종적으로 400℃에서 1시간 동안 열처리하여 전극을 제조하였다.
제조된 전극에 코팅된 촉매층의 입자 크기를 공지된 방법인 X-선 회절 스펙트럼(XRD)을 이용하여 측정하고, 표 1에 기재하였다.
실시예 2
루테늄 전구체 대비 양이온 계면활성제(CTAB)의 몰비는 약 1 : 2 로 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 전극을 제조하였다.
실시예 3
루테늄 전구체 대비 양이온 계면활성제(CTAB)의 몰비는 약 1 : 0.5 로 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 전극을 제조하였다.
비교예 1
코팅 조성물 중에 CTAB를 혼합하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 전극을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
입자 크기(nm) 8.03 8.93 9.01 13
상기 표 1에서와 같이 본 출원에 따라 전극을 형성할 경우, 입자의 크기가 작은 코팅층이 도전성 기재 상에 형성되는 것을 확인할 수 있다.
과전압 개선 효과 확인
실시예 4
실시예 1에서 제조된 전극의 과전압을 하기 설명된 방법에 따라 측정하였다.
<전극의 전압 측정> 하기 실시예 및 비교예에서 제조된 전극의 성능을 확인하기 위하여 염수 전기 분해(Chlor-Alkali Electrolysis)에서의 반쪽 셀을 이용한 애노드 전극 전압 측정 실험을 Potentiostat 장비를 이용한 선형주사전위법(Linear Sweep Voltammetry)에 따라 수행하였다. 구체적으로, 전해액은 NaCl 수용액을 이용하였으며, 상대 전극은 Pt 와이어를, 기준 전극은 SCE 전극(Saturated Calomel Electrode)을 이용하였고, 하기 제조된 전극을 상기 전해액에 담근 뒤 4.4 kA/cm2의 정전류를 인가하고, 90 ℃ 셀에서 전극 성능을 측정하였다.
실시예 5
코팅 조성물 중에 CTAB를 도데실트리메틸암모니움브로마이드(DTAB)로 대체한 것을 제외하고 실시예 4과 동일한 방법으로 전극을 제조하고, 과전압을 측정하였다.
실시예 6
코팅 조성물 중에 염화 팔라듐(palladium chloride)을 추가 혼합한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전극을 제조하고, 과전압을 측정하였다.
비교예 2
비교예 1에서 제조된 전극에 대하여 과전압을 측정하였다.
비교예 3
코팅 조성물 중에 염화 팔라듐(palladium chloride)을 추가 혼합한 것을 제외하고, 비교예 2와 동일한 방법으로 전극을 제조하고, 과전압을 측정하였다.
실시예 4, 실시예 5 및 비교예 2 실시예 6 및 비교예 3
실시예 4 실시예 5 비교예 2 실시예 6 비교예 3
전극전위
(V vs. SCE)		 1.243 V 1.245 V 1.275 V 1.227 V 1.249 V
상기 표 1 및 표 2에 기재된 결과를 살펴보면, 본 출원에 따라 제조된 실시예 전극의 코팅층 입자의 크기가 비교예의 그것 대비 대비 작고, 과전압이 더 낮다는 것을 확인할 수 있다. 이는 코팅층 입자의 크기가 작아지면서 입자의 형태가 활성면적이 큰 구형에 가까워지고, 그에 따라 전기화학적 활성이 개선된 결과로 판단된다.

Claims (9)

  1. 백금족 금속 전구체인 백금족 화합물 및 양이온 계면활성제를 포함하는 조성물을 도전성 기재 상에 도포하는 단계;를 포함하고,
    상기 백금족 금속 전구체인 백금족 화합물은 루테늄 전구체를 포함하며,
    상기 양이온 계면활성제는 세틸트리메틸암모니움클로라이드(cetyltrimethylammonium chloride, CTAC), 세틸트리메틸암모니움브로마이드(cetyltrimethylammonium bromide, CTAB), 도데실트리메틸암모니움클로라이드(dodecyltrimethylammonium chloride, DTAC) 또는 도데실트리메틸암모니움브로마이드(dodecyltrimethylammonium bromide, DTAB)를 포함하고,
    상기 조성물은, 상기 루테늄 전구체의 금속 원소 1 몰 대비, 0.5 몰 이상의 상기 양이온 계면활성제를 포함하는 염수 전기 분해용 애노드(anode) 전극의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 백금족 화합물, 양이온 계면활성제 및 알코올계 용매를 혼합하여 상기 조성물을 제조하는 염수 전기 분해용 애노드(anode) 전극의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 도전성 기재 상에 도포된 조성물을 50 ℃ 내지 250 ℃ 범위의 온도에서 건조하여 도전성 기재 상에 피막을 형성하는 단계;
    를 더 포함하는 염수 전기 분해용 애노드(anode) 전극의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 건조 후, 350 ℃ 내지 700 ℃ 온도 범위에서 상기 피막을 열처리하는 단계;
    를 더 포함하는 염수 전기 분해용 애노드(anode) 전극의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 조성물의 도포, 건조 및 열처리를 순차적으로 2 회 이상 반복하는 염수 전기 분해용 애노드(anode) 전극의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 도전성 기재는 다공성이거나 메쉬 형상을 갖는 염수 전기 분해용 애노드(anode) 전극의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 조성물을 도전성 기재 상에 도포하기 전에, 도전성 기재의 표면에 요철을 형성한 후 산처리하는 단계;
    를 더 포함하는 염수 전기 분해용 애노드(anode) 전극의 제조방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 건조 및 상기 열처리를 거쳐 도전성 기재 상에 백금족 금속을 포함하는 촉매층을 형성하고,
    상기 촉매층을 형성하는 입자는 X-선 회절 스펙트럼(XRD)을 이용하여 측정시 9.5 nm 이하 크기를 갖는 구형 또는 타원구형 입자인,
    염수 전기 분해용 애노드(anode) 전극의 제조방법.
KR1020170175158A 2017-12-19 2017-12-19 염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법 KR102405287B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170175158A KR102405287B1 (ko) 2017-12-19 2017-12-19 염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170175158A KR102405287B1 (ko) 2017-12-19 2017-12-19 염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190073914A KR20190073914A (ko) 2019-06-27
KR102405287B1 true KR102405287B1 (ko) 2022-06-02

Family

ID=67057039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170175158A KR102405287B1 (ko) 2017-12-19 2017-12-19 염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102405287B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102664290B1 (ko) * 2020-11-24 2024-05-10 주식회사 엘지화학 전기분해용 전극의 제조방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60257099A (ja) * 1984-06-01 1985-12-18 林原　健 突入電流防止付高輝度アダブタ−
TW200304503A (en) * 2002-03-20 2003-10-01 Asahi Chemical Ind Electrode for generation of hydrogen
AU2005325733B2 (en) * 2005-01-27 2010-06-10 Industrie De Nora S.P.A. High efficiency hypochlorite anode coating

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190073914A (ko) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4346070B2 (ja) 水素発生用電極
KR102579080B1 (ko) 전기분해용 양극 및 이의 제조방법
JP5681343B2 (ja) 電解用電極
JP2014159027A (ja) 触媒コーティングおよびその製造方法
JP2007507612A (ja) 電極
KR102405287B1 (ko) 염수 전기 분해용 애노드 전극의 제조방법
KR102576668B1 (ko) 전기분해용 전극
JP5462460B2 (ja) 電解用電極
CN111542649B (zh) 电解用阳极及其制备方法
KR102605336B1 (ko) 전기 분해용 전극 및 이의 제조방법
KR102505751B1 (ko) 전해용 전극 및 이의 제조방법
KR102358447B1 (ko) 전기분해 양극용 코팅액 조성물
KR102503040B1 (ko) 복합 금속 인화물을 포함하는 산화 전극 및 이의 제조방법
KR102161672B1 (ko) 염수 전기 분해용 음극의 제조방법
KR100770736B1 (ko) 수처리용 세라믹 전극 및 그 제조방법 그리고 이를 이용한전극구성체
KR102664290B1 (ko) 전기분해용 전극의 제조방법
KR102573145B1 (ko) 전기분해용 전극
KR102678675B1 (ko) 전기분해용 환원 전극
US20230295819A1 (en) Electrode for Electrolysis
KR102472146B1 (ko) 전해용 전극의 제조방법 및 이를 사용하여 제조된 전해용 전극
KR20200142464A (ko) 전기분해용 전극
KR20240018562A (ko) 전기분해용 전극
KR20210079202A (ko) 전기분해용 전극
KR20200042787A (ko) 전해용 전극 및 이의 제조방법
KR20190037518A (ko) 전기분해 전극의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant