NO148648B

NO148648B - Anvendelse av katode for elektrolyse i alkalisk medium

Info

Publication number: NO148648B
Application number: NO762359A
Authority: NO
Inventors: Dominique Ravier; Jean Grosbois
Original assignee: Rhone Poulenc Ind
Priority date: 1975-07-08
Filing date: 1976-07-06
Publication date: 1983-08-08
Also published as: NO762359L; JPS5217374A; SE436897B; NO148648C; DE2630398B2; JPS5644955B2; NL7607442A; DE2630398A1; SE7607779L; IT1065620B; IN145971B; CH614740A5; GB1504110A; ES449701A1; CA1083082A; DE2630398C3; BR7604417A; SE8004050L; US4080278A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår anvendelse av en elektrode som er særlig egnet for elektrolyse i alkalisk medium som katode med nedsatt overspenning i kontakt med elektrolytten.

Under elektrolyse, for eksempel av klorider av alkalimetaller •i vandig løsning, er det kjent at en katode som utgjøres av vanlig anvendte metaller i industrien, må påtrykkes et potensial høyere enn den absolutte spenningsverdi som tilsvarer det termodynamiske potensial for dannelse (og frigjørelse) av molekylært hydrogen. Denne forskjell mellom det potensial som må påtrykkes og det termodynamiske potensial (overspenning) medfører et ekstra energiforbruk og bør av denne grunn reduseres til minst mulig verdi, idet det i industrielle anlegg naturligvis må tas hensyn til alle omkostninger i forbindelse med det anvendte utstyr og de forskjellige uomgjengelige økonomiske og tekniske for-dringer i sin alminnelighet. I elektrolyseceller med faste katoder, vanligvis på jern-basis, og av den art som anvendes i industrien spesielt for elektrolyse av natriumklorid, påtreffes ofte overspenninger av størrelseorden

-200 til -300 mv under industrielle driftsforhold.

Tallrike undersøkelser, hvis resultater er publisert, har vært utført angående elektrodebelegg, særlig for anoder,

for nedsettelse av overspenningen. Blant de publikasjoner som bør nevnes i denne forbindelse, befinner seg fransk patentskrift nr. 1.506.040, som beskriver anoder av wol-frambronse, titan og forskjellig andre metaller. Disse elektroder, som er spesielt utført for å anvendes som anoder, oppviser imidlertid ingen kjemiske egenskaper i alkalisk løsning som gjør dem egnet for anvendelse som katode i alkalisk miljø.

Fra offentliggjort tysk patentansøkning nr. 2.403.573 er

det kjent en elektrode belagt med en legering bestående av et metall i gruppen titan, tantal wolfram og molybden

sammen med et metall i gruppen kobolt, nikkel og jern, uten-at det på noen måte er gjort sannsynlig at denne elektrode med fordel kan anvendes som katode i alkalisk miljø.

Videre er det fra belgisk patent nr. 823.845 kjent en

anode av blant annet niob sammen med kobolt, nikkel eller jern. Anvendelse av en sådan materialsammensetning som katode i alkalisk medium fremgår imidlertid ikke av dette patentskrift.

På denne bakgrunn av kjent teknikk er det et formål for foreliggende oppfinnelse å oppnå en vesentlig nedsatt

katodisk overspenning til en lav spenningsverdi som er for-holdsvis stabil under lengre tid, uten at dette medfører så store ekstra utgifter at det vil hindre praktisk bruk av en sådan katode ved elektrolyse i alkalisk miljø.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved anvendelse av en elektrode med minst en overflate som består av en binær legering av et metall A som kan være nikkel, kobolt eller jern, og et metall B som kan være titan, molybden, wolfram, magnesium, niob eller tantal, eller av en ikke-støkiomet-risk forbindelse MxByOz bundet til metallet A, idet M angir et alkalimetall, x har en verdi i området fra og med 0 til og 1 og metallet B foreligger i sin høyeste valens, som katode ved elektrolyse i alkalisk medium. De elektro-lytiske prosesser hvor en sådan elektrode med fordel kan finne anvendelse som katode, omfatter særlig elektrolyse av alkalimetallklorider for fremstilling av klor og vedkommende alkalimetall, hypokloritt,klorat eller perklorat, elektrolyse av basisforbindelser eller vandige alkaliske løsninger i sin alminnelighet, samt forskjellige elek-trokjemiske prosesser som finner sted i alkalisk miljø

og under hvilke det finner sted en frigjøring av hydrogen, og ved prosesser hvor en høy overspenning ikke er nødvendig for å utløse for eksempel en reduksjonsreaksjon ved katoden.

Elektroden kan forøvrig anvendes som katode i celler av meget forskjellig art, både med og uten skillemembran,

samt både av enpolet og flerpolet type.

Med hensyn til den angitte materialsammensetning kan den

like godt inngå i et katodelegeme av fastlagt kjemisk sammensetning, som i et flerfaset material som omfatter flere av de ovenfor angitte metaller.

Fortrinnsvis er metallet A nikkel og metallet B titan, idet nikkel-andelen gjerne ligger mellom 15 og 85%, samt helst mellom 15 og 40% eller særlig mellom 55 og 75%,'på grunn av den bemerkelsesverdig virkning på overspenningen som oppnås mellom de sistnevnte grenser, kombinert med de gode mekaniske egenskaper for således sammensatte materialer.

Andelen av metallet B i den annen gruppe kan variere be-traktelig fra en forbindelse til en annen, idet nevnte andel bør ligge mellom 15 og 85% hvis elementet er titan, fortrinnsvis mellom 2 og 5% for magnesium og helst mellom 15 og 85% for bor.

Det bør videre nevnes at ByOz angir den oksydformel hvori

y og z er de minste hele tall som gjør det mulig å uttrykke at atomforholdet mellom B og O; således at ByOz kan re-presentere Ti02 eller v^O,., men ikke Ti204 eller V401Q. Forbindelsene med formel Mx By Oz kalles generelt for innskutte "bronse"-arter. Disse kan ha en amorf struktur og egner seg da ikke for røntgen-analyse. Det er imidlertid mulig i dette tilfelle å frembringe en rekrystallisasjon av vedkommende forbindelse etter oppvarming i inert atmosfære for å kunne utføre en sådan analyse. Disse flerfasede materialer kan også være mer kompliserte enn angitt ved nevnte formel og kan inneholde påvisbare mengder av andre elementer, slik som hydrogen, innskutt i strukturnettet By Oz. Det bør forøvrig bemerkes at elementet B har en til-

synelatende oksydasjonsgrad som ikke tilsvarer den maksimale verdi (se i denne forbindelse RaO: "Solid State Chemistry" side 32, Ed. Dekker 1974) . Blant de angitte forbindelser med formelen Mx By Oz foretrekkes de hvori B representerer titan og A natrium. Sådanne forbindelser nedsetter i særlig høy grad overspenningen og har utmerkede kjemiske egenskaper.

I den materialsammenstilling av titan og nikkel som utgjør den aktive overflate av den anvendte katode, foreligger de forskjellige materialkomponenter innenfor følgende grenser:

Vektforholdet Ti/Na ligger fortrinnsvis mellom 2 og 2,5. Når de øvrige elementer erstattes av elementer som angitt ovenfor, vil dette vektforhold være av samme størrelseorden idet det grunner seg på atomvektene for disse elementer. Det kan angis i hvilke spesielle tilfeller anvendelse av nevnte bronsearter uten videre kan finne sted; idet disse materialer, er meget kostbare og det hittil ikke har vært mulig å fremstille katoder av sådanne forbindelser med tilfredsstillende egenskaper ved elektrolyse i alkalisk miljø.

Den elektrode som er omtalt ovenfor er egnet for anvendelse i massiv form for dannelse av katode.

For ytterligere å forbedre den anvendte katodes mekaniske egenskaper og nedsette omkostningene er det imidlertid funnet særlig fordelaktig å anvende katoder som omfatter

et belegg av en forbindelse av de ovenfor angitte ele-

menter på en bærer av jern, stål eller nikkel. Det anvendes fortrinnsvis bærer av jern eller stål, og de således fremstilte sammensatte elektroder får da bemerkelses-verdige egenskaper både fra et elektrokjemisk og fra et mekanisk synspunkt. En bærer som utgjøres av et gitter eller foldet metall oppviser fordeler med hensyn til frigjøring av hydrogen. Katodens tykkelse er ikke av-gjørende ved anvendelse i henhold til oppfinnelsen. I

det tilfelle hvor det anvendes katodeutførelser uten bærer, må imidlertid tykkelsen i sin alminnelighet være fra 0,5 til 5 mm av hensyn til katodens mekaniske egenskaper. I det tilfelle hvor vedkommende materialsammensetning er påført en bærer, er det tilstrekkelig med en sådan tykkelse at en god dekning av en av bærerens sideflater er sikret, for eksempel ved sjikttykkelse på 0,1 til 3 mm. Det vil være åpenbart at den angitte øvre grenseverdi

sjelden er tvingende nødvendig, da det vil være uhensikts-messig, bl.annet av økonomiske grunner, å danne unødvendig tykke sjikt.

Fremstillingen av elektroder av foreliggende art kan utføres ved forskjellige kjente fremgangsmåter, særlig ved sammen-smelting eller sintring av elektrodens materialkomponenter i fastlagt innbyrdes forhold, avskjermet fra oksygen, nitrogen og særlig vann, for eksempel i en atmosfære av hydrogen eller edelgass. Ved sintring utøves et trykk på 1 til 2 • 10 Pa ved 20°C før oppvarming til temperaturer mellom 400 og 1100°C.

Ved påføring på en bærer kan det anvendes forskjellige fremgangsmåter, og særlig plasma-sprøytning, katodeforstøvning, vakuummetallisering, belegning eller påføring ved eksplos-jon av en blanding av bestanddeler sammenstilt på forhånd. Komponentblandingen kan likeledes påføres ved hjelp av elektrolyse eller ved dekomponering av salter av vedkommende elementer, eventuelt fulgt av en varmebehandling i nøytral eller reduserende atmosfære. Den termiske behandling har den fordel at belegget bringes til å diffundere inn i bærerunderlaget, således at sammenføyningen mellom katodens materialer forbedres. En temperatur på 600 til 1000°C er passende. Som bærer kan anvendes et metall som jern, men også et substrat oppnådd ved sammensmeltning eller sintring av binære forbindelser. • Det kan likeledes anordnes et mellomsjikt mellom bæreren og det ytre over-tre, , såsant dette mellomsjikt ikke ødelegger den nødven-dige ledningsevne for sammenstillingen. Endelig kan ved en flerpolet elektrode vedkommende forbindelse påføres et hensiktsmessig anodematerial, for eksempel av titan, med et eventuelt mellomliggende sjikt. Nærmere detaljer om elektrolytisk påføring av sådanne binære blandinger er behandlet i en artikkel av PERVYI og PRESNOV (UKR.XHYM. ZNO.URSS 1973.39 (G) sidene 553 - 555).

Elektrodens forbindelse med strømtilførselslederen kan opprettes uten vanskelighet, for eksempel ved mekaniske midler, ved sveising, eller innleiring av lederen i vedkommende materialsammensetning under dens fremstilling.

Ved den annen utførelsesvariant av den anvendte elektrode er den foretrukkede fremgangsmåte ved fremstilling av elektroden elektrolytisk påføring. En sådan fremgangsmåte vil bli mer detaljert omtalt i de etterfølgende utførelsesekseksempler. Sammensetningen av det påførte belegg kan styres på forskjellig måte, for eksempel ved å regulere konsentrasjonen av de forskjellige bestanddeler i elektrolysebad, eller den pH-verdi eller temperatur som foreligger under påføringen. Den anvendte pH-verdi kan fastlegges til en verdi nær nøytralverdien (vanligvis 5 til 7) ved tilsetning av en base, men det er også mulig og ofte fordelaktig å la pH-verdien vokse som følge av at det dannes hydroksyl-ioner, således at sammensetningen av overflatebelegget kan variere kontinuerlig og det aktive overtrekk på overflaten utgjøres av et nesten rent metall, men en tiltagende "bronse"-andel innover mot det substrat som danner underlag for det aktive belegg.

En annen prosess som kan anvendes består i å utsette en intim blanding av et oksyd av overgangsmetall og et spalt-bart alkali-metallsalt for et trykk over 10 Q Pa. Således fremstilte peletter oppvarmes i en platinadigel til for eksempel 13 00°C. Det oppnådde produkt avkjøles, hvoretter det knuses og reduseres i varm tilstand i hydrogenatmosfære. Etter nedkjøling utføres en rensing ved oppløsning av forurensningene. Det dannes så en blanding av det rensede produkt og et pulver av forbindelsesmetallet, og blandingen utsettes for et trykk på omkring 10 8 Pa ved på*føring av elektroden.

De aktive overflater av elektroden, som utgjøres av nevnte bronse og forbindelsesmetallet, oppviser bemerkelses-verdige egenskaper når den fremstilte elektrode anvendes som katode i alkalisk elektrolytt, særlig ved elektrolyse av alkalimetallklorider. Disse gunstige egenskaper opptrer ved vektforhold mellom forbindelsesmetall og bronse større enn 1, og avtar ikke i vesentlig grad før vedkommende vektforhold antar en verdi av størrelses-orden 10, hvilket tillater en betrakelig prisreduksjon for sådanne elektroder. Deres mekaniske fasthetsegen-skaper, som er tilfredsstillende i massiv tilstand, kan ytterligere forbedres ved påføring av vedkommende sammensetning av bronse og forbindelsesmetall på en metallisk bærer.

De oppnådde fordeler ved anvendelse i henhold til oppfinnelse av de omtalte elektroder som katoder anskue-liggjøres best ved måling av deres potensial i forhold til en mettet kalomel-elektrode (ECS). Den anvendte elektrolytt i denne forbindelse inneholder 140 g/l soda og 160 g/l natriumklorid. Det påtrykkes en lineært varierende potensial på katoden med en stigning på 100 mV/min. Temperaturen er herunder 90°C. De avmålte overspenninger i millivolt ECS er som angitt i følgende tabell for de forskjellige sammenstillinger av binær forbindelse.mellom nikkel og titan:

Det er kjent at det termodynamiske potensial målt under såmne forhold med en katode (reversibel) av platina/platina er -1075 mV (ECS), og tilsvarende verdi for en klassisk jern-katode er -1390 til -1430 mV, hvilket svarer til overspenninger på -315 til -355 mV.

Overspenningene ved 20 A/dm 2ved 20 til 40% nikkelatomer

er vanskelig å anslå ved den ovenfor angitte målemetode, for det første på grunn av deres lave verdi og for det annet på grunn av et tilhørende forstyrrende fenomen (hydrogen-sorps-jon) så lenge likevekt ikke er oppnådd. Det fremkommer like-vel at det foreligger to minsteverdier for den observerte absoluttverdi av overspenningen, nemlig ved nikkelatom-andeler på 33,3% (Ti2Ni) og omkring 55%.

Man har forøvrig også undersøkt utviklingen av disse overspenninger ved overvåkning av potensialene under langvarige prøver, idet likevekt ble tillatt oppnådd under disse mål-inger. Den anvendte elektrolytt i denne forbindelse inneholdt 140 g/l soda og 160 g/l natriumklorid, mens temperaturen var 90°C og strømtettheten 20 A/dm2.

Disse prøver ble liksom de tidligere forsøk, hvis resultat

er tidligere angitt i beskrivelsen, utført med massive katoder (Ti - Ni) uten bærer. Det bør bemerkes at det ikke foreligger resultatet for materialforhold mellom 33,3 og 61,5% nikkelatomer, hvilket har sin grunn i at elektroder av denne type med et nikkelatom-innhold mellom 40 og 55% er meget skjøre, hvilket berettigher angivelse av to separate foretrukkede områder for forholdet mellom de to materialbe-standdeler.

Utførelseseksempler ved anvendelse av katoder i henhold til oppfinnelsen, nemlig i massiv form i eksemplene 1, 5, 6 , 7 og 12, samt i foretrukket form som overtrekk på metallisk bærer i de øvrige eksempler, vil bli nærmere omtalt i det følgsnde. Fremstillingsmåten er forklart, og elektrolytt-sammensetningene og de anvendte strømtettheter er valgt i nærheten av de verdier som anvendes i industrien for å

angi sammenlignbare verdier for fagfolk på dette område.

Det vil imidlertid være åpenbart at disse utførelseseks-empler på ingen måte begrenser oppfinnelsens omfang til de angitte verdier.

EKSEMPEL 1

I argonatmosfære oppvarmes i løpet av 1 time ved 850°C en homogenisert blanding av 4,79 g titanpulver og 2,98 g nikkel-pulver i en varmebestandig beholder med flat bunn. Etter avkjøling foreligger et produkt i form av en massiv skive av metallisk utseende. Det skjæres ut en seksjon på 1 x 1 cm av denne skive for anvendelse som katode under elektrolyse ved 90°C av en vandig løsning som inneholder 140 g/l Na OH og 160 g/l Na Cl. Ved strømtetthetene 20 A/dm<2>, 40 A/dm 2 og 100 A/dm 2 måles katodespenningene i forhold til

en mettet kalomel-elektrode henholdsvis til -1080 mV,

-1110 mV og -1150 mV, idet stigetakten for det påtrykte potensial var 100 mV/min. En fortsatt elektrolyse under de samme forhold (strømtetthet 20 A/dm o, viste at spenningen økte langsomt for å stabilisere seg etter 20 timer på -1180 mV/ECS, hvilket sannsynligvis tilsvarer stabili-sert hydratisering ved katoden. Denne forblir mekanisk stabil.

E KSEMPEL 2

I argonatmosfære oppvarmes i 24 timer til 920°C en homo-gensisert pulverblanding av titan og nikkel i et vektforhold på 95,80/58,70, hvilket tilsvarer forbindelsen Ti^Ni. Dette produkt knuses til en granulstørrelse på omkring 40 ^um og pulveriseres på et gitter av jerntråd med tråddiameter 2,5 mm og maskestørrelse 4x4 mm, ved hjelp av en plasmastråle med argon som bæregass. Kurvene for katodepotensialet i en elektrolytt ved samme sammensetning som i eksempel 1 og under de samme målebeting-

elser som dette eksempel, ga for forskjellige strøm-

tetthet følgende resultat:

Ved en strømtetthet på 20 A/dm 2 stabiliserte spenningen seg raskt på -1170 mV (ECS).

E KSEMPEL 3

På en sandblåst jernplate påføres ved elektrolyse ved 60°C en forbindelse mellom titan og nikkel ut fra en elektrolytt med følgende sammensetning:

Den således oppnådde elektrode anvendes som katode i et bad under de samme forhold som angitt i de foregående eksempler. De målte potensialer (ESC) var som følger:

Det bemerkes at det påførte binære metallsjikt ikke frem-bringer vesentlig større overspenning enn det som ble oppnådd ved anvendelse av massivt metall.

EKSEMPEL 4

På en jernplate som er sandblåst på forhånd, påføres

en forbindelse av nikkel og magnesium ved omgivelsestem-peratur ved elektrolyse av en elektrolytt med følgende sammensetning:

Verdien av pH er innstilt til 5,5 ved hjelp av ammoniakk. Den påførte binære forbindelse (15 mg/cm 2) inneholder en andel av magnesiumatomer på 2,4%. Den således oppnådde elektrode anvendes som katode i et bad med samme sammensetning som angitt i de tidligere utførelseeksempler, og de målte potensialer (ECS) var følgende:

EKSEMPEL 5

I argonatmosfære ble det ved 765°C i 6 timer og 30 minutter varmebehandlet en homogenisert pulverblanding av bor og nikkel i et vektforhold på 4,8 g/25,3 g som tilsvarer forbindelsen NiB. Etter avkjøling i argon foreligger produktet som en massiv plate med metallisk utseende. Et utskåret avsnitt på 1 x 1 cm av denne plate anvendes som katode under elektrolyse ved 90°C av en vandig løsning med innhold av 140 g/l NaOH og 160 g/l NaCl. Ved strømtettheter på 20 A/dm<2>, 40 A/dm<2> og 80 A/dm<2 >utledes katodespenninger i forhold til en mettet kalomel-elektrode på henholdsvis -1180 mV, -1230 mV, og -1280 mV, idet potensialet påtrykkes i en takt på 100 mV/min.

EKSEMPEL 6

I argonatmosfære ved 900°C varmebehandles i 4 timer og

30 minutter en homogenisert pulverblanding av bor (10 g) og nikkel (20 g), hvilket tilsvarer 73% nikkelatomer. Etter avkjøling i argonatmosfære foreligger det frem-bragte produkt i form av en massiv plate med metallisk utseeende. Et utskåret avsnitt på 1 x 1 cm av denne plate anvendes som katode under elektrolyse ved 90°C av en vandig løsning med et innhold av 140 g/l NaOH og 160 g/l NaCl. Ved strømtettheter på 20 A/dm<2> 4 0 A/dm2 og 8 0 A/dm<2 >utledes katodespenninger i forhold til en mettet kalomel-elektrode på henholdsvis - 1170 mV, -1210 mV, -1260 mV, idet potensialet påtrykkes med en stigetakt på 100 mV/ min.

EKSEMPEL 7

I argonatmosfære ved 1050°C varmebehandles i 6 timer og

30 minutter en homogenisert pulverblanding av 3,67 g bor og 37,25 g jern, hvilket tilsvarer forbindelsen Fe2B. Etter avkjøling i argonatmosfære foreligger det fremstilte produkt i form av en massiv .plate av metallisk utseende. Et utsnitt på 1 x 1 cm av denne plate anvendes som katode under elektrolyse ved 90°C av vandig løsning med innhold av 140 g/l NaOH og 160 g/l NaCl. Ved en strømtetthet pa 20 A/dm 2 utledes en katodespenning på -1340 mV i forhold til en mettet kalomelelektrode, idet potensialet ble påtrykt med en stigehastighet på 100 mV/min.

EKSEMPEL 8

På en forut sandblåst og avfettet jernplate på 8 cm 2ble det ved elektrolyse påført en blanding av titan/natrium-bronse og nikkel ved elektrolyse av en elektrolytt med følgende sammensetning:

Elektrolyttens pH-verdi ble omhyggelig innstilt til 5,5 ved hjelp av soda, ved begynnelsen av elektrolyseprosessen.

Elektrolysen ble utført ved omgivelsetemperatur (25°C) i en elektrolysecelle som var oppdelt i adskilte kammere ved

2

hjelp av en membran, ved en strømtetthet pa 5 A/dm og et katodekammer-volum pa 3 3 cm 3. Etter elektrolyse i en time og en stigning av pH-verdien til 9,2 ble det oppnådd et belegg med midlere flatevekt pa 20 mg/cm 2, hvis vekt-prosentandeler av de viktigste bestanddeler ble bestemt ved vanlige kjemiske analysemetoder for kationer samt ved nøytronaktivering for oksygen, hvilket gav følgende resultater:

Den således oppnådde elektrode ble anvendt som katode

i et bad ved 9 0°C og med innhold av 14 0 g/l soda og 160 g/l natriumklorid. De målte potensialer i forhold til en referanseelektrode av kalomel/mettet kaliumklorid,

var som følger:

EKSEMPEL 9

På en jernplate av samme dimensjoner som angitt i det forutgående eksempel og som på forhånd var sandblåst og avfettet, ble det ved hjelp av en elektrolyse påført en blanding av titan/natrium-bronse og kobolt i en elektrolytt med følgende sammensetning:

Elektrolyttens pH-verdi ble til å begynne med innstillet

på ca. 5,5 ved hjelp av tilsats av soda, og elektrolysen ble utført under samme forhold som angitt i eksempel 1. pH-verdien ved slutten av prosessen var da 6,9. Det påførte belegg inneholdt 6,2 vektprosent titan og 75,5 vektprosent kobolt.

Den således oppnådde elektrode ble anvendt som katode i

et bad under samme driftsforhold som angitt i eksempel 1.

De målte potensialer (ECS) var da de følgende:

1180 mV ved en strømtetthet på 20 A/dm<2>

1200 mV ved en strømtetthet på 40 A/dm<2>

1220 mV ved en strømtetthet på 80 A/dm<2>

EKSEMPEL 10

Pa en jernplate med sideflate 8 cm 2 ble det under tilsvarende forhold som angitt i de forutgående utførelse-eksempler, påført en landing av titan/natrium-bronse og jern ved hjelp av elektrolyse i en elektrolytt med følgende sammensetning: 65 g/l vandig titanklorid-løsning (15 vektprosent TiCl^)

25 g/l natriumfluorid - NaF

36 g/l tri-natriumcitrat - Na_.C,Hr0_,, 5,5 H-.0 3 6 5 7 2 5,4 g/l ammoniumklorid - NH^Cl

42 g/l jernsulfat - FeS04, 7 H20

Den oppnådde sammensatte elektrode ble anvendt som katode i et elektrolysebad under de forhold som er angitt i eksempel 1. De målte potensialer (ECS) var som følger:

1190 mV ved en strømtetthet på 20 A/dm<2>

2

1210 mV ved en strømtetthet på 4 0 A/dm

2

12 4 0 mV ved en strømtetthet pa 80 A/dm

EKSEMPEL 11

På en bærer av jern ble det under tilsvarende forhold som angitt i de forutgående utførelseeksempler påført en blanding av titan/kalium-bronse og nikkel ved hjelp av elektrolyse i en elektrolytt med følgende sammensetning: 65 g/l titanklorid-løsning (15 vektprosent TiCl^)

35 g/l kaliumflourid - KF

Verdien av pH ble innstilt til 5,5 ved hjelp av kadmium-hydrooksyd.

Den således oppnådde elektrode ble anvendt som katode

i et elektrolysebad under samme forhold som angitt i eksempel 1. De målte potensialer (ECS) var som følger:

12 2 0 mV ved en strømtetthet på 20 A/dm<2>

124 0 mV ved en strømtetthet på 40 A/dm<2>

1270 mV ved en strømtetthet på 80 A/dm<2>

EKSEMPEL 12

Det veies opp 21,2 g NaCO^ og 47,94 g TiO,,. Etter maling og intim blanding av de oppmalte pulver sammenpresses det hele undet et trykk på 2 x 10 Q Pa. De således oppnådde pelletter oppvarmes i luft i en platinadigel. Etter opphold i en time ved hver 100°C mellom 600 og 900°C, bibeholdes temperaturen i 20 timer ved 1300°C.

Etter knusing utsettes denne blanding for en delvis reduksjon i en atmosfære av H2 - Ar (15 - 85) i 48 timer ved 1000°C i en platinadigel. Det oppnådde produkt renses etter oppmaling ved en behandling i H2S04 (IN) + HF (IN) ved 90°C i en time. Det oppnådde sluttprodukt analyseres ved hjelp av røntgenstråler, og finnes å ha en sammensetning Na^ Tig hvor x ligger i nærheten av 1.6.

Det oppmalte produkt Na Ti0 O,, blandes med et nikkel-

X o lb

pulver (omtrent 50 - 50 i volum) og det hele sammenpresses under et trykk på ca. 10 Q Pa.

Det ble utført elektrolyse som tidligere angitt i vandig miljø med innhold av 140 g/l NaOH og 160 g/l NaCl.

Det ble herunder oppnådd følgende katodepotensialer:

1175 mV for en strømtetthet pa 20 A/dm<2>

1175 mV for en strømtetthet på 40 A/dm<2>

122 5 mV for en strømtetthet på 80 A/dm<2>

Claims

1. Anvendelse av en elektrode med minst en overflate som består av en binær legering av et metall A som kan være nikkel, kobolt eller jern, og et metall B som kan være titan, molybden, wolfram, magnesium, niob eller tantal, eller av en ikke-støkiometrisk forbindelse MxByOz bundet til metallet A, idet M angir et alkalimetall, x har en verdi i området fra og med 0 til og med 1 og metallet B foreligger i sin høyeste valens, som katode ved elektrolyse i alkalisk medium.

2. Anvendelse som angitt i krav 1 og hvor metallet A er nikkel og metallet B er titan.

3. Anvendelse som angitt i krav 2, og hvor legeringens andel av nikkelatomer utgjør 15 til 85%, fortrinnsvis 15 til 40% eller særlig 55 til 75%.

4. Anvendelse som angitt i krav 1-3 og hvor M er natrium.

5. Anvendelse som angitt i krav 4 og hvor vektforholdet mellom titan og natrium ligger i området 2 til 2,5.

6. Anvendelse som angitt i krav 1 - 5 og hvor vektforholdet mellom metallet A og den ikke-støkiometriske forbindelse ligger i området 1 til 10.

7. Anvendelse som angitt i krav 1 - 6 og hvor vektforholdet mellom metallet A og den ikke-støkiometriske forbindelse varierer kontinuerlig fra den ene til den annen side av katoden eller katodeoverflaten.