NO161925B - Katalysator for elektrode for elektrolyse av basiske loesninger, samt fremgangsmaate for fremstilling av elektrode med saadan katalysator. - Google Patents

Katalysator for elektrode for elektrolyse av basiske loesninger, samt fremgangsmaate for fremstilling av elektrode med saadan katalysator. Download PDF

Info

Publication number
NO161925B
NO161925B NO852126A NO852126A NO161925B NO 161925 B NO161925 B NO 161925B NO 852126 A NO852126 A NO 852126A NO 852126 A NO852126 A NO 852126A NO 161925 B NO161925 B NO 161925B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
catalyst
electrode
nickel
atmosphere
temperature
Prior art date
Application number
NO852126A
Other languages
English (en)
Other versions
NO161925C (no
NO852126L (no
Inventor
Jacques Bouet
Original Assignee
Alsthom Atlantique
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 Alsthom Atlantique filed Critical Alsthom Atlantique
Publication of NO852126L publication Critical patent/NO852126L/no
Publication of NO161925B publication Critical patent/NO161925B/no
Publication of NO161925C publication Critical patent/NO161925C/no

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
    • 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
    • C25B1/02Hydrogen or oxygen
    • 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
    • C25B11/075Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en katalysator for anvendelse ved elektrolyse av basiske løsninger, og særlig vandige løs-ninger hvor oksygen utvikles ved anoden og hydrogen ved katoden .
Fransk patentskrift nr. 2.418.281 beskriver en katode for elektrolyse og utført på basis av sintret nikkel med innhold av nikkelmolybdat. For fremstilling av en sådan katode kan en sintret nikkelbærer impregneres ved en første nedsenkning i ammoniummolybdat, hvorpå den oppvarmes i en ikke-reduserende atmosfære til en temperatur omkring 450°C, mens en annen nedsenkning utføres i en løsning av nikkelnitratsalt, og bæreren derpå oppvarmes til en temperatur nær ovenfor nevnte 450°C.
Det er også mulig å utføre begge nedsenkninger samtidig i en vandig løsning av ammoniummolybdat og nikkelnitrat stabilisert av ammoniakk.
Det er funnet at effektiviteten av sådanne katalysatorer avtar
i
med tiden ved elektrolyse av vann i varmt basisk medium ved høy strømtetthet.
Det er funnet at dette fenomen henger sammen med en økning av oksygen-overspenningen som synes å ha sin grunn i en modifi-sering av katalysatorens struktur.
Spesielt dannes en nikkeloksyhydroksydfase med en krystallo-grafisk gamma-struktur sammen med molybdenoksyder hvor molyb-denets valens foreligger i flere verdier i området + III til
+ VI.
Denne "støkiometriske glidning" av katalysatoren opptrer ikke bare under fortløpende drift av elektrolyseanlegget, men også under avbruddsperioder hvor lekkasjestrømmer også kan frembringe omvendt polaritet. Når sådan polaritetsvending opptrer, er faktisk spaltning av molybdenoksyd blitt observert ved katoden, hvor vedkommende molybdenoksyd således går tapt, sammen med en modifikasjon av nikkeloksydets tilstand, og begge disse fenomener er irreversible.
Formålet for foreliggende oppfinnelse er å frembringe en katalysator av nikkelmolybdat-type, men som har en mer tidsstabil struktur enn de kjente katalysatorer, hvilket vil si at den i mindre grad er utsatt for fenomenet støkiometrisk glidning både under normal drift av elektrolyseanlegget eller i period-er hvor anlegget er ute av drift.
Foreliggende oppfinnelse gjelder således for elektrode ved elektrolyse av basiske løsninger, hvor katalysatoren utgjøres av en forbindelse basert på blandede oksyder av molybden og nikkel, idet nevnte forbindelse i henhold til oppfinnelsen er av formen (Ni. Cd )MoO., hvor 0,02 < x < 0,06.
1-x x 4' — — '
For x større enn 0,06, hvilket vil si for et vektforhold Cd/Ni+Cd større enn 10% vil katalysatorens spaltes. For x mindre enn 0,02 vil støkiometrisk glidning av katalysatoren atter opptre.
Innføring av kadmium i katalysatoren når den fremstilles, retter således reaksjonen mot dannelse av nikkelmolybdat, som er mindre utsatt for støkiometrisk glidning.
Foreliggende oppfinnelse gjelder også en fremgangsmåte for fremstilling av en katalysator som angitt ovenfor.
En sådan fremgangsmåte har som særtrekk det forhold at elek-trodebæreren impregneres med en løsning som inneholder ammonium-paramolybdat, nikkelnitrat samt kadmiumnitrat stabilisert med ammoniakk, hvorpå bæreren brennes i luftatmosfære ved en temperatur mellom 400 og 550°C, mens delvis reduksjon finner sted i en atmosfære av nitrogen og hydrogen ved en temperatur mellom 400 og 550°C, bg nedkjøling finner sted i nøytral atmosfære.
Nitrater av nikkel og kadmium kan eventuelt erstattes av sulfater av nikkel og kadmium.
Ved en annen fremstillingsmodus er utgangspunktet en løsning av ammonium-paramolybdat og salter av nikkel og kadmium utvalgt fra nitrater og sulfater. Katalysatorbæreren impregneres og utfelling finner sted med soda for dannelse av tilsvarende hydroksyder. Etter tørking og vasking i destillert vann utføres de ovenfor angitte varmebehandlinger.
Andre særtrekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av følgende beskrivelse av ikke begrensende utførelse-eksempler under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser variasjonen i elektrolysespenningen U (i volt) som en funksjon av tiden t (i timer) for henholdsvis tidligere kjente elektroder og elektroder i henhold til foreliggende oppfinnelse, og Fig. 2 viser virkningen av polaritetvending i elektrolyseanlegget for henholdsvis tidligere kjente katoder og katoder i henhold til oppfinnelsen, idet E angir de utprøvde prøvestyk-ker .
Fire katalysatorer A, B, C, D er påført på sintrede nikkel-katoder, idet A og B er katalysatorer av tidligere kjent art, mens C og D er katalysatorer i henhold til foreliggende oppfinnelse .
Katalysatoren A er fremstilt ved metoden med to nedsdyppinger og to tørketrinn ved 450°C, slik som tidligere nevnt samt i samsvar med innholdet i fransk patentskrift nr. 2.418.281.
Katalysatoren B er fremstilt ved metoden med en eneste nedsenkning og et eneste tørketrinn ved 450°C, slik det like-ledes er beskrevet i nevnte tidligere franske patentskrift.
Katalysatorene C og D i samsvar med oppfinnelsen er fremstilt på følgende måte. Det anvendes en impregneringsløsning med følgende sammensetning:
Ammonium-paramolybdat
hvilket tilsvarer en Cd/Ni-prosentandel lik 10 vekt%.
Etter impregnering av en sintret nikkelbærer med denne løs-ning, brennes bæreren i luft i en time ved 450°C for katalysatoren C og ved 550°C for katalysatoren D. Bæreren redu-seres så delvis i en nitrogenatmosfære med 10% hydrogen i en time ved 450°C for katalysatoren C og ved 550°C for katalysatoren D. Bæreren kjøles så i nøytral atmosfære.
Fig. 1 viser variasjonene i elektrolysespenningen U som funksjon av tiden t ved anvendelse av de fire katalysatorer A, B,
C, D.
Elektrolytten er en ION vandig løsning av pottaske, tempera-turen er 80°C og strømtettheten er 1 A/cm^.
Kurvene tilsvarende de respektive katalysatorer A, B, C, D er betegnet med henholdsvis A^,,B^, , D^. Av disse kurver vil det fremgå av aktivitetstapet under løpende drift er mindre for katalysatorer i henhold til oppfinnelsen enn for de tidligere kjente katalysatorer.
Stabilisering med hensyn til nikkelvalensen III på grunn av tilsats av kadmium danner grunnlaget for stabiliteten av katalysatorene i henhold til oppfinnelsen.
For å studere hva som hender ved polaritetsvending av katoder som er påført katalysatorer i henhold til oppfinnelsen, frem-bringes grupper av tre prøvestykker for hver katalysatortype A, B, C, D med betegnelsene henholdsvis A2, B2, C2 og • Den oppnådde polarisering E (millivolt) for katodene er målt i forhold til en referanseelektrode (Hg/HgO). Resultat-ene er avmerket i fig. 2.
De samme målinger utføres etter polaritetsvending i elektrolyseanlegget. A2, B2, C2, D2 blir da A'2, B'2,
C'2, D'2. Det vil innses at de tidligere kjente katoder
(A'2, B'2) taper i middeltall omkring 200 millivolts, mens katodene i henhold til oppfinnelsen (C'2, D<>>2' Dare taper en spenning på 50 millivolt.
Adferden ved polaritetsvending av en katalysator i henhold til oppfinnelsen ved anvendelse som katode, er således betrakte-lig bedre enn ved tidligere kjente katalysatorer.
Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til de utførelser som er blitt beskrevet.
Ved fremstilling av en katalysator i henhold til oppfinnelsen er det således mulig å benytte følgende fremgangsmåte. Med utgangspunkt fra en løsning av ammonium-paramolybdat med salter av nikkel og kadmium utvalgt fra nitrater og sulfater impregneres en sintret nikkelbærer med nevnte løsning og de tilsvarende hydroksyder utfelles ved anvendelse av soda med 125 gram/liter. Etter tørking ved 60°C i 15 timer samt skylling i destillert vann, utføres så den tidligere angitte varmebehandling.
Andre likeverdige utførelsesforhold kan eventuelt opprettes.

Claims (3)

1. Katalysator for elektrode ved elektrolyse av basiske løsninger, hvor katalysatoren utgjøres av en forbindelse på grunnlag av blandede oksyder av molybden og nikkel, karakterisert ved at nevnte forbindelse er av formen (Ni, Cd )MoO. hvor 0,02 < x < 0,06. 1-x x 4 ' — —
2. Fremgangsmåte for fremstilling av en elektrode utstyrt med katalysator i henhold til krav 1, karakterisert ved at en elektrodebærer impregneres med en ammoniakkstabilisert løsning som inneholder ammonium-paramolybdat samt salter av nikkel og kadmium valgt fra nitrater og sulfater, hvorpå bæreren brennes i luftatmosfære ved en temperatur mellom 400 og 550°C, mens påfølgende delvis reduksjon finner sted i en atmosfære av nitrogen og hydrogen ved en temperatur mellom 400 og 550°C, og kjøling finner sted i nøytral atmosfære.
3. Fremgangsmåte for fremstilling av en elektrode utstyrt med katalysator i henhold til krav 1, karakterisert ved at en elektrodebærer impregneres med en løsning som inneholder ammonium-paramolybdat samt salter av nikkel og av kadmium valgt fra nitrater og sulfater, tilsvarende hydroksyder utfelles med soda, tørking og påfølgende skylling av bæreren med vann utføres, hvorpå brenning i luftatmosfære finner sted ved en temperatur mellom 400 og 550°C, og delvis reduksjon utføres i en atmosfære av nitrogen og hydrogen ved temperatur mellom 400 og 550°C, mens nedkjøling finner sted i nøytral atmosfære.
NO852126A 1984-05-29 1985-05-28 Katalysator for elektrode for elektrolyse av basiske loesninger, samt fremgangsmaate for fremstilling av elektrode med saadan katalysator. NO161925C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8408428A FR2565257A1 (fr) 1984-05-29 1984-05-29 Catalyseur pour electrolyseur de solutions basiques

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO852126L NO852126L (no) 1985-12-02
NO161925B true NO161925B (no) 1989-07-03
NO161925C NO161925C (no) 1989-10-11

Family

ID=9304505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO852126A NO161925C (no) 1984-05-29 1985-05-28 Katalysator for elektrode for elektrolyse av basiske loesninger, samt fremgangsmaate for fremstilling av elektrode med saadan katalysator.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4657653A (no)
EP (1) EP0173002B1 (no)
JP (1) JPS60261541A (no)
CA (1) CA1251164A (no)
DE (1) DE3562145D1 (no)
FR (1) FR2565257A1 (no)
NO (1) NO161925C (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2363035C (en) * 1999-02-22 2007-09-04 Symyx Technologies, Inc. Compositions comprising nickel and their use as catalyst in oxidative dehydrogenation of alkanes
IT1392168B1 (it) * 2008-12-02 2012-02-22 Industrie De Nora Spa Elettrodo adatto all utilizzo come catodo per evoluzione di idrogeno

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2418281A1 (fr) * 1978-02-28 1979-09-21 Comp Generale Electricite Cathode pour electrolyseur
US4208451A (en) * 1978-02-28 1980-06-17 Compagnie Generale D'electricite Bipolar electrode for an electrolyzer
IN153057B (no) * 1978-09-21 1984-05-26 British Petroleum Co
US4354915A (en) * 1979-12-17 1982-10-19 Hooker Chemicals & Plastics Corp. Low overvoltage hydrogen cathodes
US4414064A (en) * 1979-12-17 1983-11-08 Occidental Chemical Corporation Method for preparing low voltage hydrogen cathodes

Also Published As

Publication number Publication date
NO161925C (no) 1989-10-11
NO852126L (no) 1985-12-02
EP0173002B1 (fr) 1988-04-13
CA1251164A (fr) 1989-03-14
JPH0568303B2 (no) 1993-09-28
JPS60261541A (ja) 1985-12-24
FR2565257A1 (fr) 1985-12-06
DE3562145D1 (en) 1988-05-19
US4657653A (en) 1987-04-14
EP0173002A1 (fr) 1986-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4342792A (en) Electrodes and method of preparation thereof for use in electrochemical cells
CA1117589A (en) Method of stabilising electrodes coated with mixed oxide electrocatalysts during use in electrochemical cells
Rasiyah et al. A Mechanistic Study of Oxygen Evolution on Li‐Doped Co3 O 4
Dickens et al. Phase relationships in the ambient temperature LixV2O5 system (0.1< x< 1.0)
CN109759077B (zh) 一种钙钛矿氧化物催化剂及其制备方法和应用
SU1228789A3 (ru) Электрод дл электрохимических процессов
Takada et al. Preparation and crystal structure refinement of Li4Mn5O12 by the Rietveld method
De Chialvo et al. Oxygen evolution reaction on NixCo (3—xO4 electrodes with spinel structure
Vilche et al. Kinetics and mechanism of the nickel electrode—I. Acid solutions containing a high concentration of chloride and nickel ions
CN105845449A (zh) 一种电极材料及其制备方法以及超级电容器
NO161925B (no) Katalysator for elektrode for elektrolyse av basiske loesninger, samt fremgangsmaate for fremstilling av elektrode med saadan katalysator.
US4206270A (en) Cathodes for molten carbonate fuel cells
CN110404540A (zh) 一种镂空状铁硒衍生物催化剂的制备方法及其产物与应用
NO153376B (no) Oksygendepolarisert katode og anvendelse derav
CN114150341A (zh) 一种过渡金属硒化物电催化材料及其制备方法与应用
CN105126864A (zh) 一种用于co低温氧化的钙钛矿负载纳米复合氧化物催化剂
CN109962251A (zh) 具有耐硫、抗积碳能力的固体氧化物燃料电池阳极材料
Bedioui et al. Electrochemical characterization of vanadium molecular sieve, VAPO-5
Toušek Temperature Dependence of Pitting Corrosion in Cr‐Ni stainless steels
Maeda et al. Performance of a thermocell of carbon fibres and nitric acid
RU1840850C (ru) Способ изготовления электродов в ячейках с твёрдым электролитом
CN117684203A (zh) 一种新型双钙钛矿催化材料、电极材料及固体氧化物电池
JP2022060039A (ja) 電気化学システム及び電気化学システムの酸素極の製造方法
Madou et al. A semiconductor electrochemistry approach to the study of oxide films on nickel electrodes
Katano et al. Preparation of the 11-Molybdogermanate (IV) Complex.