KR102605336B1 - Electrode for electrolysis, method for producing the same, and electrochemical cell - Google Patents

Electrode for electrolysis, method for producing the same, and electrochemical cell Download PDF

Info

Publication number
KR102605336B1
KR102605336B1 KR1020180081249A KR20180081249A KR102605336B1 KR 102605336 B1 KR102605336 B1 KR 102605336B1 KR 1020180081249 A KR1020180081249 A KR 1020180081249A KR 20180081249 A KR20180081249 A KR 20180081249A KR 102605336 B1 KR102605336 B1 KR 102605336B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compound
ruthenium
electrolysis
cerium
precursor
Prior art date
Application number
KR1020180081249A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200007306A (en
Inventor
정상윤
오명환
김명훈
정종욱
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 KR1020180081249A priority Critical patent/KR102605336B1/en
Publication of KR20200007306A publication Critical patent/KR20200007306A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102605336B1 publication Critical patent/KR102605336B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091Electrodes 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/04Pretreatment of the material to be coated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/08Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1204Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
    • C23C18/1208Oxides, e.g. ceramics
    • C23C18/1216Metal oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1229Composition of the substrate
    • C23C18/1241Metallic substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/052Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
    • C25B11/053Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate characterised by multilayer electrocatalytic coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/055Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091Electrodes 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
    • C25B11/093Electrodes 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 noble metal or noble metal oxide and at least one non-noble metal oxide

Abstract

본 발명은 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선하고, 전극 제조비용이 절감되는 전기 분해용 전극 및 이의 제조방법과 전기 화학 전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for electrolysis, a method of manufacturing the same, and an electrochemical cell that improve overvoltage caused by the cathode in the electrolysis process and reduce electrode manufacturing costs.

Description

전기 분해용 전극 및 이의 제조방법{ELECTRODE FOR ELECTROLYSIS, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND ELECTROCHEMICAL CELL}Electrode for electrolysis and method of manufacturing the same {ELECTRODE FOR ELECTROLYSIS, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND ELECTROCHEMICAL CELL}

본 발명은 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선하고, 전극 제조비용이 절감되는 전기 분해용 전극 및 이의 제조방법과 알칼리 클로라이드 염수(alkali chloride brine)의 전기분해를 위한 전기 화학 전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for electrolysis that improves overvoltage caused by the cathode in the electrolysis process and reduces electrode manufacturing costs, a method of manufacturing the same, and an electrochemical cell for electrolysis of alkali chloride brine.

클로르-알칼리(Chlor-Alkali, 이하 "CA"라 함) 공정은 고농도의 염수(Brine)와 물을 전기 분해하여 비닐클로라이드 모노머(VCM) 제조 원료가 되는 염소가스(Cl2)와 비누, 표백제 등에 사용되는 가성소다(NaOH) 및 수소가스(H2)를 생산하는 공정이다. The Chlor-Alkali (hereinafter referred to as “CA”) process electrolyzes high-concentration brine and water to produce chlorine gas (Cl 2 ), which is the raw material for producing vinyl chloride monomer (VCM), soap, bleach, etc. This is a process for producing caustic soda (NaOH) and hydrogen gas (H 2 ).

CA 공정은 전기 비용이 전체 공정 운전비용의 약 40~60%를 차지하는 높은 에너지 소모 공정으로, 이러한 전기 비용을 절감하기 위해서 위해 전기 분해에 필요한 전압을 넘어서는 추가적인 전압(과전압)을 줄이는 것이 중요하다. 이러한 과전압을 높이는 요인으로 분리막 저항, 전해질 저항, 양극, 음극 등이 있으며, 이 중 음극에 의한 과전압이 전체 과전압에서 상당한 부분을 차지하고 있다. The CA process is a high energy consumption process in which electricity costs account for approximately 40-60% of the total process operating cost. In order to reduce these electricity costs, it is important to reduce additional voltage (overvoltage) beyond the voltage required for electrolysis. Factors that increase this overvoltage include separator resistance, electrolyte resistance, anode, and cathode, and among these, overvoltage caused by the cathode accounts for a significant portion of the total overvoltage.

현재, CA 공정에 사용되는 상용 음극 전극은 전기분해 공정이 지속되면 도금이 열화 되고, 전극상의 코팅이 벗겨지는 등의 문제점으로 인해 이론전압 대비 상당히 높은 과전압을 보이고 있는 상황이다. Currently, the commercial cathode electrode used in the CA process shows an overvoltage that is significantly higher than the theoretical voltage due to problems such as plating deterioration and coating on the electrode peeling off if the electrolysis process continues.

따라서, 기존 상용 전극 대비 안정성이 우수하고 고효율을 나타내는 전극의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for the development of electrodes that have excellent stability and high efficiency compared to existing commercial electrodes.

본 발명은 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선하고, 전극 제조비용이 절감되는 전기 분해용 전극을 제공하기 위한 것이다. The present invention is intended to provide an electrode for electrolysis that improves overvoltage caused by the cathode in the electrolysis process and reduces electrode manufacturing costs.

또한, 본 발명은 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선하고, 전극 제조비용이 절감되는 전기 분해용 전극을 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is intended to provide a method of manufacturing an electrode for electrolysis that improves overvoltage caused by the cathode in the electrolysis process and reduces electrode manufacturing costs.

또한, 본 발명은 알칼리 클로라이드 염수(alkali chloride brine)의 전기분해를 위한 전기 화학 전지를 제공하기 위한 것이다. Additionally, the present invention is to provide an electrochemical cell for electrolysis of alkali chloride brine.

본 명세서에서는, 전도성 기재; 및 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 포함하는 촉매층;을 포함하는 전기 분해용 전극을 제공한다.In this specification, a conductive substrate; and a catalyst layer containing ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce).

또한, 본 명세서에서는, 전도성 기재 상에, 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체, 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체를 포함하는 코팅액을 도포하는 단계; 및 상기 코팅액을 소성하는 단계;를 포함하는, 전기 분해용 전극의 제조 방법을 제공한다.Additionally, in the present specification, the steps include applying a coating solution containing a ruthenium (Ru) compound or a precursor thereof, a cobalt (Co) compound or a precursor thereof, and a cerium (Ce) compound or a precursor thereof on a conductive substrate; and calcining the coating solution. It provides a method of manufacturing an electrode for electrolysis, including a step.

또한, 본 명세서에서는, 상기 전기 분해용 전극을 음극으로 포함하는 알칼리 클로라이드 염수(alkali chloride brine)의 전기분해를 위한 전기 화학 전지를 제공한다. In addition, the present specification provides an electrochemical cell for electrolysis of alkali chloride brine including the electrolysis electrode as a cathode.

이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 전기 분해용 전극, 전기 분해용 전극의 제조 방법 및 전기 화학 전지에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, an electrode for electrolysis, a method of manufacturing an electrode for electrolysis, and an electrochemical cell according to specific embodiments of the invention will be described in more detail.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise,” “comprise,” or “have” are intended to designate the presence of implemented features, numbers, steps, components, or a combination thereof, and are intended to indicate the presence of one or more other features or It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, components, or combinations thereof.

또한 본 발명에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다. Additionally, in the present invention, when each layer or element is referred to as being formed “on” or “on” the respective layers or elements, it means that each layer or element is formed directly on the respective layers or elements, or other This means that layers or elements can be additionally formed between each layer, on the object, or on the substrate.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be subject to various changes and can take various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

발명의 일 구현예에 따르면, 전도성 기재; 및 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 포함하는 촉매층;을 포함하는 전기 분해용 전극이 제공될 수 있다.According to one embodiment of the invention, a conductive substrate; and a catalyst layer containing ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce). An electrode for electrolysis containing a may be provided.

본 발명자들은, 전기 분해용 전극이 전도성 기재 및 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 포함하는 촉매층을 포함하는 전기 분해용 전극을 개발하고, 이러한 전극이 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선할 수 있으며, 코발트(Co)의 첨가로 인해 상대적으로 루테늄(Ru)의 함량을 감소시켜 전극의 제조비용이 절감될 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.The present inventors have developed an electrode for electrolysis comprising a conductive substrate and a catalyst layer containing ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce), and this electrode is used as a cathode in the electrolysis process. The invention was completed after confirming through experiments that the overvoltage caused by the electrodes can be improved and the manufacturing cost of the electrode can be reduced by relatively reducing the content of ruthenium (Ru) due to the addition of cobalt (Co).

상기 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 포함하는 촉매층은 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선하는 작용을 할 수 있는데, 구체적으로, 상기 촉매층에서 상기 루테늄(Ru)은 전기 분해 반응이 보다 잘 진행되도록 하는 촉매 역할을 하고, 상기 코발트(Co)는 상기 루테늄의 촉매 작용을 촉진하는 역할을 하며, 상기 세륨(Ce)은 전기 분해 공정이 지속될 때 전극이 손상되지 않고 내구성을 유지하게 하는 역할을 할 수 있다.The catalyst layer containing ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce) may function to improve overvoltage caused by the cathode in the electrolysis process. Specifically, the ruthenium (Ru) in the catalyst layer is used to generate electricity. It acts as a catalyst to allow the decomposition reaction to progress better, the cobalt (Co) serves to promote the catalytic action of the ruthenium, and the cerium (Ce) ensures durability by preventing damage to the electrode when the electrolysis process continues. It can play a role in maintaining it.

또한, 상기 촉매층이 코발트(Co)를 포함함에 따라서 루테늄(Ru)과 산소 간의 결합 에너지가 변화할 수 있고, 이에 따라서 상기 촉매층 내에서는 루테늄(Ru)은 산화루테늄(Ru oxide)에 비하여 루테늄(Ru) 금속이 더 많은 비율로 존재하는 상태일 수 있다. 이와 같이, 상기 촉매층 내에서 산화루테늄(Ru oxide)에 비하여 루테늄(Ru) 금속이 더 많은 비율로 존재하게 되어, 상기 구현예의 전기 분해용 전극은 보다 높은 전기 분해 효율 등을 구현할 수 있다. In addition, as the catalyst layer contains cobalt (Co), the bonding energy between ruthenium (Ru) and oxygen may change, and accordingly, within the catalyst layer, ruthenium (Ru) is greater than ruthenium oxide (Ru oxide). ) It may be a state in which the metal is present in a higher proportion. In this way, ruthenium (Ru) metal is present in a larger proportion than ruthenium oxide (Ru oxide) in the catalyst layer, so that the electrolysis electrode of the above embodiment can realize higher electrolysis efficiency.

한편, 상기 촉매층에서 중심 원소 기준으로 상기 세륨(Ce) 대비 코발트(Co)의 몰비가 0.9 이하, 또는 0.8 이하, 또는 0.7이하, 또는 0.1 내지 0.9 일 수 있다. 상기 촉매층에서 상기 세륨(Ce) 대비 코발트(Co)의 몰비가 0.9 이하임에 따라, 과전압을 개선하고, 전극 제조비용이 절감되는 효과를 나타낼 수 있다. Meanwhile, based on the central element in the catalyst layer, the molar ratio of cobalt (Co) to cerium (Ce) may be 0.9 or less, or 0.8 or less, or 0.7 or less, or 0.1 to 0.9. As the molar ratio of cobalt (Co) to cerium (Ce) in the catalyst layer is 0.9 or less, overvoltage can be improved and electrode manufacturing costs can be reduced.

이에 반하여, 상기 촉매층에서 상기 세륨(Ce) 대비 코발트(Co)의 몰비가 0.9 를 초과하는 경우, 과전압을 개선시키는 효과가 미미하거나, 오히려 과전압이 커지는 문제점이 있을 수 있다. On the other hand, if the molar ratio of cobalt (Co) to cerium (Ce) in the catalyst layer exceeds 0.9, the effect of improving the overvoltage may be minimal, or there may be a problem of the overvoltage increasing.

상기 촉매층은 상기 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 각각 개별 금속 원소 또는 상기 금속 원소를 포함한 화합물(예를 들어, 산화물, 수화물, 질화물 등)의 형태로 포함할 수 있으며, 상기 촉매층에서 상기 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)의 함량 또는 이들간의 비율(몰비율) 등은 상기 각각의 금속 원소를 기준(상기 중심 원소 기준)으로 정의될 수 있다. The catalyst layer may include ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce) in the form of individual metal elements or compounds containing the metal elements (e.g., oxides, hydrates, nitrides, etc.), The content of ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce) or the ratio (molar ratio) between them in the catalyst layer may be defined based on each metal element (based on the central element).

예를 들어, 상기 세륨(Ce) 대비 코발트(Co)의 몰비는 상기 촉매층에 포함되는 세륨(Ce) 원소 및 코발트(Co) 원소의 몰비로 정의될 수 있으며, 또한 세륨(Ce) 원소를 포함한 화합물과 코발트(Co)를 포함한 화합물 중 각각 세륨(Ce) 원소 및 코발트(Co) 원소의 몰비로 정의될 수 있다. For example, the molar ratio of cobalt (Co) to cerium (Ce) may be defined as the molar ratio of the cerium (Ce) element and the cobalt (Co) element contained in the catalyst layer, and also a compound containing the cerium (Ce) element. Among compounds containing and cobalt (Co), it can be defined as the molar ratio of the cerium (Ce) element and the cobalt (Co) element, respectively.

한편, 상기 촉매층은 중심 원소 기준으로 상기 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 2 내지10: 0.1 내지 0.9: 1의 몰비로 포함할 수 있다. Meanwhile, the catalyst layer may include ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce) at a molar ratio of 2 to 10:0.1 to 0.9:1 based on the central elements.

이 때, 촉매층 내의 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)의 몰비가 상기 범위를 만족하는 경우, 과전압을 개선하는 효과가 극대화되며, 코팅액 내의 백금족 화합물인 루테늄의 함량을 줄임으로써 전극 제조비용을 절감하는 효과를 가질 수 있다.At this time, when the molar ratio of ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce) in the catalyst layer satisfies the above range, the effect of improving overvoltage is maximized, and the content of ruthenium, a platinum group compound, in the coating solution is reduced to reduce the content of ruthenium, a platinum group compound, in the electrode. It can have the effect of reducing manufacturing costs.

상기 촉매층에서 상기 루테늄(Ru)의 함량은 세륨(Ce)의 함량을 기준으로 나타낼 수 있는데, 구체적으로 상기 세륨(Ce) 대비 루테늄(Ru)의 몰비는 2 내지10, 또는 2 내지8, 또는 4 내지 8 일 수 있다. 상기 촉매층에서 상기 세륨(Ce) 대비 루테늄(Ru)의 몰비가 10을 초과하는 경우, 특별한 장점 없이 경제적으로 불리할 뿐이며, 2 미만인 경우 오히려 과전압이 커지는 문제점이 있을 수 있다.The content of ruthenium (Ru) in the catalyst layer can be expressed based on the content of cerium (Ce). Specifically, the molar ratio of ruthenium (Ru) to cerium (Ce) is 2 to 10, or 2 to 8, or 4. It can be from 8 to 8. If the molar ratio of ruthenium (Ru) to cerium (Ce) in the catalyst layer exceeds 10, it is economically disadvantageous without any particular advantage, and if it is less than 2, there may be a problem of increased overvoltage.

또한, 상기 촉매층에서 상기 코발트(Co)의 함량은 세륨(Ce)의 함량을 기준으로 나타낼 수 있는데, 상기 세륨(Ce) 대비 코발트(Co)의 몰비는0.9 이하, 또는 0.8 이하, 또는 0.7이하, 또는 0.1 내지 0.9 일 수 있다.In addition, the content of cobalt (Co) in the catalyst layer can be expressed based on the content of cerium (Ce), where the molar ratio of cobalt (Co) to cerium (Ce) is 0.9 or less, or 0.8 or less, or 0.7 or less, Or it may be 0.1 to 0.9.

상기 촉매층에서 상기 세륨(Ce) 대비 코발트(Co)의 몰비가 0.9 이하임에 따라, 전기 분해 반응에서 루테늄의 촉매 작용을 촉진하는 역할을 나타낼 수 있으며, 0.9를 초과하는 경우, 전기 분해 반응에서 루테늄의 촉매 작용을 도리어 방해하는 역할을 하여 과전압을 개선시키는 효과가 미미하거나 오히려 과전압이 커지는 문제점이 있을 수 있다. As the molar ratio of cobalt (Co) to cerium (Ce) in the catalyst layer is 0.9 or less, it can indicate the role of promoting the catalytic action of ruthenium in the electrolysis reaction, and if it exceeds 0.9, ruthenium in the electrolysis reaction Because it acts to hinder the catalytic action, the effect of improving the overvoltage may be minimal or the overvoltage may increase.

한편, 상술한 바와 같이, 상기 촉매층은 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 촉매층은 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 포함한 산화물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 촉매층은 하기 화학식1의 금속 산화물을 포함할 수 있다:Meanwhile, as described above, the catalyst layer may include ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce). Specifically, the catalyst layer may include ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce). It may contain oxides. More specifically, the catalyst layer may include a metal oxide of the following formula (1):

[화학식1][Formula 1]

(Ru)a(Co)b(Ce)cOx(Ru)a(Co)b(Ce)cOx

상기 화학식1에서, a, b, c 및 x는 각각의 원소의 몰비이며, In Formula 1, a, b, c and x are the molar ratio of each element,

a는 2 내10의 유리수이며,a is a rational number between 2 and 10,

b는 0.1 내지 0.8의 유리수이며, b is a rational number from 0.1 to 0.8,

c는 0.8 내지 1.2의 유리수이며, c is a rational number from 0.8 to 1.2,

x는 0.5 내지 10의 유리수이다. x is a rational number from 0.5 to 10.

상기 구현예의 전기 분해용 전극은 통상적으로 알려진 전도성 기재를 사용할 수 있다. 상기 전기 분해용 전극은 클로르-알칼리(Chlor-Alkali) 공정용 음극일 수 있는데, 이에 따라 바람직하게는 상기 전도성 기재는 니켈, 티타늄 및 탄탈륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 또는 이의 합금을 포함할 수 있다. The electrode for electrolysis of the above embodiment may use a commonly known conductive substrate. The electrode for electrolysis may be a cathode for a chlor-alkali process. Accordingly, preferably, the conductive substrate includes one or more metals selected from the group consisting of nickel, titanium, and tantalum, or an alloy thereof. You can.

이때, 상기 전도성 기재는 그 형상이 특별히 제한되지 않으며 막대, 시트, 또는 판형 일 수 있다.At this time, the shape of the conductive substrate is not particularly limited and may be in the form of a rod, sheet, or plate.

한편, 상기 전도성 기재는 10 내지 400㎛의 두께를 가질 수 있으며, 구체적으로 10 내지 350㎛, 또는 10 내지 300㎛, 또는 10 내지 250㎛의 두께를 가질 수 있다.Meanwhile, the conductive substrate may have a thickness of 10 to 400 ㎛, specifically 10 to 350 ㎛, 10 to 300 ㎛, or 10 to 250 ㎛.

상기 전도성 기재가 상기 범위의 두께를 가질 경우, 전도성 기재 상에 형성되는 상기 촉매층이 충분한 비표면적을 가질 수 있으나, 400㎛를 초과하는 경우, 전도성 기재가 너무 두꺼워져 전극의 성능이 저하될 우려가 있고, 10㎛ 미만인 경우, 전도성 기재가 너무 얇아져서 전도성 기재의 표면적이 부족하여 촉매층의 형성에 불리할 수 있다. When the conductive substrate has a thickness in the above range, the catalyst layer formed on the conductive substrate may have a sufficient specific surface area, but when it exceeds 400㎛, the conductive substrate becomes too thick and there is a risk that the performance of the electrode may deteriorate. If it is less than 10㎛, the conductive substrate becomes too thin and the surface area of the conductive substrate is insufficient, which may be disadvantageous for the formation of a catalyst layer.

또한, 상기 촉매층은 5 내지 150_㎛의 두께를 가질 수 있으며, 구체적으로 5 내지 130㎛, 또는 5 내지 100㎛, 또는 5 내지 50㎛의 두께를 가질 수 있다.Additionally, the catalyst layer may have a thickness of 5 to 150 ㎛, specifically 5 to 130 ㎛, 5 to 100 ㎛, or 5 to 50 ㎛.

상기 촉매층이 150㎛를 초과하는 경우, 특별한 장점 없이 경제적으로 불리하여 전극 제조비용이 절감되는 효과가 거의 없으며, 5㎛ 미만인 경우, 촉매층의 비표면적이 부족하여 과전압을 개선하는 효과가 부족할 수 있다. If the catalyst layer exceeds 150㎛, it is economically disadvantageous without any special advantage and has little effect in reducing electrode manufacturing costs, and if it is less than 5㎛, the effect of improving overvoltage may be insufficient due to the insufficient specific surface area of the catalyst layer.

상기 구현예의 전기 분해용 전극은 클로르-알칼리(Chlor-Alkali) 공정용 음극일 수 있다.The electrode for electrolysis of the above embodiment may be a cathode for a chlor-alkali process.

발명의 다른 구현예에 따르면, 전도성 기재 상에, 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체, 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체를 포함하는 코팅액을 도포하는 단계; 및 상기 코팅액을 소성하는 단계;를 포함하는 전기 분해용 전극의 제조 방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment of the invention, applying a coating solution containing a ruthenium (Ru) compound or a precursor thereof, a cobalt (Co) compound or a precursor thereof, and a cerium (Ce) compound or a precursor thereof on a conductive substrate; A method for manufacturing an electrode for electrolysis can be provided, including the step of calcining the coating solution.

본 발명자들은 상술한 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체, 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체를 포함하는 코팅액을 이용하여 전기 분해용 전극을 제조하였으며, 이와 같이 제공되는 전기 분해용 전극은 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선할 수 있으며, 코발트(Co)의 첨가로 인해 상대적으로 루테늄(Ru)의 함량을 감소시켜 전극의 제조비용이 절감될 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하였다. The present inventors manufactured an electrode for electrolysis using a coating solution containing the above-described ruthenium (Ru) compound or its precursor, cobalt (Co) compound or its precursor, and cerium (Ce) compound or its precursor, and provided as such. Electrolysis electrodes can improve the overvoltage caused by the cathode in the electrolysis process, and experiments have shown that the addition of cobalt (Co) can relatively reduce the content of ruthenium (Ru), thereby reducing the manufacturing cost of the electrode. It was confirmed through .

상기 제조 방법에 의하여 제조되는 전기 분해용 전극은 전도성 기재; 및 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 포함하는 촉매층;을 포함할 수 있다. The electrode for electrolysis manufactured by the above manufacturing method includes a conductive substrate; and a catalyst layer containing ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce).

상기 일 구현예의 전기 분해용 전극에서 상술한 바와 같이, 상기 촉매층이 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 포함함에 따라서 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선하는 작용을 할 수 있는데, 구체적으로, 상기 촉매층에서 상기 루테늄(Ru)은 전기 분해 반응이 보다 잘 진행되도록 하는 촉매 역할을 하고, 상기 코발트(Co)는 상기 루테늄의 촉매 작용을 촉진하는 역할을 하며, 상기 세륨(Ce)은 전기 분해 공정이 지속될 때 전극이 손상되지 않고 내구성을 유지하게 하는 역할을 할 수 있다.As described above in the electrolysis electrode of one embodiment, since the catalyst layer contains ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce), it can serve to improve overvoltage caused by the cathode in the electrolysis process. Specifically, in the catalyst layer, the ruthenium (Ru) serves as a catalyst to allow the electrolysis reaction to proceed better, the cobalt (Co) serves to promote the catalytic action of the ruthenium, and the cerium (Ce) serves to promote the catalytic action of the ruthenium. ) can play a role in ensuring that the electrode is not damaged and maintains durability when the electrolysis process continues.

이때, 상기 루테늄(Ru) 화합물, 코발트(Co) 화합물 및 세륨(Ce) 화합물은 각각 개별 금속 원소 또는 상기 금속 원소를 포함한 화합물(예를 들어, 산화물, 수화물, 질화물 등)의 형태를 포함하며, 상기 루테늄(Ru) 전구체, 코발트(Co) 전구체 및 세륨(Ce) 전구체는 최종적으로 얻을 수 있는 물질인 루테늄(Ru) 화합물, 코발트(Co) 화합물 및 세륨(Ce) 화합물이 되기 전 단계의 물질을 의미한다.At this time, the ruthenium (Ru) compound, cobalt (Co) compound, and cerium (Ce) compound each include the form of an individual metal element or a compound containing the metal element (e.g., oxide, hydrate, nitride, etc.), The ruthenium (Ru) precursor, cobalt (Co) precursor, and cerium (Ce) precursor are materials at the stage before becoming the final materials that can be obtained: ruthenium (Ru) compound, cobalt (Co) compound, and cerium (Ce) compound. it means.

구체적으로 상기 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체로는 플루오르화루테늄, 염화루테늄, 브롬화루테늄, 요오드화루테늄, 산화루테늄 수화물, 초산 루테늄 및 루테늄산 나트륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있으며, 상기 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체로는 질산코발트, 초산코발트 및 황산코발트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있고, 상기 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체로는 질산세륨, 산화세륨, 염화세륨 및 초산세륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.Specifically, the ruthenium (Ru) compound or its precursor may include at least one selected from the group consisting of ruthenium fluoride, ruthenium chloride, ruthenium bromide, ruthenium iodide, ruthenium oxide hydrate, ruthenium acetate, and sodium ruthenate, The cobalt (Co) compound or its precursor may include one or more selected from the group consisting of cobalt nitrate, cobalt acetate, and cobalt sulfate, and the cerium (Ce) compound or its precursor may include cerium nitrate, cerium oxide, One or more types selected from the group consisting of cerium chloride and cerium acetate may be mentioned.

한편, 상기 코팅액은 중심 원소 기준으로 상기 세륨(Ce) 대비 코발트(Co)를 0.9이하로 포함할 수 있으며, 또한 상기 코팅액은 중심 원소 기준으로 상기 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 2 내지10: 0.1 내지 0.9: 1의 몰비로 포함할 수 있다.Meanwhile, the coating solution may contain 0.9 or less of cobalt (Co) compared to the cerium (Ce) based on the central element, and the coating solution may contain ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce) based on the central element. ) may be included in a molar ratio of 2 to 10:0.1 to 0.9:1.

이 때, 상기 코팅액 내의 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)의 몰비가 상기 범위를 만족하는 경우, 과전압을 개선하는 효과가 극대화되며, 코팅액 내의 백금족 화합물인 루테늄의 함량을 줄임으로써 전극 제조비용을 절감하는 효과를 가질 수 있다.At this time, when the molar ratio of ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce) in the coating solution satisfies the above range, the effect of improving overvoltage is maximized by reducing the content of ruthenium, a platinum group compound, in the coating solution. This can have the effect of reducing electrode manufacturing costs.

상기 코팅액에서 상기 루테늄(Ru) 및 코발트(Co)의 함량은 각각 세륨(Ce)의 함량을 기준으로 나타낼 수 있으며, 구체적으로 상기 세륨(Ce) 대비 루테늄(Ru)의 몰비는 2 내지10, 또는 2 내지8, 또는 4 내지 8 일 수 있다. 상기 코팅액에서 상기 세륨(Ce) 대비 루테늄(Ru)의 몰비가 10을 초과하는 경우, 특별한 장점 없이 경제적으로 불리할 뿐이며, 2 미만인 경우 오히려 과전압이 커지는 문제점이 있을 수 있다.The content of ruthenium (Ru) and cobalt (Co) in the coating solution can each be expressed based on the content of cerium (Ce), and specifically, the molar ratio of ruthenium (Ru) to cerium (Ce) is 2 to 10, or It may be 2 to 8, or 4 to 8. If the molar ratio of ruthenium (Ru) to cerium (Ce) in the coating solution exceeds 10, it is economically disadvantageous without any particular advantage, and if it is less than 2, there may be a problem of increased overvoltage.

또한, 상기 코팅액은 중심 원소 기준으로 상기 세륨(Ce) 대비 코발트(Co)를 0.9이하, 또는 0.8 이하, 또는 0.7이하, 또는 0.1 내지 0.9 몰비로 포함할 수 있으며, 상기 코팅액에서 상기 세륨(Ce) 대비 코발트(Co)의 몰비가 0.9 이하임에 따라, 전기 분해 반응에서 루테늄의 촉매 작용을 촉진하는 역할을 나타낼 수 있으며, 0.9 를 초과하는 경우, 전기 분해 반응에서 루테늄의 촉매 작용을 도리어 방해하는 역할을 하여 과전압을 개선시키는 효과가 미미하거나 오히려 과전압이 커지는 문제점이 있을 수 있다.In addition, the coating solution may contain cobalt (Co) to the cerium (Ce) in a molar ratio of 0.9 or less, or 0.8 or less, or 0.7 or less, or 0.1 to 0.9 based on the central element, and the cerium (Ce) in the coating solution. As the molar ratio of cobalt (Co) is less than 0.9, it may play a role in promoting the catalytic action of ruthenium in the electrolysis reaction. If it exceeds 0.9, it may play a role in hindering the catalytic action of ruthenium in the electrolysis reaction. The effect of improving the overvoltage may be minimal, or there may be a problem of the overvoltage increasing.

한편, 상기 전도성 기재 상에, 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체, 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체를 포함하는 코팅액을 도포하는 단계 이전에, 상기 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체, 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체를 유기 용매에 용해하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 유기 용매는 탄소수 1 내지 8의 카르복실산, 탄소수 1 내지 8의 알코올, 탄소수 1 내지 8의 케톤 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 구체적으로 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 또는 부탄올 등일 수 있다. Meanwhile, before applying a coating solution containing a ruthenium (Ru) compound or a precursor thereof, a cobalt (Co) compound or a precursor thereof, and a cerium (Ce) compound or a precursor thereof on the conductive substrate, the ruthenium (Ru) It may further include dissolving the compound or its precursor, the cobalt (Co) compound or its precursor, and the cerium (Ce) compound or its precursor in an organic solvent, wherein the organic solvent is a carboxylic acid having 1 to 8 carbon atoms, or a carbon number. It may be an alcohol having 1 to 8 carbon atoms, a ketone having 1 to 8 carbon atoms, or a mixture thereof, and specifically, it may be methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, or butanol.

또한, 상기 유기 용매와 함께 아민계 화합물을 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 아민계 화합물은 탄소수 2 내지 20의 지방족 아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 구체적으로 올레일아민, 프로필아민, 부틸아민, 헥실아민, 옥틸아민, 데실아민, 도데실아민, 헥사데실 아민 또는 옥타데실아민 등일 수 있다. In addition, an amine-based compound may be additionally included along with the organic solvent, and the amine-based compound may be one selected from the group consisting of aliphatic amines having 2 to 20 carbon atoms or a mixture thereof, and specifically, oleylamine, It may be propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, hexadecylamine, or octadecylamine.

상기 아민계 화합물은 상기 유기 용매 및 아민계 화합물의 총 중량 대비 1 내지 10 중량%로 포함할 수 있으며, 이와 같은 함량으로 아민계 화합물을 포함하는 경우, 상기 코팅액의 화학 변화나 상태의 변화를 방지할 수 있다.The amine-based compound may be included in an amount of 1 to 10% by weight relative to the total weight of the organic solvent and the amine-based compound. When the amine-based compound is included in this amount, chemical changes or changes in the state of the coating solution are prevented. can do.

이때, 상기 아민계 화합물이 상기 유기 용매 및 아민계 화합물의 총 중량 대비 10 중량%를 초과하는 경우, 코팅액의 점도가 상승하여 상기 코팅액의 용해도가 저해되는 문제점이 발생할 수 있으며, 1 중량% 미만인 경우, 아민계 화합물의 양이 너무 적어서 상기 코팅액의 화학 변화를 방지하는 효과가 거의 없을 우려가 있다.At this time, if the amine-based compound exceeds 10% by weight relative to the total weight of the organic solvent and the amine-based compound, the viscosity of the coating solution may increase and the solubility of the coating solution may be impaired, and if it is less than 1% by weight, , the amount of the amine-based compound is so small that there is a risk that it will have little effect in preventing chemical changes in the coating solution.

한편, 상기 전도성 기재 상에 코팅액을 도포하는 단계 이전에, 상기 전도성 기재의 적어도 일면에 미세 요철을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, before applying the coating solution on the conductive substrate, the step of forming fine irregularities on at least one surface of the conductive substrate may be further included.

상기 전도성 기재는 표면이 연마된 것일 수 있으며, 예컨대 물리적으로 표면이 연마된 것일 수 있고, 구체적으로 샌드 블라스팅 등의 방법으로 연마된 것일 수 있다.The surface of the conductive substrate may be polished, for example, the surface may be physically polished, or specifically, it may be polished by a method such as sand blasting.

상기 물리적 표면 연마를 통하여 상기 전도성 기재의 적어도 일면에 미세 요철을 형성함으로써, 상기 코팅액이 전도성 기재에 보다 잘 도포되게 하여 접착력을 향상시키고, 촉매층이 보다 균일하고 밀착력있게 형성되도록 할 수 있다.By forming fine irregularities on at least one surface of the conductive substrate through the physical surface polishing, the coating solution can be better applied to the conductive substrate, improving adhesion, and forming the catalyst layer more uniformly and closely.

상기 전도성 기재는 상기 표면 연마 이후, 추가적으로 에칭이 이루어진 것일 수 있다. 상기 에칭은 강염기 및/또는 강산을 이용한 화학적 에칭일 수 있다. 에칭 방법은 특별히 제한되지 않지만 예컨대, 상기 전도성 기재를 NaOH, KOH 등의 알칼리 수산화물 또는 알칼리토금속의 수산화물 등의 강염기를 이용하여 40℃ 내지 100℃의 온도에서 10분 내지 120분간 에칭하거나, HCl, HF, HBr, 옥살산 등의 산을 이용하여 40℃ 내지 100℃의 온도에서 10분 내지 120분간 에칭하는 방법으로 이루어질 수 있으며, 상기 강염기를 이용한 에칭 및 산을 이용한 에칭이 순차적으로 모두 이루어질 수도 있다.The conductive substrate may be additionally etched after the surface polishing. The etching may be a chemical etching using a strong base and/or acid. The etching method is not particularly limited, but for example, the conductive substrate is etched at a temperature of 40°C to 100°C for 10 to 120 minutes using an alkali hydroxide such as NaOH, KOH, or a strong base such as an alkaline earth metal hydroxide, or etching with HCl or HF. , HBr, oxalic acid, etc. may be used to etch for 10 to 120 minutes at a temperature of 40°C to 100°C, and etching using the strong base and etching using the acid may be performed sequentially.

한편, 상기 코팅액을 전도성 기재에 도포하는데, 이때 도포 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 브러쉬를 이용하여 도포(brushing 법)하는 방법에 의해 이루어질 수 있다.Meanwhile, the coating liquid is applied to the conductive substrate. At this time, the application method is not particularly limited, and may be, for example, applied using a brush (brushing method).

상기 전도성 기재 상에 상기 코팅액을 도포한 후 이를 소성하는데, 상기 소성하는 단계는 300℃ 이상에서 이루어질 수 있으며, 구체적으로 300℃ 이상 또는 400℃ 이상, 또는 300℃ 내지 800℃의 온도에서 이루어질 수 있다.The coating solution is applied on the conductive substrate and then fired. The firing step may be performed at a temperature of 300°C or higher, and specifically, may be performed at a temperature of 300°C or higher, 400°C or higher, or 300°C to 800°C. .

이때, 상기 소성 단계가 300℃ 미만에서 이루어지는 경우, 루테늄 화합물 또는 이의 전구체가 완전히 산화되지 않고 잔류하는 문제점이 발생할 우려가 있다. At this time, if the firing step is performed below 300°C, there is a risk that the ruthenium compound or its precursor may remain without being completely oxidized.

한편, 상기 코팅액을 소성하는 단계 이전에 상기 코팅액이 도포된 전도성 기재를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, before the step of baking the coating solution, the step of drying the conductive substrate to which the coating solution is applied may be further included.

상기 건조 단계에서 사용 가능한 방법 및 조건이 크게 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 상기 건조는 50℃ 내지 200℃의 온도에서 이루어질 수 있으며, 구체적으로 100℃ 내지 200℃의 온도에서 이루어질 수 있다. Methods and conditions usable in the drying step are not greatly limited. For example, the drying may be performed at a temperature of 50°C to 200°C, and specifically, may be performed at a temperature of 100°C to 200°C.

이러한 코팅액의 도포, 건조 및 소성 단계는 수회, 예컨대 2회 내지 20회 반복될 수 있다.These coating liquid application, drying, and firing steps may be repeated several times, for example, 2 to 20 times.

발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상술한 일 구현예의 전기 분해용 전극을 음극으로 포함하는 알칼리 클로라이드 염수(alkali chloride brine)의 전기분해를 위한 전기 화학 전지가 제공될 수 있다. According to another embodiment of the invention, an electrochemical cell for electrolysis of alkali chloride brine can be provided, including the electrolysis electrode of the above-described embodiment as a cathode.

상기 전기 화학 전지의 구체적인 구조가 한정되는 것은 아니며, 통상적으로 알려진 바와 같이 알칼리 금속 염화물을 함유하는 수성 전해질; 양극; 음극으로서 상술한 일 구현예의 전기 분해용 전극; 및 상기 수성 전해질 내에 위치하며 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 분리막; 등의 구성을 포함할 수 있다. The specific structure of the electrochemical cell is not limited, and as commonly known, it includes an aqueous electrolyte containing an alkali metal chloride; anode; The electrolysis electrode of the above-described embodiment as a cathode; and a separator located within the aqueous electrolyte and between the anode and the cathode. It may include configurations such as:

본 발명은 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선하고, 전극 제조비용이 절감되는 전기 분해용 전극과 전기 분해 공정에서 음극에 의한 과전압을 개선하고, 전극 제조비용이 절감되는 전기 분해용 전극을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.The present invention improves the overvoltage caused by the cathode in the electrolysis process and manufactures an electrolysis electrode that reduces electrode manufacturing costs and improves the overvoltage caused by the cathode in the electrolysis process and reduces electrode manufacturing costs. We can provide a way to do this.

또한, 본 발명은 상기 전기 분해용 전극을 음극으로 포함하는 알칼리 클로라이드 염수(alkali chloride brine)의 전기분해를 위한 전기 화학 전지를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide an electrochemical cell for electrolysis of alkali chloride brine including the electrolysis electrode as a cathode.

도 1은 실시예 1에서 제조된 전기 분해용 전극의 표면상태분석(XPS)을 나타낸 그래프이다.
도 2는 비교예 1에서 제조된 전기 분해용 전극의 표면상태분석(XPS)을 나타낸 그래프이다.
Figure 1 is a graph showing surface condition analysis (XPS) of the electrolysis electrode prepared in Example 1.
Figure 2 is a graph showing surface condition analysis (XPS) of the electrode for electrolysis manufactured in Comparative Example 1.

발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. The invention is explained in more detail in the following examples. However, the following examples only illustrate the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

이하의 실시예 또는 비교예에서, 전도성 기재(니켈 기재)로는 일동금망사의 제품(200μm, Ni 99% 이상 순도)을 사용하였으며, 루테늄(Ru) 화합물로는 Heraeus 사의 염화루테늄 수화물(Ruthenium Chloride Hydrate)을, 코발트(Co) 화합물로 덕산약품공업 사의 초산코발트 4수화물(Cobalt Acetate Tetra hydrate)을 사용하였으며, 세륨(Ce) 화합물로 Sigma-Aldrich 사의 질산세륨 6수화물(Cerium Nitrate Hexahydrate)를 사용하였다. In the following examples or comparative examples, a product from Ildong Gold Mesh (200 μm, Ni purity of 99% or higher) was used as the conductive substrate (nickel substrate), and as the ruthenium (Ru) compound, Ruthenium Chloride Hydrate from Heraeus was used. ), Cobalt Acetate Tetrahydrate from Deoksan Pharmaceutical Co., Ltd. was used as a cobalt (Co) compound, and Cerium Nitrate Hexahydrate from Sigma-Aldrich was used as a cerium (Ce) compound.

또한 용매로는 대정화금 사의 이소프로필 알코올과 2-부톡시 에탄올을 사용하였으며, 아민계 화합물은 대정화금 사의 n-옥틸아민(n-Octylamine)을 사용하였다.In addition, isopropyl alcohol and 2-butoxyethanol from Daejung Chemical were used as solvents, and n-Octylamine from Daejung Chemical was used as an amine compound.

[실시예 1] [Example 1]

니켈 기재의 표면을 알루미늄 옥사이드(120 mesh)로 0.4 MPa 조건에서 물리적 표면 연마인 샌드블라스팅(Sandblasting) 처리를 하여 요철이 있는 구조로 가공하였다. 이후 80℃의 5M 황산 수용액에 상기 니켈 기재를 넣어 3분 동안 처리함으로써 전도성 기재의 전처리 과정을 완료하였다. The surface of the nickel base was processed into an uneven structure by sandblasting, a physical surface polishing, with aluminum oxide (120 mesh) under 0.4 MPa conditions. Afterwards, the nickel substrate was placed in a 5M sulfuric acid aqueous solution at 80°C and treated for 3 minutes to complete the pretreatment process for the conductive substrate.

루테늄(Ru) 화합물, 코발트(Co) 화합물 및 세륨(Ce) 화합물로 RuCl3·nH2O, Co(CH3CO2)2·4H2O, 및 Ce(NO3)2·6H2O를 중심원소를 기준으로 4.5: 0.5: 1.0몰 비율로 혼합하였다. 상기 혼합물을 알코올계 용매인 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)과 2-부톡시 에탄올(2-butoxy EtOH)을 1 : 1 부피 비율로 혼합한 용매에 30분 이상 녹인 후, 아민계 화합물인 n-옥틸아민을 알코올계 혼합용매 대비 5 중량%로 첨가하였다. 이후 50℃, 300RPM 조건에서 24시간 교반하여, 루테늄(Ru)의 농도가 90 g/L 인 코팅액을 제조하였다.RuCl 3 ·nH 2 O, Co(CH 3 CO 2 ) 2 ·4H 2 O, and Ce(NO 3 ) 2 ·6H 2 O as ruthenium (Ru) compound, cobalt (Co) compound, and cerium (Ce) compound . It was mixed at a molar ratio of 4.5: 0.5: 1.0 based on the central element. After dissolving the mixture in an alcohol-based solvent mixed with isopropyl alcohol (IPA) and 2-butoxy ethanol (2-butoxy EtOH) in a 1:1 volume ratio for more than 30 minutes, the amine-based compound n -Octylamine was added at 5% by weight compared to the alcohol-based mixed solvent. Afterwards, the mixture was stirred for 24 hours at 50°C and 300RPM to prepare a coating solution with a ruthenium (Ru) concentration of 90 g/L.

상기 제조된 코팅액을 브러쉬를 이용하여 상기 표면 처리된 니켈 기재에 도포하고 180℃의 대류식 건조 오븐에 넣어 10분 간 건조시킨 후 500℃의 전기 가열로에 넣어 10분간 소성하였다. The prepared coating solution was applied to the surface-treated nickel substrate using a brush, dried in a convection drying oven at 180°C for 10 minutes, and then placed in an electric heating furnace at 500°C and fired for 10 minutes.

이러한 코팅액의 도포, 건조 및 소성 과정을 추가로 9회 수행한 뒤, 최종적으로 500℃에서 1시간 동안 열처리함으로써 전해 전지용 전극을 제조하였다.The application, drying, and firing processes of this coating solution were performed an additional 9 times, and finally heat treatment was performed at 500°C for 1 hour to prepare an electrode for an electrolytic cell.

[실시예 2][Example 2]

상기 실시예 1에서 루테늄(Ru) 화합물, 코발트(Co) 화합물 및 세륨(Ce) 화합물로 RuCl3·nH2O, Co(CH3CO2)2·4H2O, 및 Ce(NO3)2·6H2O를 중심원소를 기준으로 4.8: 0.2: 1.0 몰 비율로 혼합하여 루테늄(Ru)의 농도가 96 g/L인 코팅액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전해 전지용 전극을 제조하였다.In Example 1, the ruthenium (Ru) compound, cobalt (Co) compound, and cerium (Ce) compound were RuCl 3 ·nH 2 O, Co(CH 3 CO 2 ) 2 ·4H 2 O, and Ce(NO 3 ) 2 ·An electrode for an electrolytic battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that 6H 2 O was mixed at a molar ratio of 4.8: 0.2: 1.0 based on the central element to prepare a coating solution with a ruthenium (Ru) concentration of 96 g/L. was manufactured.

[비교예 1][Comparative Example 1]

상기 실시예 1에서 루테늄(Ru) 화합물, 코발트(Co) 화합물 및 세륨(Ce) 화합물로 RuCl3·nH2O, Co(CH3CO2)2·4H2O, 및 Ce(NO3)2·6H2O를 중심원소를 기준으로 5.0: 0: 1.0 몰 비율로 혼합하여 루테늄(Ru)의 농도가 100 g/L인 코팅액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전해 전지용 전극을 제조하였다.In Example 1, the ruthenium (Ru) compound, cobalt (Co) compound, and cerium (Ce) compound were RuCl 3 ·nH 2 O, Co(CH 3 CO 2 ) 2 ·4H 2 O, and Ce(NO 3 ) 2 Electrode for electrolytic battery in the same manner as in Example 1, except that 6H 2 O was mixed at a molar ratio of 5.0: 0: 1.0 based on the central element to prepare a coating solution with a ruthenium (Ru) concentration of 100 g/L. was manufactured.

실험예 1 : 활성화 후 전압 측정Experimental Example 1: Voltage measurement after activation

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1에서 제조된 전해 전지용 전극의 성능을 확인하기 위하여 염수 전기 분해(Chlor-Alkali Electrolysis)에서의 반쪽 셀을 이용한 음극 전압 측정 실험을 수행하였다. To confirm the performance of the electrolytic cell electrodes prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Example 1, a cathode voltage measurement experiment using a half cell in chlor-alkali electrolysis was performed.

선형주사전위법(Linear Sweep Voltammetry)을 통해 전류 밀도 -0.62 A/cm2 조건에서 전극의 활성화 실험을 수행하여, 전극 상태 최적화를 진행하였다. An electrode activation experiment was performed under the current density of -0.62 A/cm 2 using linear sweep voltammetry to optimize the electrode condition.

전해액은 32% NaOH 수용액을 이용하였으며, 상대 전극은 Pt 와이어를, 기준 전극은 Hg/HgO 전극을 이용하였다. 상기 제조된 전극을 상기 전해액에 담근 뒤 -6 A/cm2의 전류 밀도 조건으로 1시간 동안 처리하였다. A 32% NaOH aqueous solution was used as the electrolyte, a Pt wire was used as the counter electrode, and an Hg/HgO electrode was used as the reference electrode. The prepared electrode was immersed in the electrolyte solution and treated for 1 hour under a current density of -6 A/cm 2 .

상기 활성화 처리된 전극을 이용하여 선형주사전위법을 통해 전류 밀도 0.62 A/cm2 조건에서의 전압을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.Using the activated electrode, the voltage was measured at a current density of 0.62 A/cm 2 using the linear scanning potential method, and the results are summarized in Table 1 below.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 코팅액 (Ru:Co:Ce) 조성비Coating liquid (Ru:Co:Ce) composition ratio 4.5: 0.5: 1.04.5: 0.5: 1.0 4.8: 0.2: 1.04.8: 0.2: 1.0 5.0: 0: 1.05.0: 0: 1.0 Ru 농도 (g/L)Ru concentration (g/L) 9090 9696 100100 용매 조성비(IPA : 2-Butoxy EtOH : Octylamine)Solvent composition ratio (IPA: 2-Butoxy EtOH: Octylamine) 1.0: 1.0: 0.11.0: 1.0: 0.1 1.0: 1.0: 0.11.0: 1.0: 0.1 1.0: 1.0: 0.11.0: 1.0: 0.1 건조온도 (℃)Drying temperature (℃) 180180 180180 180180 소성온도 (℃)Firing temperature (℃) 500500 500500 500500 최종 소성온도 (℃)Final firing temperature (℃) 500500 500500 500500 코팅액 도포 횟수Number of coated liquid applications 10회10 times 10회10 times 10회10 times 활성화 후 전압 (V)(@ 0.62 A/cm2)Voltage after activation (V) (@ 0.62 A/cm 2 ) 1.0861.086 1.0941.094 1.0991.099

실험 결과, 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체에 더해 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체를 추가적으로 포함하는 코팅액을 적용한 실시예 1 및 2의 경우, 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체 만을 포함하는 코팅액을 적용한 비교예 1에 비해 과전압이 5 내지 13 mV 개선되는 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the experiment, in Examples 1 and 2 where a coating solution containing a ruthenium (Ru) compound or a precursor thereof and a cerium (Ce) compound or a precursor thereof was applied in addition to a cobalt (Co) compound or a precursor thereof, the ruthenium (Ru) compound Alternatively, it was confirmed that the overvoltage was improved by 5 to 13 mV compared to Comparative Example 1 in which a coating solution containing only its precursor and a cerium (Ce) compound or its precursor was applied.

또한 코팅액에서 루테늄(Ru)의 농도를 10 wt%까지 줄임으로써, 전극 제조시 제조비용이 절감될 것으로 예측할 수 있었다.Additionally, by reducing the concentration of ruthenium (Ru) in the coating solution to 10 wt%, it was predicted that manufacturing costs would be reduced when manufacturing electrodes.

실험예 2: 표면상태 분석 (XPS)Experimental Example 2: Surface condition analysis (XPS)

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 전극의 금속 산화 상태를 확인하기 위하여 표면상태분석(XPS)을 실시하였다.Surface condition analysis (XPS) was performed to confirm the metal oxidation state of the electrodes prepared in Example 1 and Comparative Example 1.

10-9 Torr 미만의 초고진공 조건에서 TheromoFisher Scientific사의 VG Scientific ESCALAB 250 장비를 이용하여 분석하였다. Analysis was performed using ThermoFisher Scientific's VG Scientific ESCALAB 250 equipment under ultra-high vacuum conditions of less than 10 -9 Torr.

시료의 표면에 X-선을 입사하여, 방출하는 광전자(Photoelectron)의 에너지를 측정함으로써 시료표면의 조성 및 화학적인 결합상태를 확인하였다.X-rays were incident on the surface of the sample and the energy of emitted photoelectrons was measured to confirm the composition and chemical bonding state of the sample surface.

도 1은 실시예 1에서 제조된 전기 분해용 전극의 표면상태분석(XPS)을 나타낸 그래프이고, 도 2는 비교예 1에서 제조된 전기 분해용 전극의 표면상태분석(XPS)을 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a graph showing the surface state analysis (XPS) of the electrolysis electrode prepared in Example 1, and Figure 2 is a graph showing the surface state analysis (XPS) of the electrolysis electrode prepared in Comparative Example 1.

도 1에 의하면, 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체에 더해 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체를 추가적으로 포함하는 코팅액을 적용한 실시예 1 의 경우, 루테늄(Ru)과 산소 간의 결합 에너지가 변화되어, 산화루테늄(Ru oxide)에 비하여 루테늄(Ru) 금속이 상대적으로 더 많아진 것을 확인할 수 있었다.According to Figure 1, in Example 1, in which a coating solution was applied that additionally contains a cobalt (Co) compound or a precursor thereof in addition to a ruthenium (Ru) compound or a precursor thereof and a cerium (Ce) compound or a precursor thereof, ruthenium (Ru) and It was confirmed that the binding energy between oxygens changed, and the amount of ruthenium (Ru) metal increased relatively compared to ruthenium oxide (Ru oxide).

Claims (17)

전도성 기재; 및
루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 포함하는 촉매층;을 포함하고,
상기 촉매층은 각 금속 원소 기준으로 상기 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 2 내지 10 : 0.1 내지 0.9 : 1 의 몰비로 포함하는, 전기 분해용 음극.
conductive substrate; and
It includes a catalyst layer containing ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce),
The catalyst layer includes ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce) at a molar ratio of 2 to 10:0.1 to 0.9:1 based on each metal element.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전도성 기재는 니켈, 티타늄 및 탄탈륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 또는 이의 합금을 포함하는, 전기 분해용 음극.
According to paragraph 1,
The conductive substrate is a cathode for electrolysis comprising at least one metal selected from the group consisting of nickel, titanium, and tantalum, or an alloy thereof.
제1항에 있어서,
상기 전도성 기재는 10 내지 400㎛의 두께를 가지며,
상기 촉매층은 5 내지 150㎛의 두께를 가지는, 전기 분해용 음극.
According to paragraph 1,
The conductive substrate has a thickness of 10 to 400 μm,
The catalyst layer has a thickness of 5 to 150㎛, a cathode for electrolysis.
제1항에 있어서,
상기 전기 분해용 음극은 클로르-알칼리(Chlor-Alkali) 공정용 음극인, 전기 분해용 음극.
According to paragraph 1,
The cathode for electrolysis is a cathode for electrolysis, which is a cathode for a chlor-alkali process.
전도성 기재 상에, 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체, 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체를 포함하는 코팅액을 도포하는 단계; 및
상기 코팅액을 소성하는 단계;를 포함하고,
상기 코팅액은 각 금속 원소 기준으로 상기 루테늄(Ru), 코발트(Co) 및 세륨(Ce)을 2 내지 10 : 0.1 내지 0.9 : 1 의 몰비로 포함하는, 전기 분해용 음극의 제조 방법.
Applying a coating solution containing a ruthenium (Ru) compound or a precursor thereof, a cobalt (Co) compound or a precursor thereof, and a cerium (Ce) compound or a precursor thereof on a conductive substrate; and
It includes the step of baking the coating liquid,
The coating liquid includes ruthenium (Ru), cobalt (Co), and cerium (Ce) at a molar ratio of 2 to 10:0.1 to 0.9:1 based on each metal element.
제8항에 있어서,
상기 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체로는 플루오르화루테늄, 염화루테늄, 브롬화루테늄, 요오드화루테늄, 산화루테늄 수화물, 초산 루테늄 및 루테늄산 나트륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고,
상기 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체로는 질산코발트, 초산코발트 및 황산코발트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이며,
상기 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체로는 질산세륨, 산화세륨, 염화세륨 및 초산세륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인, 전기 분해용 음극의 제조 방법.
According to clause 8,
The ruthenium (Ru) compound or its precursor is at least one selected from the group consisting of ruthenium fluoride, ruthenium chloride, ruthenium bromide, ruthenium iodide, ruthenium oxide hydrate, ruthenium acetate, and sodium ruthenate,
The cobalt (Co) compound or its precursor is at least one selected from the group consisting of cobalt nitrate, cobalt acetate, and cobalt sulfate,
A method of manufacturing a cathode for electrolysis, wherein the cerium (Ce) compound or its precursor is at least one selected from the group consisting of cerium nitrate, cerium oxide, cerium chloride, and cerium acetate.
삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 전도성 기재 상에, 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체, 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체를 포함하는 코팅액을 도포하는 단계 이전에,
상기 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체, 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체를 유기 용매에 용해하는 단계를 더 포함하는, 전기 분해용 음극의 제조 방법.
According to clause 8,
Before applying a coating solution containing a ruthenium (Ru) compound or a precursor thereof, a cobalt (Co) compound or a precursor thereof, and a cerium (Ce) compound or a precursor thereof on the conductive substrate,
A method of manufacturing a cathode for electrolysis, further comprising dissolving the ruthenium (Ru) compound or its precursor, the cobalt (Co) compound or its precursor, and the cerium (Ce) compound or its precursor in an organic solvent.
제12항에 있어서,
상기 유기 용매와 함께 아민계 화합물을 추가적으로 포함하는, 전기 분해용 음극의 제조 방법.
According to clause 12,
A method for producing a cathode for electrolysis, further comprising an amine-based compound along with the organic solvent.
제13항에 있어서,
상기 아민계 화합물은 상기 유기 용매 및 아민계 화합물의 총 중량 대비 1 내지 10 중량%로 포함하는, 전기 분해용 음극의 제조 방법.
According to clause 13,
A method of manufacturing a cathode for electrolysis, wherein the amine-based compound is contained in an amount of 1 to 10% by weight based on the total weight of the organic solvent and the amine-based compound.
제8항에 있어서,
상기 전도성 기재 상에, 루테늄(Ru) 화합물 또는 이의 전구체, 코발트(Co) 화합물 또는 이의 전구체 및 세륨(Ce) 화합물 또는 이의 전구체를 포함하는 코팅액을 도포하는 단계 이전에,
상기 전도성 기재의 적어도 일면에 미세 요철을 형성하는 단계를 더 포함하는, 전기 분해용 음극의 제조 방법.
According to clause 8,
Before applying a coating solution containing a ruthenium (Ru) compound or a precursor thereof, a cobalt (Co) compound or a precursor thereof, and a cerium (Ce) compound or a precursor thereof on the conductive substrate,
A method of manufacturing a cathode for electrolysis, further comprising forming fine irregularities on at least one surface of the conductive substrate.
제8항에 있어서,
상기 코팅액을 소성하는 단계는 300℃ 이상의 온도에서 이루어지는, 전기 분해용 음극의 제조 방법.
According to clause 8,
A method of manufacturing a cathode for electrolysis, wherein the step of baking the coating liquid is performed at a temperature of 300° C. or higher.
제1항의 전기 분해용 음극을 포함하는 알칼리 클로라이드 염수(alkali chloride brine)의 전기분해를 위한 전기 화학 전지.
An electrochemical cell for electrolysis of alkali chloride brine comprising the cathode for electrolysis of claim 1.
KR1020180081249A 2018-07-12 2018-07-12 Electrode for electrolysis, method for producing the same, and electrochemical cell KR102605336B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180081249A KR102605336B1 (en) 2018-07-12 2018-07-12 Electrode for electrolysis, method for producing the same, and electrochemical cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180081249A KR102605336B1 (en) 2018-07-12 2018-07-12 Electrode for electrolysis, method for producing the same, and electrochemical cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200007306A KR20200007306A (en) 2020-01-22
KR102605336B1 true KR102605336B1 (en) 2023-11-22

Family

ID=69368202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180081249A KR102605336B1 (en) 2018-07-12 2018-07-12 Electrode for electrolysis, method for producing the same, and electrochemical cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102605336B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220071738A (en) * 2020-11-24 2022-05-31 주식회사 엘지화학 Method for Preparing Electrode for Electrolysis

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4882218B2 (en) 2004-04-23 2012-02-22 東ソー株式会社 Electrode for hydrogen generation, method for producing the same, and electrolysis method using the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3319880B2 (en) * 1994-07-22 2002-09-03 クロリンエンジニアズ株式会社 Anode for producing hypochlorite and method for producing the same
GB9502665D0 (en) * 1995-02-11 1995-03-29 Ici Plc Cathode for use in electrolytic cell
JPH08269763A (en) * 1995-03-28 1996-10-15 Toyo Seikan Kaisha Ltd Electrode and its production

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4882218B2 (en) 2004-04-23 2012-02-22 東ソー株式会社 Electrode for hydrogen generation, method for producing the same, and electrolysis method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200007306A (en) 2020-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4560089B2 (en) Electrode used for electrolysis of aqueous solution to produce hypochlorite
TWI409364B (en) Cathode for hydrogen generation
JP4346070B2 (en) Electrode for hydrogen generation
JP4673628B2 (en) Cathode for hydrogen generation
JP2011017084A (en) Electrocatalytic coating with platinum group metals and electrode made therefrom
JP6790241B2 (en) Electrode for electrolysis and its manufacturing method
KR20190022333A (en) Anode for electrolysis and preparation method thereof
JP5681343B2 (en) Electrode for electrolysis
JP2013166994A (en) Electrolysis electrode, electrolysis tank, and method for manufacturing electrolysis electrode
CN102762776B (en) Activated cathode for hydrogen evolution
EP3492631B1 (en) Electrolytic electrode and manufacturing method therefor
KR102605336B1 (en) Electrode for electrolysis, method for producing the same, and electrochemical cell
JP7033215B2 (en) Active layer composition of reduction electrode for electrolysis and reduction electrode derived from it
KR102503040B1 (en) Anode Comprising Metal Phosphide Complex and Preparation Method thereof
KR102505751B1 (en) Electrode for electrolysis and preparation method thereof
JP7027573B2 (en) Reduction electrode for electrolysis and its manufacturing method
KR102405287B1 (en) Method for preparing saline water electrolysis anode
CN113242915A (en) Electrode for electrolysis
JPS6147231B2 (en)
KR102161672B1 (en) Method for preparing saline water electrolysis cathode
CN112030188B (en) IrO2 nano-coating anode with TiN nano-tube intermediate layer
KR102260891B1 (en) Electrode for electrolysis and preparing method for electrode for electrolysis
JP5271429B2 (en) Cathode for hydrogen generation
JP7219828B2 (en) electrode for electrolysis
KR102492777B1 (en) Electrode for electrolysis and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant