NL8600884A - Werkwijze voor het vervaardigen van een anode bevattende nico2o4 katalysator voor de elektrolyse van kaliumhydroxyde-oplossingen. - Google Patents

Description

't r i - ï -

Werkwijze voor het vervaardigen van een anode bevattende NiCo^^ katalysator voor de elektrolyse van kaliumhydroxyde-oplossingen.

De uitvinding heeft betrekking op het gebied van elektroden voor toepassing in elektrolyseprocessen, en in het bijzonder op anoden/ en werkwijzen voor het vervaardigen hiervan.

5 Een zeer bekende werkwijze voor het bereiden van zuurstof en waterstof omvat de elektrolyse van water.

Bij het elektrolyseproces wordt waterstof bereid aan de kathode en zuurstof wordt ontwikkeld aan de anode. Empirisch kan dit worden weergegeven als: 10 2H20+2e" -H2+20H” 20H" -ï %02+2H20+2e

Het thermodynamisch elektrochemisch omzet-tingsrendement wordt slechts ten dele tot werkelijkheid gebracht in een elektrochemische cel uit de praktijk zoals 15 die welke boven is weergegeven. Twee basisverliezen treden op: het ohmse verlies en de elektrodepolarisatie/ die de afwerking van de werkelijke is, vanaf de thermodyna-mische elektrodepotentiaal. De elektrodepolarisatie vloeit voort uit de irreversibiliteit van het elektrodeproces, 20 d.w.z. de activeringspolarisatie en het spanningsverlies dat zich ontwikkelt uit concentratiegradiënten van de reagentia.

Typerend wordt de anodereactie, zuurstof-ontwikkeling, uitgevoerd aan een poreuze nikkelanode. In 25 een kaliumhydroxyde-elektrolytomgeving wordt de anodereactie gekenmerkt door hoge polarisaties van ongeveer 1598 tot 1740 millivolts (mv) bij stroomdichtheden van ongeveer 100 tot ongeveer 1000 milliampêre per vierkante 2 centimeter (ma/cm } elektrode-oppervlak. Andere conven-30 tionele anoden die worden gebruikt bij de elektrolyse van water ter vorming van zuurstof leiden tot cellen die lage elektrochemische omzettingsrendementen vertonen, die grote spanningsvereisten noodzakelijk maken. De hoge spanningsvereisten dragen bij tot significant celvermogen-35 verbruik (IE).

Dienovereenkomstig wordt op het vakgebied 3 ί - 2 - voortdurend gezocht naar werkwijzen die water elektrolyseren ter bereiding van waterstof en zuurstof die leiden tot verminderd celvermogenverbruik.

De vondst is gericht op een lage energie-5 werkwijze voor het elektrolyseren van water ter bereiding van waterstof en zuurstof in een elektrochemische cel.

De cellen bevatten een anode, een kathode, en waterige kaliumhydroxyde-elektrolyt. De elektrolytoplossing wordt in aanraking gehouden met de kathode en de anode. Een 10 watertoevoer wordt in stand gehouden in aanraking met de kathode en een toevoer van hydroxylion wordt in stand gehouden in aanraking met de anode. Een elektrische gelijkstroom wordt geleid door het systeem zodat water wordt gereduceerd tot waterstor aan de kathode en hydroxyl-15 ionen worden geoxydeerd aan de anode. Het is een doel van deze uitvinding een nieuwe werkwijze te beschrijven voor het vervaardigen van een anode bevattende NiCo204 katalysator voor de elektrolyse van kaliumhydroxydeoplos-singen die lagere anodespanningen vereisen, hetgeen 20 leidt tot energiebesparingen van betekenis.

Een ander aspect van deze uitvinding is een werkwijze voor het vervaardigen van een kathode ten gebruike in een elektrochemisch ^systeem in cellen die elektrolyt, een anode en een kathode bevatten. De kathode 25 wordt vervaardigd door een elektrisch geleidend poreus substraat te impregneren met NiCo204.

Deze vondst verschaft een vooruitgang van betekenis bij de elektrochemische technologie. Elektrochemische werkwijzen die gebruik maken van anoden die 30 zijn vervaardigd in overeenstemming met de uitvinding en NiCk^O^ katalysator bevatten voor het reduceren van water ter bereiding van zuurstof vereisen lagere anodespanningen hetgeen leidt tot energiebesparingen van betekenis .

35 Andere kenmerken en voordelen zullen duidelijk worden uit de beschrijving en conclusies uit de bijgaande tekening die een uitvoeringsvorm van deze uitvinding toelicht.

De figuur geeft weer vergelijkingsspanningen 4Q voor anoden bevattende NiCo204 katalysator volgens de uit-

^ ^ , I

- 3 - vinding en anoden bevattende andere katalysatoren typerend voor de stand van de techniek.

De beste uitvoeringsvorm van de uitvinding is als volgt: 5 In het algemeen is elk geleidend elektrode- materiaal verenigbaar met het waterige kaliumhydroxyde-elektrolytsysteem en een zuurstofontwikkelingsmedium kan worden gebruikt voor het vervaardigen van de anode, bij voorkeur een poreus substraat. Het heeft bijzondere voor-10 keur, dat het substraat een geribd poreus substraat is, omdat dat een zuurstofstroomveld oplevert dat leidt tot de vereenvoudiging van het celontwerp. Het voorkeur-materiaal omvat een metaaisubstraat en het heeft bijzondere voorkeur, dat het substraat een poreus nikkelsubstraat 15 is. Een poreus kunststofsubstraat geïmpregneerd met een geleidende metaalbekleding kan echter ook worden gebruikt in de praktijk van deze uitvinding.

Men neemt aan dat de poreuze aard van het substraat reactie teweeg brengt door het substraat heen, 20 hetgeen leidt tot het opnieuw absorberen van elektrolyt in de cel. Als de reactie zou optreden aan het oppervlak, zou een nevel van zuurstof en elektrolyt aan het oppervlak ontsnappen, hetgeen zou leiden tot het verlies van elektrolyt uit de cel. Dit vermindert de levensduur van 25 de cel. Bovendien veroorzaakt dat, omdat het elektrolyt buiten de cel condenseert, corrosie. Het poreuze substraat biedt een extra voordeel. Het verschaft een opslagvolume voor elk elektrolyt dat uit de cel kan worden gedreven vanwege bedieningsfouten (daaronder begrepen drukon-30 evenwichtigheden) en elektrolytvolumeschommelingen, die tijdens het in werking stellen, het werken en het stopzetten van de cel optreden.

Het boven beschreven poreuze metaaisubstraat kan de vorm aannemén van een poreus materiaal of een 35 fijne draadzeefmateriaal. Conventionele fijne draadzeef-substraten zijn ongeveer 2 mils (0,0254 mm) tot ongeveer 254 μια dik met een voorkeur-dik te van ongeveer 114 μια tot ongeveer 127 μια. De maaswijdte is ongeveer 0,254 mm tot ongeveer 0,074 mm bij voorkeur 0,127 mm.

40 De poreuze nikkelsubstraten zijn ongeveer

C 'O

- 4 - 254 μπι dik tot ongeveer 2540 um dik met een voorkeur-dikte van ongeveer 1270 um tot ongeveer 1778 um· Typerende ribbebreedten en kanaalruimtebreedten zijn bij benadering 1524 um· De poriegrootten van een poreus nikkelsubstraat 5 liggen in het traject van ongeveer 17 micron tot ongeveer 68 micron met een voorkeur-poriegrootte van ongeveer 34 micron. Porositeiten liggen in het traject van de lage waarde van ongeveer 17% tot de hoge waarde van ongeveer 90%, bij voorkeur ongeveer 70%. Metaalsubstraten zijn in

A

10 het algemeen in de handel verkrijgbaar,zoals "Feltmetal" FM1211 poreuze nikkelstructuren verkrijgbaar bij de Technetics Division, Brunswick Co., Deland, Florida.

Een poreus kunststofsubstraat kan worden bereid uit elk harsmateriaal dat verenigbaar is met dit 15 bijzondere medium. Het heeft de voorkeur, dat de hars een thermoplast is. Het heeft bijzondere voorkeur dat .

jg de hars een polysulfon is zoals UDEL P-1700 polysulfon verkrijgbaar bij Union Carbide. Het poreuze kunststofsubstraat kan volledig worden bekleed met elk elektrisch 20 geleidend materiaal bij voorkeur een metaal zoals nikkel, goud of zilver met een fles (dunne bekleding) van ongeveer 1,27 um tot ongeveer 12,7 um; bij voorkeur ongeveer 5,08 um. Het heeft bijzondere voorkeur dat het kunststofsubstraat met nikkel is bekleed.

25 Boven beschreven poreuze kunststofsubstraat is in het algemeen ongeveer 0,254 mm tot ongeveer 2,54 mm dik bij voorkeur ongeveer 0,762 mm tot 1,778 mm dik. De poriegrootte van het beklede substraat ligt in het traject van ongeveer 0,2 micron tot ongeveer 17 micron met een 30 voorkeur-poriegrootte van ongeveer 3 micron tot ongeveer 8 micron. Porositeiten liggen in het traject van de lage waarde van 20% tot de hoge waarde van ongeveer 90%, bij voorkeur ongeveer 70%. Het soortelijk gewicht van het substraat bij de voorkeur-porositeit is ongeveer 3 35 1,46 gram per cubieke centimeter (gm/cm ). De minimale druksterkte van het beklede kunststofsubstraat is ongeveer 13,8 bar (1380 kPa) .

Het poreuze kunststofsubstraat kan worden vervaardigd onder toepassing van elke werkwijze die leidt 40 tot een substraat met de boven beschreven karakteristieken -5-- zoals de werkwijze die bij wijze van voorbeeld als volgt wordt beschreven. Fijne deeltjes die bijdragen tot een substraat met een poriegroottetraject van ongeveer 3 micron tot ongeveer 8 micron worden bereid door een oplossing 5 van gemalen polysulfonharskorrels met een diameter van 3,175 mm en methyleenchloride in een grote houder te ver-sproeien en de deeltjes zich te laten ontwikkelen op het vloeistofoppervlak. De ontstane deeltjes van ongeveer 25 micron diameter worden gescheiden door afgieten en drogen 10 en daarna gesorteerd door een zeef. Het substraat wordt in een vorm gevormd door een brij van de deeltjes en alcohol of een ander geschikt oplosmiddel te vormen. MSt deze benadering kunnen substraten met een dikte van ten hoogste 2,54 mm en een poriegrootteverdeling van ongeveer 15 0,2 micron tot ongeveer 17 micron worden vervaardigd.

Daarna wordt gesinterd bij 200°C, en het substraat wordt elektrobekleed (geïmpregneerd door het poreuze substraat heen) ter vergroting van de elektrische geleidbaarheid. Conventionele commerciële elektrobekledingswerkwijzen 20 en oplossingen kunnen worden toegepast bij de uitvoering van deze uitvinding.

Desgewenst kan het substraat tegen vocht bestand worden gemaakt met van ongeveer 2 tot ongeveer 10 milligram per vierkante centimeter (mg/cm^) van PTFEm 25 polytetrafluorethyleen Dupnt DeNemours, Ine. of fluor-houdend etheen-propeen.

Het geleidend elektrodesubstraat steunt een NiCo^O^ bindmiddellaag dat typerend wordt aangeduid als de katalysatorlaag. Bij voorkeur wordt het geleidend 30 poreus substraat of metaal of beklede kunststof is, geïmpregneerd met de NiCo20^ katalysator hetgeen de behoefte aan het bindmiddel bevattende afgescheiden laag, uitschakelt. Elke werkwijze die leidt tot een poreus substraat geïmpregneerd met NiCo^O^ kan worden gebruikt ter impreg-35 nering van de substraten, maar de volgende werkwijze heeft de voorkeur.

Nikkelnitraathexahydraat en cobalt II nitraat-hexahydraat worden gecombineerd in een molverhouding van respectievelijk ongeveer 1/1 tot ongeveer 1/4, bij voorkeur 40 ongeveer 1/2 ter vorming van een waterige oplossing. Het w - 6 - geleidend poreus substraat wordt doordrenkt in de oplossing gedurende ongeveer 40-60 uur, bij voorkeur ongeveer 48 uur bij omgevingstemperatuur. Het met katalysator geïmpregneerd substraat wordt aan lucht gedroogd en ge-5 sinterd bij bij benadering 300-400°C, bij voorkeur ongeveer 350°C gedurende 10-20 uur in een luchtatmosfeer.

Een andere mogelijke werkwijze is, dat de katalysator als laag wordt aangebracht op het substraat, zijn typerend een bindmiddel en als volgt beschreven 10 katalysator vereist.

In het algemeen kan elk bindmiddel dat verenigbaar is met het waterig kaliumhydroxyde-elektrolytsysteem worden gebruikt, bij voorkeur een fluorkoolstofpolymeer /Γ met een molgewicht groter dan 10 . Het heeft bijzondere 15 voorkeur, dat het bindmiddel een PTFE polymeer is. In het algemeen is het mengsel ongeveer 20% tot ongeveer 80% bindmiddel, bij voorkeur 25%, en ongeveer 80% tot ongeveer 20% katalysator, bij voorkeur 75%. De katalysatorbelading is ongeveer 10 milligram tot ongeveer 50 milligram, 20 bij voorkeur ongeveer 20 mg/cm anode-oppervlak. Typerend zijn katalysatorlagen ongeveer 25,4 urn tot ongeveer 127 μιη bij voorkeur ongeveer 63,5 um dik, en de gemiddelde porie-diameter is ongeveer 0,1 micron tot ongeveer 5 micron, bij voorkeur ongeveer 1 micron.

25 De boven beschreven katalysatorlaag wordt aangebracht op het substraat onder toepassing van elke geschikte werkwijze zoals die welke conventioneel zijn in de stand van de techniek, bijvoorbeeld vacuumfiltratie. Zo wordt een waterige 60 gew.%’s vaste stoffen PTFE 30 dispersie gedispergeerd met het NiC^O^ hetgeen leidt tot ongeveer 2% tot ongeveer 10% vaste stof, bij voorkeur ongeveer 5 % vaste stoffen. Na ultrasoon mengen gedurende een paar minuten, wordt de oplossing gefiltreerd op nummer 50 Whatman filtreerpapier dat verkrijgbaar is van Whatman 35 Ltd., Engeland bij 5,08 cm tot 15,24 cm kwik vacuum.

Nadat de overmaat vloeistof met vacu umfiltratie is afgevoerd, wordt het katalysator/PTFE polymeer bekleed filtreerpapier gedrukt op een fijndraads zeefsubstraat of poreus metaalsubstraat bij ongeveer 13,8 bar tot ongeveer 40 69 bar (1380 tot 6900 kPa) . Het beklede substraat wordt - 7 - 10 minuten lang bij 320°C gesinterd.

De boven beschreven anoden worden gebruikt in verbinding met conventionele kathoden in het bijzonder die welke worden gebruikt voor de elektrolyse van water 5 ter bereiding van waterstof en zuurstof. Deze kathoden sluiten in elektroden die zijn vervaardigd uit platina, zink, koolstofstaal, titaan, nikkel, palladium, rhodium, lood, goud, zilver en cobalt.

Deze anoden kunnen worden gebruikt met conven-10 tionele elektrolytsystemen bij voorkeur die welke worden gebruikt bij de elektrolyse van water ter bereiding van waterstof en zuurstof en het heeft bijzondere voorkeur dat een kaliumhydroxydesysteem wordt gebruikt. Bovendien kan de werkwijze voor het vervaardigen van een anode worden 15 gebruikt ter vervaardiging van anoden die geschikt zijn voor gebruik met andere elektrolyten zoals die welke worden gebruikt in de adiponitrilindustrie. Typerend kunnen additieven zoals corrosie-inhibitoren worden toegevoegd aan het elektrolytsysteem.

20 Conventionele elektrochemische cellen en elektrolysewerkwijzen zijn beschreven in (a) Potler,

Edmund C., Electrochemistry, Principles and Aplications, Clever-Hume Press Ltd., London, 1956 en (b) Bard, Allen J., en Faulkner, Larry R., Electrochemical Methods, Funda-25 mentals and Applications, John Wiley and Sons, New York, 1980, die bij wijze van referentie hierbij zijn opgenomen. Bij deze werkwijze wordt de elektrolytoplossing in aanraking gehouden met beide elektroden teneinde de elektrische kringloop te voltooien. Bij de aanpassing van deze werk-30 wijze zoals beschreven in de onderhavige aanvrage, worden hydroxylionen aan de anode toëgevoerd onder toepassing van een technologie die conventioneel is voor het elektrolyse brandstofcelvakgebied zoals diffusie door de elektrolyt vanuit het kathodecompartiment. Water wordt aan de 35 kathode toegevoerd onder toepassing van conventionele middelen bijvoorbeeld door het laten circuleren van een vloeistofstroom die water bevat en zouten op te lossen in het kathodecompartiment van de reactiecel. Het heeft de voorkeur dat de hydroxylionen en water continu worden 40 toegevoerd aan de respectievelijke elektroden naarmate de ? Λ.

- 8 - elektrolyseprodukten worden verwijderd, hetgeen leidt tot een continue versus een ladingsgewijze werkwijze. Wanneer 2 elektrische stromen van ongeveer 10 ma/cm tot ongeveer 2 1000 ma/cm door de elektroden worden geleid, treedt 5 elektrolyse op. Bij de kathode wordt water gereduceerd tot waterstof; empirisch wordt dit weergegeven als 2H20+2e — > H2+20H~. Aan de anode van deze uitvinding worden hydroxylionen geoxydeerd. Dit kan empirisch worden weergegeven als 20H~ -> l/202+H20+2e . Typerende op- 10 brengsten gebaseerd op water liggen in het traject van ongeveer 60% tot ongeveer 90%.

Voorbeeld I

Een Pyroceramm (Corning Glass Works Co.) schotel werd gebracht in een oven die geplaatst was in een 15 geventileerde wasemkap bij 350°C en verhit tot 350°C.

20 g Ni (N03) 2.6H20 en 58 g Co (NO^) 2·6Η20 werden toegevoegd aan een beker en gesmolten bij 135°C gedurende bij benadering 30 minuten. De gesmolten oplossing werd snel uitgegoten in een zeer dunne laag op een 350°C Pyroceram 20 schotel die in lucht gedurende 2 1/2 uur bij 350°C

was verhit. Men liet haar daarna afkoelen en het produkt werd gezeefd door een zeef van 0,127 mm en 2 uur lang bij 350°C met warmte behandeld. Deze werkwijze leverde 23,9 g van een nikkelcobaltspinelkatalysator (NiCo20^).

25 Drie gram spinel katalysator is voldoende voor 130,6 cm^ elektrode werkzaam oppervlak.

Drie gram NiCo20^ katalysator werd ultrasoon gemengd met 80 milliliter (mis) water bij 200 watt gedurende 2 minuten. 1,0 gram (op een basis van droge vaste 30 stof) PTFE T-30 bindmiddel (Dupont de Nemours, E.I., Co.) oplossing werd toegevoegd en het mengen werd één minuut lang voortgezet. Bij deze uitvinding werd een poreus nikkel Feltmetal FM1211 substraat verkregen van Technetics als een substraat gebruikt. Het substraat werd verkregen 35 als een vlak vel dat ongeveer 1,829 mm dik was. Aan één vlak oppervlak werd een ribbepatroon ongeveer 1,067 mm diep machinaal ingewerkt.

Op het vlakke oppervlak werd een 60%'s vaste stof waterig TFE-30 polymeerdispersie gedispergeerd met 40 het NiCo204 (ongeveer 5% vaste stof). Na enkele minuten - 9 - lang ultrasoon te zijn gemengd, werd de oplossing daarna gefiltreerd op nummer 50 Whatman filtreerpapier bij ongeveer 5,08 tot 15,24 bar vacuum (508 tot 1524 kPa).

5 Nadat de overmaat vloeistof was afgevoerd, werd het met katalysator/TFE polymeer bekleed filtreerpapier aangebracht met de katalysator/TFE polymeer-kant naar beneden aan de bovenkant van de vlakke zijde, van het nikkelviltmetaal en daarna gewalst. Dit bracht het kata-10 lysator/TFE polymeer over naar het substraat. Het deel werd daarna met lucht gedroogd en gesinterd bij 320°C gedurende ongeveer 10 minuten.

Voorbeeld II

De NiCoO^ katalysator kon worden geïmpregneerd 15 in het poreus metaalsubstraat. Een poreus Feltmetal FM1211 nikkelvel machinaal bewerkt met een ribbepatroon op één oppervlak dat een gasstroomveld vormde, werd ingedompëld in een waterige oplossing bestaande uit 14,5 g Ni (N03) 2.6H20 en 29,0 g Co(N03)2.6 H20 in 30 ml gedestilleerd water.

20 Het substraat werd in de oplossing 48 uur lang bij omgevingstemperatuur gedrenkt. Volgend op de doordrenking werd het substraat aan lucht gedroogd en daarna gesinterd bij 350°C gedurende 16 uur in een luchtatmosfeer in een ventilatie-rookkap.

25 Deze elektrode werd getest in een waterige oplossing omvattende kaliumhydroxyde. Een test van de elektrode in een typerende elektrolytoplossing die werd gebruikt in een elektrolyseproces was voldoende om de effectiviteit van een elektrolyseproces aan te tonen dat gebruik 30 maakt van die anode, omdat de anode onafhankelijk is van de rest van de cel.

De resultaten van de prestatiebeoordeling van anoden voor elektrolysecellen zijn in de figuur opgenomen. In de figuur stelt de X as voor de celstroomdicht-35 heid. Deze is uitgezet tegen anodespanning (y) in (mv).

De anodespanning is niet een absolute term, zij is gemeten tegen een waterstofelektrode in dezelfde oplossing die wordt gebruikt als een referentie-elektrode (HRE). Men neemt aan dat de spanning van de HRE nul is. Het punt 40 1/23 volt is de theoretische spanning die vereist is om waterstof uit de anode te doen ontwikkelen. Kromme 1 V- ^ - 10 -

licht de werkelijke spanning toe die vereist is voor het ontwikkelen van zuurstof uit een platinaroetkatalysator-elektrode, uit fijn draad bestaand substraat in een oplossing van KOH dat het typerend elektrolyt is dat wordt 5 gebruikt in cellen voor het elektrolyseren van water. De gegeven punten van zuurstofontwikkeling werden door de uitvinders opgenomen tijdens de beoordeling van NiCk^O^ anodekatalysatorlagen. Het verschil tussen de kromme en de 1,23 volt is de polarisatie die wordt gedefinieerd als 10 de overmaat van waargenomen ontledingsspanning van een waterig elektrolyt boven de theoretische reversibele ontledingsspanning. In tegenstelling met kromme 1, licht kromme 2 de spanningen toe die vereist zijn voor een zuurstof ontwikkelende anode bevattende NiCk^O^ in een 15 soortgelijke elektrolytoplossing. Het NiCk^O^ dat wordt gebruikt in de elektrode voor kromme 2 werd bereid onder toepassing van een werkwijze die is opgenomen in de literatuur. Men neemt aan, dat de minder rendabele waarden die zijn verbonden met kromme 2, het resultaat zijn van 20 inwendige weerstand. Kromme 3 geeft de spanning weerdie vereist is voor het ontwikkelen van zuurstof vanaf een elektrode bevattende NiCk^O^ katalysator zoals bereid onder toepassing van de werkwijze volgens voorbeeld II

opgenomen in deze uitvinding. Bij wijze van voorbeeld is 2 25 bij 100 ma/cm elektrode-oppervlak een spanning vereist van minder dan ongeveer 1470 mv vergeleken met de spanning van 1510 mv vereist voor de platinakatalysator die wordt voorgesteld bij kromme 1. Voor de NiCk^O^ bevattende anode is de overspanning het verschil tussen de HRE (X as) 30 en 1,232 volt. Een vergelijking van kromme 1 en kromme 3 bij een bepaalde stroomdichtheid licht duidelijk de lagere spanningen toe die vereist zijn door de NiCk^Q^ bevattende anode die bereid is volgens deze uitvinding.

Deze cellen geven een bijdrage van betekenis 35 aan de elektrochemische technologie, in het bijzonder aan de chemische industrie door energie besparende anoden bevattende NiCk^O^ katalysator, op te nemen. Het vermogenverbruik voor de elektrolyse van water ter bereiding van waterstof en zuurstof hangt af van de spanningen die vereist 40 zijn voor de anode en kathodereacties. Typerende anoden vi - 11 - die worden gebruikt bij de elektrolyseprocessen vereisen 2 nabij 2,0 volt bij 100 ma/cm . Daarentegen nemen de elektrolyseprocessen van deze uitvinding anoden op die spanningen vereisen van nabij 1,5 volt, een besparing van onge-5 veer 0,5 volt.

De NiCo204 katalysatoranode die gebruik maakt van niet-platinametalen leidt tot kostenbesparingen van betekenis. Ook verschaft het geribte poreuze nikkelsubstraat een starre katalysatordrager en een ontwerpkenmerk met 10 het zuurstofstroomveld die één geheel vormt met de elektrode. Deze benadering draagt bij tot een vereenvoudiging van celontwerp. Bovendien kan het geribte poreuze nikkelsubstraat worden verkregen in elke grootte die vereist is voor elektrolyseceltoepassing. Werkzame elektrolysecel- 2 15 oppervlakken boven 5 vierkante voet (463 cm ) zijn mogelijk.

Bovendien kunnen deze anoden worden vervaardigd onder toepassing van de eenvoudige werkwijze waarbij een anode wordt geïmpregneerd met katalysator, die in 20 Opmerkelijke tegenstelling staat met vele andere uitgewerkte en kostbare technieken die zijn toegepast ter vervaardiging van elektrolysecelanodekatalysatoren.

Het poreuze substraat biedt opslagvolume voor elektrolyt dat tijdens foute bediening van de elek-25 trolysecel, daaruit is verdreven. Dit kenmerk bevordert de werkings-levensduur van de cel door de cel tolerant te maken en bevordert de levensduur van het systeem door het elektrolyt binnen de cel te houden zodat corosie van systeemcomponenten wordt voorkomen.

30 Het dient duidelijk te zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de bijzondere uitvoeringsvormen.die hierin.zijn weergegeven en beschreven, maar dat uiteenlopende veranderingen en modificaties kunnen worden aangebracht zonder te geraken buiten de geest en werkwijze 35 van deze nieuwe uitvindingsgedachte zoals in de volgende conclusies is gedefinieerd.

-conclusies-

Claims (5)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een anode bevattende NiCo20^ katalysator voor de elektrolyse van kaliumhydroxyde-oplossingen, met het kenmerk, dat men een elektrisch geleidend poreus substraat drenkt 5 in een oplossing van nikkelnitraat, hexahydraat en cobalt II nitraathexahydraat, het substraat droogt en daarna het gedroogde, geïmpregneerde substraat sintert.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het 10 kenmerk, dat het substraat wordt gedrenkt in een oplossing gedurende ongeveer 40 tot 60 uur bij omgevingstemperatuur .

3. Werkwijze volgens conclusie 2, m e t het 15 kenmerk, dat het substraat 48 uur lang wordt gedrenkt.

4. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1 tot 3,met het kenmerk, dat het gedroogde substraat 10 tot 20 uur lang wordt gesinterd bij een tempe- 20 ratuur van 300 tot 400°C in een luchtatmosfeer.

5. Werkwijze, waarbij gebruik wordt gemaakt van de anode vervaardigd in overeenstemming met êén of meer van de conclusies 1 t/m 4, ter hydrolysering van kalium- 25 hydroxydeoplossingen, met het kenmerk, dat men elektrolyse toepast die een anodespanning vereist van minder dan ongeveer 1470 millivolt bij 100 milli-ampère per vierkante centimeter anodeoppervlak.