NO140235B - Elektrode til bruk i elektrokjemiske prosesser - Google Patents
Elektrode til bruk i elektrokjemiske prosesser Download PDFInfo
- Publication number
- NO140235B NO140235B NO707/72A NO70772A NO140235B NO 140235 B NO140235 B NO 140235B NO 707/72 A NO707/72 A NO 707/72A NO 70772 A NO70772 A NO 70772A NO 140235 B NO140235 B NO 140235B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- film
- layer
- coating
- oxide
- anode
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 40
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 29
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 17
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 15
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 8
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 6
- YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K ruthenium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ru+3] YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- CDOSHBSSFJOMGT-UHFFFAOYSA-N linalool Chemical compound CC(C)=CCCC(C)(O)C=C CDOSHBSSFJOMGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 platinum metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001490 (3R)-3,7-dimethylocta-1,6-dien-3-ol Substances 0.000 description 2
- CDOSHBSSFJOMGT-JTQLQIEISA-N (R)-linalool Natural products CC(C)=CCC[C@@](C)(O)C=C CDOSHBSSFJOMGT-JTQLQIEISA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229930007744 linalool Natural products 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910000497 Amalgam Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019891 RuCl3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
-
- 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
- C25B11/093—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 noble metal or noble metal oxide and at least one non-noble metal oxide
-
- 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
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en elektrode for elektrokjemiske prosesser, hvilken elektrode omfatter et bære-
organ av film-dannende metall med et belegg som er aktivt for over-føring av en elektrisk strøm fra bæreorganet til ioner i en elektrolytt, og som er motstandsdyktig overfor elektrokjemisk angrep.
Det er kjent å anvende oksyder av metaller fra platinagruppen (platina-metaller) som belegg på elektroder av den ovennevnte art, fordi de har en høy motstand mot å oppløses elektrokjemisk i forskjellige korroderende medier, og fordi de er aktive med hensyn til å utlade ioner fra en elektrolytt.
Videre er det kjent å anvende belegg bestående av en blanding av platinametalloksyder og oksyder av filmdannende metall. Således angis det i britisk patent nr. 1 195 871 at belegg bestående av platinametalloksyder og oksyder av filmdannende metall skal inneholde mer enn 50 vekt% av filmdannende metall og skal være i form av blandede krystaller, dvs. de skal være fullstendig homogene. Det understrekes gjennom hele patentets beskrivelse at blandingens bestanddeler må avsettes samtidig for oppnåelse av slike homogene belegg eller lag.
I henhold til det tyske offentliggjørelsesskrift 1 917 040 blir belegg av platinametalloksyder på en kjerne av filmdannende metall forbedret, spesielt når det gjelder anvendelse i kvikksølv-katodeceller, ved at de påføres et yttersjikt av oksyder av film-dannende metall. Skjønt det i beskrivelsen antydes noen interpene-trasjon av de to sjikt eller lag, er det intet i beskrivelsen som antyder dannelse av et blandet belegg i noen signifikant mengde, og det er i hvert fall intet i beskrivelsen som antyder dannelse av en enkelt homogen blanding for hvilken en bestemt sammensetning kan utregnes.
Det er intet i ovennevnte publikasjoner som antyder at det ville medføre noen som helst fordel å påføre et yttersjikt av oksyd av filmdannende metall på et elektrodebelegg som allerede inneholder oksyd av filmdannende metall, f.eks. på de blandinger som er angitt i de britiske patenter nr. 1 147 442 og nr. 1 195 871, som inneholder både platinametalloksyd og oksyd av filmdannende metall. En slik lære fremsettes imidlertid i det foreliggende.
Den foreliggende o<p>pfinnelse tilveiebringer forbedrede elektroder med belegg omfattende metalloksyder av metaller fra platinagruppen. Elektrodene ifølge oppfinnelsen er meget godt egnet som anoder i celler for elektrolyse av alkalimetallklorid-opp-løsninger. De er særlig godt egnet i celler med strømmende kvikk-sølvkatoder, fordi elektrodene har en høy motstandsevne mot beskadigelse ved kortslutningskontakt med katoden, hvilket kan forekom-me tilfeldig selv under den normale drift av disse celler. Elektrodene kan også anvendes for andre elektrokjemiske prosesser, innbe-fattet andre elektrolytiske prosesser, elektrokatalyse, som f.eks.
i brenselsceller, elektrosyntese og katodisk beskyttelse.
Oppfinnelsen angår således en elektrode for anvendelse i elektrokjemiske prosesser, hvilken elektrode består av et bæreorgan av et filmdannende metall eller en filmdannende legering forsynt med et belegg bestående av et lag av en blanding av et oksyd eller oksyder av i det minste ett metall fra platinagruppen i en mengde på 20-80 vekt% og et oksyd av et filmdannende metall, og elektroden er karakterisert ved at det over nevnte lag er anbragt et lag av et oksyd av et filmdannende metall. En foretrukken utførelsesform går ut på at vekten av laget av oksyd av filmdannende metall er i områ-jut. 2~10 q pr. m 2belagt overflate.
I en foretrukket utførelsesform av elektroden er forholdet mellom platinametalloksyd og oksyd av filmdannende metall i laget av nevnte blanding minst 1:1, men mindre enn 2:1, basert på VCKt .
Med uttrykket "filmdannende metall" forståes et av metallene titan, zirkonium, niob, tantal ogw°l-fram- Me<3 uttrykket "film-dannende legering" forståes en legering som inneholder en hovedmeng-de av ett av disse metaller, og som har lignende anodiske polariseringsegenskaper som det kommersielt rene metall. Bæreorganet for elektroden fremstilles fortrinnsvis av titan eller av en titanlege-ring som har lignende anodiske polariseringsegenskaper som titan.
Med oksydet eller oksydene av i det minste ett metall fra platinagruppen forståes oksydet eller oksydene av i det minste ett av metallene ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium og platina.
Ved en foretrukket utførelsesform av elektroden ifølge oppfinnelsen består laget av den nevnte blanding av rutheniumdioksyd og titandioksyd, og det ovenpå liggende lag består av titandioksyd.
Den foretrukne fremgangsmåte for fremstilling av laget av blandede oksyder på bæreorganet er som felger: Et belegg av en maling omfattende en termisk spaltbar : forbindelse av i det minste ett metall fra platinagruppen og en termisk spaltbar organo-forbindelse av et filmdannende metall i et organisk, flytende bæremiddel, og eventuelt også inneholdende et reduksjonsmiddel, f.eks. linalool, påføres bæreorganet, belegget tørkes ved fordampning av det flytende bæremiddel, og det belagte organ opphetes deretter i en oksyderende atmosfære, f.eks. i luft, ved en temperatur av minst 350°C, og fortrinnsvis i området 400-550°C, for å omdanne for-bindelsene av platinametallene og det filmdannende metall til metalloksyder. Ytterligere belegg av malingen kan derpå påføres på den belagte bærer, tørkes og opphetes på samme måte, til ønsket tykkelse av laget av de blandede oksyder. For elektroder som skal anvendes som anoder i kvikksølv-katodeceller for elektrolyse av alkalimetallkloridoppløsninger, foretrekkes f.eks. en tykkelse av dette lag på 10-15 g/ m 2 av den belagte overflate av bæreorganet. Denne tykkelse er imidlertid ikke av kritisk betydning. Tynnere eller tykkere belegg kan anvendes, og tykkelsen velges under hensyntagen til den slitasje som elektroden vil bli utsatt for under bruken i cellen, og slitasjen vil bl.a. avhenge av den strøm-tetthet som elektroden vil bli utsatt for under drift.
Ved den foretrukne fremgangsmåte for dannelse av laget av oksyd av filmdannende metall påføres over det blandede oksydlag et belegg av en termiskspaltbar organo-forbindelse av det film-dannende metall i et organisk bæremiddel, belegget tørkes ved fordampning av bæremiddelet, og derpå opphetes belegget i en oksyderende atmosfære, f.eks. luft, for å omdanne organo-forbindelsen av det filmdannende metall til metalloksyd. Den foretrukne tykkelse av dette er i området 2-10 g/m 2 av den belagte overflate. Den ønskede tykkelse av dette lag kan oppnås ved regulering av viskosi-teten av belegningsproduktet ved å tilsette mer eller mindre av det organiske bæremiddel, og/eller ved gjentatt påføring av tynne lag av belegningsproduktet, idet hvert belegg tørkes og opphetes.
De termisk spaltbare organo-forbindelser av de filmdannende metaller er særlig hensiktsmessig alkyltitanater, alkylhalogen-titanater hvor halogenet er klor, brom eller fluor (også kjent som titanalkoksyder og alkoksy-halogenider), og de tilsvarende alkyl-forbindelser av andre filmdannende metaller. Andre hensiktsmessige termisk spaltbare organo-forbindelser er resinater av de filmdannende metaller. De foretrukne forbindelser er alkyltitanatene og alkylhalogentitanatene, særlig slike i hvilke alkylgruppene hver inneholder 2-4 karbonatomer. Beleggene av disse foretrukne forbindelser påføres i et organsik flytende bæremiddel, som ovenfor nevnt, og tørkes hensiktsmessig ved 100-200°C og opphetes deretter i en oksyderende atmosfære ved 250-800°C, fortrinnsvis ved 350-550°C, for å omdanne titanatforbindelsene til titanoksyd.
Hvilke som helst av de termisk spaltbare forbindelser av
de filmdannende metaller som er angitt i det foranstående av-
snitt, kan også anvendes i malinger som anvendes for underlaget av blandede oksyder på bæreorganet. Også her foretrekkes alkyltitanatene og alkylhalogentitanatene hvor halogenet er klor, brom eller fluor, særlig slike hvor hver av alkylgruppene inneholder 2-4 karbonatomer. De termisk spaltbare forbindelser av metaller fra platinagruppen
som anvendes i disse malinger, kan hensiktsmessig være halogenider, f.eks. rutheniumtriklorid, halogen-syrekomplekser, f.eks. heksaklor-platinasyre, eller resinater av disse metaller. Den foretrukne pla-tinametallforbindelse er rutheniumtriklorid.
Oppfinnelsen skal klargjøres ytterligere ved følgende eksempler.
EKSEMPEL 1
En titanstrimmel av 35 cm's lengde og med et tverrsnitt av
6 mm x 1 mm ble etset i en oksalsyreoppløsning, vasket, tørket og derpå malt eller bestrøket med en blanding av 4,3 g delvis hydratisert rutheniumtriklorid, 12,0 g n-pentanol og 6,4 g tetrabutylortotitanat. Malinglaget ble tørket ved 180°C og derpå brent ved opphetning i luft ved 450°C i 15 minutter. Ialt seks lag av denne maling ble påført, idet hvert lag ble tørket og opphetet på samme måte, hvorved det på titanoverflaten erholdtes et belegg som bestod av 60 vektprosent rutheniumdioksyd og 40 vektprosent titandioksyd, og hvis vekt var 14 g pr. m 2belegningsflate. Over dette blandede oksydbelegg ble det påstrøket en blanding av 5 g tetrabutylortotitanat i 5 g n-pentaftol.
Dette belegg eller maling ble også tørket ved 180°C og derpå brent ved å opphetes i luft ved 450°C i 15 minutter. Det ble påført i alt tre lag av dette annet belegg, og hvert lag ble tørket og opphetet på o samme måte til å gi et totalbelegg av 4 g/m 2 titandioksyd over
.det blandede oksydlag.
Prøvestykker ble skåret ut fra den belagte strimmel og undersøkt som anoder for klorfremstilling i en natriumkloridopp-løsning som inneholdt 21,5% NaCl ved pH 2-3 og en temperatur av 65°C. Prøvestykkene oppviste lav overspenning (50 mV ved en strømtetthet
av 8 kA/m 2), og de oppviste også fremragende motstandsevne mot beskadigelse når de kom i kontakt med katodeamalgamet i en kvikksølv-celle for elektrolyse av natriumkloridoppløsning.
EKSEMPEL 2
En anode hvis arbeidsoverflate hadde form av et gitter fremstilt av titanstrimler og med et fremstikkende område av 0,1 m<2 >ble anbragt i en oksalsyreoppløsning i 16 timer, deretter vasket og tørket. Anodegitteret ble derpå påsprøytet et belegningspreparat eller en maling bestående av 60,5 g rutheniumtriklorid og 90,0 g tetra-n-butylortotitanat i 300 g n-pentanol. Malinglaget ble tørket i en ovn ved 180°C og ble så omdannet til et lag av sammensetningen 60% RuO2/40% Ti02, basert på vekt, ved opphetning i luft i en ovn ved 450°C i 20 minutter. Ytterligere fem lag av samme maling ble derpå påsprøytet anoden, og hvert lag ble tørket og derpå brent ved opphetning i luft på samme måte som det første lag. Et ytre lag bestående av titandioksyd alene ble derpå påført anodegitteret ved påsprøytning av tre belegg av en maling bestående av 25 g tetra-n-butyltitanat i 75 g n-pentanol, idet hvert lag ble tørket ved 180°C og derpå brent i luft ved 450°C i 20 minutter. Det samlede belegg av oksyder avsatt på titangitteret var da 32 g/m 2 av det fremskytende eller fremspringende areal.
Den belagte titananode ble anordnet i en kvikksølv-katode-celle for elektrolyse av natriumsaltoppløsning (i stedet for en gra-fittanode) og etter tilfredsstillende drift i seks måneder med en anodestrøm av opptil 900 A viste anoden ingen tegn på slitasje eller nedsettelse av ytelsen.
EKSEMPEL 3
2
En titangitteranode med o,l m fremspringende areal
ble belagt som i eksempel 2 bortsett fra at det anvendte påførings-produkt for de første seks belegg bestod av 55 g rutheniumtriklorid og 101 g tetra-n-butylortotitanat i 300 g n-pentanol. Dette produkt gav etter tørking og brenning et underlag på titangitteret av sammensetningen 55 % RuC>2/45 % TiC>2, basert på vekt. Det ytre lag bestående av titandioksyd alene ble derpå påført som i eksempel 2.
Denne anode ble også anvendt i en kvikksølv-katode-celle for elektrolyse av natriumkloridoppløsning og viste heller ikke noe tegn på slitasje eller nedsettelse av ytelsen etter 6 måneders bruk med en anodestrøm av opptil 900 A.
EKSEMPEL 4
(I) De følgende forsøk ble utført for å vise at det ytre lag av oksyd av filmdannende metall (TiC^) er vesentlig for oppnåelse av forbedret kohesjon, adhesjon og resistens ved reversering av strømmen. (a) En titananode ble forsynt med et belegg som beskrevet i B.R.D. Offenlegungsschrift 1 951 484 og britisk patent nr. 1 195 871, idet titanet ble belagt med et sjikt av Ru02/Ti02 (6 lag) ved påbrenning ved 4 50°C av en maling bestående av RuCl-., tetrabutylortotitanat og n-pentanol; det således erholdte belegg inneholdt 13,0 g/m 2 Ru02/Ti02-For å simulere virkningen av strømreversering i en kvikk-sølvcelle når belastningen på denne slåes av, ble anoden først anvendt ved elektrolyse (25 minutter) og strømmen deretter reversert (5 minutter). Denne prosedyre ble gjentatt ti ganger. Anoden ble så tatt ut av saltløsningen, tørket og underkastet en standardisert "Sellotape"- (eller Scotch-tape-) test. En betydelig del av belegget ble fjernet når båndet ble trukket av fra anoden, og båndet var derfor sterkt svartfarget. (b) Dette forsøk ble gjentatt med en anode som hadde et første Ru0_/Ti09-lag som under (a) ovenfor, men med et ytterlag av Ti02 (9,98 g/m 2) i henhold til oppfinnelsen. I dette til-fellet var båndet ("Sellotape" eller Scotch-tape) som ble fjernet fra anoden ganske klart, hvilket viser at to--lag-belegget i henhold til oppfinnelsen ikke ble uheldig påvirket
ved str.ømreversering. Analyse av to-lag-anodebelegget etter strømreverseringsforsøkene ved hjelp av den vanlige røntgen-fluorescens-teknikk viste enn videre intet tap av
ruthenium fra belgget.
(II) De følgende forsøk ble utført for å vise at en anode med belegg i henhold til oppfinnelsen oppviser minst ti ganger lengre levetid enn en anode belagt i henhold til B.R.D. Offenlegungsschrift 1 917 040.
(a) En titananode i henhold til B.R.D. Offenlegungsschrift
1 917 040 ble først belagt med rutheniumoksyd erholdt ved
termisk spaltning av en maling inneholdende RuCl^/linalool/ n-pentanol. Fire lag av dette materiale ble påført på anoden i en tykkelse tilsvarende 7,35 g Ru02/m 2. Fem lag Ti02 ble så påført ved termisk spaltning av en maling bestående av en blanding av tetrabutylortotitanat og n-pentanol, hvorved det ble dannet et belegg med tykkelse tilsvarende 12,0 g Ti02/m 2. Hvert av ovennevnte ni lag ble fremstilt ved brenning av malingen ved 450°C. Tre slike anoder ble utprøvet med hensyn til levetid under anvendelse av høy strømtetthet, nemlig 35 kA/m 2, og anodene ble funnet å virke effektivt i en tid
ekvivalent med henholdsvis 19, 21 og 37 dager ved 10 kA/m 2. Dette er en normal spredning av resultater ved forsøk omfattende slike høye strømtettheter, hvilket vil være kjent for fagmannen. (b) En titananode ifølge oppfinnelsen ble fremstilt med et første lag bestående av ti overtrekk av rutheniumoksyd/titandioksyd-blanding og et ytterlag bestående av tre overtrekk av titandioksyd. Det første lag ble fremstilt ved påbrenning av en maling bestående av RuCl3, tetrabutylortotitanat og n-pentanol ved 450°C til et belegg med tykkelse tilsvarende 20,2 g Ru02/Ti02/m2 i forholdet 55/45. Ytterlaget ble fremstilt ved påbrenning av en maling bestående av tetrabutylortotitanat og n-pentanol ved 450°C til et belegg med tyk-keise tilsvarende 6 g Ti02/m 2. Tre prøver av den således belagte anode ble anvendt ved høy strømtetthet i en celle tilsvarende cellen i II (a) ovenfor, og levetiden tilsvarte henholdsvis 668, 842 og 857 dager ved 10 kA/m 2.
Også disse forsøk viser at den foreliggende oppfinnelse innebærer betydelige - og uventede - fordeler sammenlignet med kjent teknikk.
Claims (2)
1. Elektrode for anvendelse i elektrokjemiske prosesser, hvilken elektrode består av et' bæreorgan av et filmdannende metall eller en filmdannende legering forsynt med et belegg bestående av et lag av en blanding av et oksyd eller oksyder av i det minste ett metall fra platinagruppen i en mengde på 20-80 vekt% og et oksyd av et filmdannende metall, karakterisert ved at det over nevnte lag er anbragt et lag av et oksyd av et filmdannende metall.
2. Elektrode ifølge krav 1, karakterisert ved at vekten av laget av oksyd av filmdannende metall er i området 2-10 g pr. m 2belagt overflate.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB721171 | 1971-03-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO140235B true NO140235B (no) | 1979-04-17 |
| NO140235C NO140235C (no) | 1984-02-14 |
Family
ID=9828761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO707/72A NO140235C (no) | 1971-03-18 | 1972-03-06 | Elektrode til bruk i elektrokjemiske prosesser |
Country Status (21)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3869312A (no) |
| JP (1) | JPS559471B1 (no) |
| AR (1) | AR194834A1 (no) |
| AT (1) | AT312633B (no) |
| AU (1) | AU463572B2 (no) |
| BE (1) | BE780756A (no) |
| BR (1) | BR7201555D0 (no) |
| CA (1) | CA976505A (no) |
| CH (1) | CH578625A5 (no) |
| DD (1) | DD99934A5 (no) |
| DE (1) | DE2213083A1 (no) |
| ES (1) | ES400915A1 (no) |
| FR (1) | FR2130419B1 (no) |
| GB (1) | GB1352872A (no) |
| IL (1) | IL38958A (no) |
| IT (1) | IT950343B (no) |
| MY (1) | MY7400318A (no) |
| NL (1) | NL7203580A (no) |
| NO (1) | NO140235C (no) |
| TR (1) | TR17134A (no) |
| ZA (1) | ZA721481B (no) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3793164A (en) * | 1973-04-19 | 1974-02-19 | Diamond Shamrock Corp | High current density brine electrolysis |
| JPS5137877A (en) * | 1974-09-27 | 1976-03-30 | Asahi Chemical Ind | Denkaiyodenkyoku oyobi sonoseizoho |
| SE425412B (sv) * | 1974-10-29 | 1982-09-27 | Diamond Shamrock Techn | Forfarande for framstellning av en elektrod lemplig for anvendning i elektrolytiska forfaranden |
| US3969216A (en) * | 1974-12-27 | 1976-07-13 | Doreen Veronica Barrett | Flotation separation |
| US4112140A (en) * | 1977-04-14 | 1978-09-05 | The Dow Chemical Company | Electrode coating process |
| US4214971A (en) * | 1978-08-14 | 1980-07-29 | The Dow Chemical Company | Electrode coating process |
| US4331528A (en) * | 1980-10-06 | 1982-05-25 | Diamond Shamrock Corporation | Coated metal electrode with improved barrier layer |
| JPS582175A (ja) * | 1981-06-27 | 1983-01-07 | フジテック株式会社 | エレベ−タの制御装置 |
| US4871703A (en) * | 1983-05-31 | 1989-10-03 | The Dow Chemical Company | Process for preparation of an electrocatalyst |
| US4615913A (en) * | 1984-03-13 | 1986-10-07 | Kaman Sciences Corporation | Multilayered chromium oxide bonded, hardened and densified coatings and method of making same |
| IL73536A (en) * | 1984-09-13 | 1987-12-20 | Eltech Systems Corp | Composite catalytic material particularly for electrolysis electrodes,its manufacture and its use in electrolysis |
| EP0174413A1 (en) * | 1984-09-17 | 1986-03-19 | Eltech Systems Corporation | Composite catalytic material particularly for electrolysis electrodes and method of manufacture |
| US6000982A (en) * | 1995-07-31 | 1999-12-14 | Casio Computer Co., Ltd. | Method of manufacturing a cold-cathode for a discharge device |
| US6143432A (en) * | 1998-01-09 | 2000-11-07 | L. Pierre deRochemont | Ceramic composites with improved interfacial properties and methods to make such composites |
| US5707715A (en) * | 1996-08-29 | 1998-01-13 | L. Pierre deRochemont | Metal ceramic composites with improved interfacial properties and methods to make such composites |
| US6323549B1 (en) * | 1996-08-29 | 2001-11-27 | L. Pierre deRochemont | Ceramic composite wiring structures for semiconductor devices and method of manufacture |
| US7247229B2 (en) * | 1999-06-28 | 2007-07-24 | Eltech Systems Corporation | Coatings for the inhibition of undesirable oxidation in an electrochemical cell |
| KR100407710B1 (ko) * | 2001-11-08 | 2003-12-01 | (주) 테크윈 | 고온 소결에 의한 촉매성 산화물 전극의 제조방법 |
| US8022004B2 (en) * | 2008-05-24 | 2011-09-20 | Freeport-Mcmoran Corporation | Multi-coated electrode and method of making |
| TWI433964B (zh) | 2010-10-08 | 2014-04-11 | Water Star Inc | 複數層之混合金屬氧化物電極及其製法 |
| ITMI20102354A1 (it) * | 2010-12-22 | 2012-06-23 | Industrie De Nora Spa | Elettrodo per cella elettrolitica |
| CN104005047B (zh) * | 2014-06-11 | 2017-02-15 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 新型的电解低温海水防污用混合金属氧化物电极 |
| CN106099047A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-11-09 | 深圳市贝特瑞纳米科技有限公司 | 一种电极材料的表面包覆方法及其用途 |
| US11668017B2 (en) | 2018-07-30 | 2023-06-06 | Water Star, Inc. | Current reversal tolerant multilayer material, method of making the same, use as an electrode, and use in electrochemical processes |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1195871A (en) * | 1967-02-10 | 1970-06-24 | Chemnor Ag | Improvements in or relating to the Manufacture of Electrodes. |
| GB1246447A (en) * | 1967-09-26 | 1971-09-15 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Improvements in or relating to the manufacture of oxide-coated electrodes for use in electrolytic processes |
| US3616445A (en) * | 1967-12-14 | 1971-10-26 | Electronor Corp | Titanium or tantalum base electrodes with applied titanium or tantalum oxide face activated with noble metals or noble metal oxides |
| GB1206863A (en) * | 1968-04-02 | 1970-09-30 | Ici Ltd | Electrodes for electrochemical process |
| US3562008A (en) * | 1968-10-14 | 1971-02-09 | Ppg Industries Inc | Method for producing a ruthenium coated titanium electrode |
| GB1327760A (en) * | 1969-12-22 | 1973-08-22 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Electrodes |
| GB1294373A (en) * | 1970-03-18 | 1972-10-25 | Ici Ltd | Electrodes for electrochemical processes |
| US3711385A (en) * | 1970-09-25 | 1973-01-16 | Chemnor Corp | Electrode having platinum metal oxide coating thereon,and method of use thereof |
| US3684543A (en) * | 1970-11-19 | 1972-08-15 | Patricia J Barbato | Recoating of electrodes |
-
1971
- 1971-03-18 GB GB721171*[A patent/GB1352872A/en not_active Expired
-
1972
- 1972-03-06 NO NO707/72A patent/NO140235C/no unknown
- 1972-03-06 ZA ZA721481A patent/ZA721481B/xx unknown
- 1972-03-10 AU AU39853/72A patent/AU463572B2/en not_active Expired
- 1972-03-12 IL IL38958A patent/IL38958A/xx unknown
- 1972-03-14 AR AR240928A patent/AR194834A1/es active
- 1972-03-15 TR TR17134A patent/TR17134A/xx unknown
- 1972-03-16 BE BE780756A patent/BE780756A/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-03-17 CA CA137,422A patent/CA976505A/en not_active Expired
- 1972-03-17 BR BR1555/72A patent/BR7201555D0/pt unknown
- 1972-03-17 IT IT7222049A patent/IT950343B/it active
- 1972-03-17 JP JP2659972A patent/JPS559471B1/ja active Pending
- 1972-03-17 DE DE19722213083 patent/DE2213083A1/de not_active Ceased
- 1972-03-17 NL NL7203580A patent/NL7203580A/xx active Search and Examination
- 1972-03-17 DD DD161624A patent/DD99934A5/xx unknown
- 1972-03-17 CH CH396672A patent/CH578625A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-03-17 FR FR7209511A patent/FR2130419B1/fr not_active Expired
- 1972-03-18 ES ES400915A patent/ES400915A1/es not_active Expired
- 1972-03-20 AT AT235172A patent/AT312633B/de not_active IP Right Cessation
-
1973
- 1973-09-04 US US394394A patent/US3869312A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-12-31 MY MY1974318A patent/MY7400318A/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL38958A0 (en) | 1972-05-30 |
| JPS559471B1 (no) | 1980-03-10 |
| FR2130419A1 (no) | 1972-11-03 |
| IL38958A (en) | 1974-12-31 |
| DD99934A5 (no) | 1973-09-05 |
| AR194834A1 (es) | 1973-08-24 |
| CA976505A (en) | 1975-10-21 |
| BR7201555D0 (pt) | 1973-06-14 |
| NL7203580A (no) | 1972-09-20 |
| AU463572B2 (en) | 1975-07-14 |
| IT950343B (it) | 1973-06-20 |
| BE780756A (en) | 1972-09-18 |
| DE2213083A1 (de) | 1972-09-21 |
| MY7400318A (en) | 1974-12-31 |
| JPS4733076A (no) | 1972-11-16 |
| FR2130419B1 (no) | 1974-08-02 |
| GB1352872A (en) | 1974-05-15 |
| TR17134A (tr) | 1974-04-25 |
| ES400915A1 (es) | 1975-01-16 |
| CH578625A5 (no) | 1976-08-13 |
| AU3985372A (en) | 1973-09-13 |
| ZA721481B (en) | 1972-11-29 |
| NO140235C (no) | 1984-02-14 |
| US3869312A (en) | 1975-03-04 |
| AT312633B (de) | 1974-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO140235B (no) | Elektrode til bruk i elektrokjemiske prosesser | |
| US3773555A (en) | Method of making an electrode | |
| US3882002A (en) | Anode for electrolytic processes | |
| US3663280A (en) | Electrodes for electrochemical processes | |
| US3701724A (en) | Electrodes for electrochemical processes | |
| US3773554A (en) | Electrodes for electrochemical processes | |
| US3875043A (en) | Electrodes with multicomponent coatings | |
| US4502936A (en) | Electrode and electrolytic cell | |
| US4626334A (en) | Electrode for electrolysis | |
| US4331528A (en) | Coated metal electrode with improved barrier layer | |
| US3776834A (en) | Partial replacement of ruthenium with tin in electrode coatings | |
| US4336282A (en) | Process for production of electrode for use in electrolysis | |
| JP3883597B2 (ja) | 金属基質または金属被覆した伝導基質上に改良された電気触媒混合酸化物被膜をつくるための新規な安定な被覆溶液、およびそのような溶液から製造される寸法安定性陽極 | |
| CA1058552A (en) | Electrodes | |
| US3986942A (en) | Electrolytic process and apparatus | |
| US4100049A (en) | Coated cathode for electrolysis cells | |
| US4318795A (en) | Valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductor face and methods of carrying out electrolysis reactions | |
| EP0027051B1 (en) | Coated metal electrode with improved barrier layer and methods of manufacture and use thereof | |
| US4012296A (en) | Electrode for electrolytic processes | |
| US3929608A (en) | Catalytic material for electrodes | |
| NO138535B (no) | Elektrode for elektrokjemiske prosesser, samt fremgangsmaate for fremstilling av en slik elektrode | |
| CA1088026A (en) | Stable electrode for electrochemical applications | |
| US3915838A (en) | Electrodes for electrochemical processes | |
| JPS62267488A (ja) | アルカリ性電解液用の低過電圧陽極 | |
| US5004626A (en) | Anodes and method of making |