NO165883B - Fremgangsmaate for aa forlenge levetiden for en hydrogenutviklende elektrode. - Google Patents
Fremgangsmaate for aa forlenge levetiden for en hydrogenutviklende elektrode. Download PDFInfo
- Publication number
- NO165883B NO165883B NO864039A NO864039A NO165883B NO 165883 B NO165883 B NO 165883B NO 864039 A NO864039 A NO 864039A NO 864039 A NO864039 A NO 864039A NO 165883 B NO165883 B NO 165883B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- electrode
- component
- hydrogen
- coating
- titanium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical class [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 33
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 31
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 31
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 41
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 41
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 27
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 23
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 20
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 17
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 16
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 13
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002736 metal compounds Chemical group 0.000 claims 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 25
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- OJWOMQXBITXNGZ-UHFFFAOYSA-N nickel oxochromium Chemical compound [Ni].[Cr]=O OJWOMQXBITXNGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 2
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 6-[3-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperidin-1-yl]-3-oxopropyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1CCN(CC1)C(CCC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)=O DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000978776 Senegalia senegal Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N Titanium ion Chemical compound [Ti+4] LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 description 1
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010446 mirabilite Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- KJUFNCAQCQGXFL-UHFFFAOYSA-N nickel oxotitanium Chemical compound [Ni].[Ti]=O KJUFNCAQCQGXFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- -1 oxide Chemical compound 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 1
- PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N sodium peroxide Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][O-] PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfate decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 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
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N technetium atom Chemical compound [Tc] GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C25B15/00—Operating or servicing 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
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- 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
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
-
- 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
- Y02E60/36—Hydrogen 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)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å forlenge levetiden til en hydrogenutviklende elektrode som oppviser lav hydrogen-overspenning. Mer spesielt er foreliggende oppfinnelse rettet mot en fremgangsmåte til å øke levetiden til en hydrogenutviklende elektrode med et aktivt belegg omfattende et metalloksyd som aktivt materiale på et elektrisk ledende substrat for bruk ved elektrolytisk fremstilling av hydrogen i alkali-elektrolytt.
På området elektrolyse av saltlake og vann over et lengre tidsrom har det vært fremsatt mange forslag ved-rørende en hydrogenutviklende elektrode ut fra synspunkter vedrørende lav hydrogen-overspenning og høy stabilitet. F.eks. for å redusere en elektrodes hydrogen-overspenning har det vært foretatt forsøk for å øke overflate-arealet av elektroden eller å inkorporere en elektrode-katalysator så som et overgangsmetall, en legering eller et oksyd av et overgangsmetall i elektroden. Blant de tidligere foreslåtte elektroder, hvori et metall eller en legering benyttes som aktivt materiale, har disse redusert levetid fordi, når elektrolyse utføres kontinuerlig ved å benytte elektroden som en hydrogenutviklende elektrode, elektrodens hydrogen-overspenning øker ettersom tiden går, og elektrodens aktivitet går tapt . Nylig har det vært foreslått enkelte metoder for å forbedre denne fordel .
US-PS 4 436 599 angir en fremgangsmåte til å danne en jernaktivert katode under drift av en kloralkali-celle, som omfatter å tilsette katoderommet en vandig oppløsning inneholdende ferrit-ioner og sende en elektrisk strøm gjennom cellen.
US-PS 4 105 516 angir at for å redusere en celle-spenning tilsettes en forbindelse av et overgangsmetall, så som krom, molybden, mangan, teknetium, rhenium, jern, kobolt,ruthenium, rhodium, palladium, osmium og iridium, til den katalytiske oppløsning mens en elektrisk strøm sendes gjennom. Dette avleirer overgangsmetallet på katoden og opprettholder dermed en ren overgangsmetall-overflate på katoden under elektrolyse. Videre er det blitt foreslått en metode for å forlenge levetiden av metallkatoder ved å tilsette.et reduserende middel, så som Na2S03, urea og nikkel, til en elektrolyttoppløsning under perioden med avbrutt strømgjennomgang for å forhindre dannelsen av klorater (US-PS 4 358 353 og 4 055 476). Til tross for disse forbedringer av metallkatoder har ytterligere forskning og utvikling fortsatt på katoder som har et metalloksyd som aktivt materiale. F.eks. foreslår US-PS 4 243 497, 4 394 231. 4 447 302 og 4 605 484 oksyd-katoder som er karakterisert ved en blanding av oksyder, omfattende en overflatestruktur og fremstilling derav. Også US-PS 4 426 269 (PCT/GB79/00040) har nylig, for å forhindre reduksjon av aktiviteten av en elektrode som forblir neddykket i.en oppløsning i en åpen krets, foreslått å tilsette en molybden-, vanadium- eller wolframforbindelse til elektrolytten.
Til tross for disse forslag er det fortsatt et behov for en elektrode som oppviser høy stabilitet over lang tid, eller en metode for å forlenge levetiden av elektroden for praktisk industriell bruk fordi det er u-unngåelig at aktiviteten av elektroden, som har et metalloksyd som det aktive materiale, avtar vesentlig når elektroden benyttes kontinuerlig i elektrolyse over en periode på ett år eller mer.
Et formål med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe en fremgangsmåte til å forlenge levetiden av en hydrogenutviklende elektrode som har et metalloksyd som aktivt materiale.
Det foregående og andre formål, trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå klart for en fagmann av den følgende detaljerte beskrivelse i forbindelse med de vedføyede tegninger, hvor
fig. 1 er en kurve som viser sammenhengen mellom hydrogen-overspenningen og driftsperioden for elektrolyse fra eksempel 1 og sammenligningseksempel 1, og
fig. 2 er en kurve som viser sammenhengen mellom oksydasjonsgraden og driftsperioden av elektrolysen fra eksempel 1 og sammenligningseksempel 1.
Det ovennevnte formål oppnås ved hjelp av foreliggende oppfinnelse, som i korthet omfatter en metode for å forlenge levetiden av en hydrogenutviklende elektrode som har et metalloksyd som aktivt materiale, ved å tilsette en spesifikk komponent til en alkalisk elektrolytt.
Mer spesielt er det ifølge oppfinnelsen tilveiebragt en fremgangsmåte til å forlenge levetiden av en hydrogenutviklende elektrode bestående av et elektrisk ledende substrat med et belegg bestående av et metalloksyd som det aktive materiale som benyttes for hydrogenutvikling i en alkalisk elektrolytt, omfattende tilsetning av minst én komponent valgt fra titan, niob, indium, kadmium eller antimon til den alkaliske elektrolytt under utviklingen av hydrogen.
I henhold til foreliggende oppfinnelse blir hydrogen-overspenningen ved begynnelsen av elektrolysen hovedsakelig vedlikeholdt over lang tid. Elektrodens oksydasjonsgrad har knapt avtatt, slik at metalloksydet, som det aktive materiale i elektroden, knapt er redusert og forblir som et oksyd selv etter kontinuerlig drift av elektrolysen. Det er derfor mulig å forlenge elektrodens levetid. Mekanismen ved slike trekk er ikke helt til å forstå, men det antas at den komponent som er tilsatt til en alkalisk elektrolytt direkte eller indirekte forhindrer reduksjonen av et metalloksyd som virker som et aktivt materiale, fordi komponenten blir observert i belegget på elektroden som benyttes i foreliggende oppfinnelse. Disse trekk er illustratorisk vist på fig. 1 og 2, som er basert på resultatene fra eksempel 1 og sammenligningseksempel 1. I tilfellet ved eksempel 1, ved tilsetning av
_ 2
1,6 x 10 mmol av en titanforbindelse til en alkalisk elektrolytt, avtar oksydasjonsgraden ubetydelig, ca. 10% etter en driftstid på 10 mnd., og hydrogen-overspenningen er knapt forandret. På den annen side, har oksydasjonsgraden i sammenligningseksempel 1 avtatt betydelig under elektrolysen, idet alt elektrodens metalloksyd er redusert til det tilsvarende metall etter en drift på 10 mnd., og hydrogen-overspenningen øker ca. 150 mV fra den
opprinnelige verdi .
Ved foreliggende oppfinnelse betyr en hydrogenutviklende elektrode en elektrode som består av et elektrisk ledende substrat med et påliggende belegg bestående av et metalloksyd, og som viser en lav hydrogen-overspenning når elektroden benyttes ved utvikling av hydrogen. Som metalloksyd, kan det være et enkelt oksyd, en blanding av to eller flere oksyder, et dobbeltoksyd og en fast oppløsning eller et amorft oksyd sammensatt av to eller flere oksyder. Metalloksydet vil også kunne inne-holde en liten mengde av metallet selv. Eksempler på metallelementer som inneholder metalloksydet er jern, kobolt, nikkel, mangan, krom, molybden, wolfram, vanadium, niob, tantal, titan, zirkonium, kobber, sølv, gull, sink, kadmium, aluminium, gallium, tinn, rutenium, rhodium, palladium, osmium, iridium og platina. Foretrukne oksyder er nikkeloksyd, koboltoksyd og et oksyd bestående av en kombinasjon av (I) en nikkel- og kromkomponent, (II) en kobolt- og kromkomponent, (III) en nikkel- og titankomponent, (IV) en kobolt- og titankomponent eller (V) en nikkel-, krom- og titankomponent angitt i japansk patentsøknad 225424/1985. Mer foretrukket er nikkeloksyd, et oksyd bestående av en nikkel- og kromkomponent, hvor innholdet av krom ligger i området fra 0,5 - 20 atom%, og et oksyd bestående av en nikkel-, krom- og titankomponent, hvor innholdet av krom og titan ligger i området fra hhv. 0,5 - 40 atom% og 0,1 - 10 atom% (over den japanske patentansøknad ) . Atomprosenten i foreliggende oppfinnelse er analysert ved atomabsorbsjonsmetoden ifølge følgende formel (1) :
hvor AM representerer tallet for den spesifikke komponent i belegget og A representerer det totale tall for alle komponenter i belegget.
Uttrykket "oksydasjonsgrad" som er benyttet her, er ment å indikere verdien (%) av formelen:
hvor Hn representerer høyden av en topp av røntgen-diffraksjonslinjen av høyeste intensitet av et metall når belegget analyseres ved røntgenstråle-diffraktometri, eller, i tilfelle belegget inneholder to eller flere metaller, representerer summen av høydene av toppene av røntgendiffraksjonslinjene med høyest intensitet for hvert av metallene; H, representerer høyden av en topp av røntgendiffraksjonslinjen med høyest intensitet for et oksyd av nevnte metal, eller representerer summen av høyden av toppene av røntgendiffraksjonslinjene med høyest intensitet for hvert metalloksyd i tilfelle belegget inneholder oksyd av to eller flere metaller.
Ved foreliggende oppfinnelse er oksydasjonsgraden fortrinnsvis større enn 20%, og mer foretrukket større enn 30%. Når graden er mindre enn 20%, blir aktiviteten av metalldelen av elektrodens belegg lett lav under elektrolyse, og forårsaker at elektrodens aktivitet som et hele synker og det er meningsløst og vanskelig å forlenge elektrodens levetid.
En komponent som skal tilsettes i en alkalisk elektrolytt under drift for å forlenge elektrodens levetid er en komponent valgt fra en titan-, niob-, indium-, kadmium- eller antimonkomponent. Blant disse er en titankomponent å foretrekke. Hvis komponenten er oppløselig i en alkalisk elektrolytt, blir den brukt ubegrenset som alle former av elementet. Et foretrukket eksempel er en form av metall, et metalloksyd og et metallion. En mengde av komponenten i elektrolytten ligger fortrinnsvis i området fra 1 x 10~"^mmol til metning av komponenten pr. 1 liter av elektrolytten. Når konsentrasjonen er liten, mindre enn 1 x 10" mmol, vil forbedring av levetiden kunne oppnås, men er ikke god.
Tilsetningen av komponenten til elektrolytten må foretas under drift av elektroden og hydrogenutvikling. Når elektroden er neddykket i en oppløsning inneholdende komponenten og så anvendes i elektrolysen uten tilsetning av komponenten, reduseres elektrodens metalloksyd til et metall, slik at påvirkning av levetiden ikke oppnås.
Tilsetningen av komponenten kan foretas kontinuerlig eller periodisk når elektroden er i arbeidstilstand.
I tilfellet av periodisk tilsetning er det mulig å tilsette komponenten ved et intervall på flere timer, noen dager eller én eller to måneder.
Som illustrert ovenfor, er en hydrogenutviklende elektrode med et metalloksyd som et aktivt materiale i foreliggende oppfinnelse ikke begrenset ved metoden for fremstilling av elektroden. F.eks. kan fremstillings-metoden for et belegg inneholdende et aktivt metalloksyd være en metode som omfatter på substratet å påføre en homogen oppløsning inneholdende et salt av et metall, etterfulgt av bakning i en oksygeninneholdende atmosfære; en metode omfattende smeltesprøyting, så som plasma-sprøyting og f1ammesprøyting av et metallpulver eller en forbindelse av et metall som er i stand til å danne et slikt oksyd, samt en metode som omfatter elektroplettering og/eller kjemisk plettering av substratet i en homogen oppløsning inneholdende et salt av et metall, fulgt av oksydativ kalsinering i en oksygeninneholdende atmosfære.
Av disse metoder er metoden omfattende smelte-sprøyting mest å foretrekke, fordi denne sikrer fullstendig belegning med en på forhånd bestemt sammensetning og gir en elektrode med høy aktivitet som kan benyttes i en forlenget tidsperiode. Illustratorisk angitt kan, ifølge denne metode, operasjonene med smelting av pulveret og solidifisering og beleggdannelse av det smeltede materiale på substratet oppnås umiddelbart. Således har en ikke-støkiometrisk blanding en tendens til å dannes. Dette antas å være grunnen til at et elektrodebelegg med en høy aktivitet kan oppnås ved smeltesprøytning. Dessuten kan en ensartet blanding bestående av en flerhet av komponenter sikkert oppnås ved bruk av relativt lette og sikre teknikker, så som blanding og granulering. Ved smelte-sprøyting av en slik ensartet blanding er det mulig fritt å oppnå det ønskede elektrodebelegg. Derfor er smelte-sprøytemetoden en av de mest egnede metoder for formålet med foreliggende oppfinnelse, som er å tilveiebringe en hydrogenutviklende elektrode med et metalloksyd-belegg som har høy aktivitet og lang levetid. Med hensyn til smelte-sprøytemetoden, er det viktig å forbedre affiniteten mellom elektrodens aktive metall og materialet som gir reduksjonsresistens til denne, slik at disse fullstendig kan utføre sine respektive funksjoner.
Ved smeltesprøyte-fremgangsmåten er pulveret av et metall eller en forbindelse fortrinnsvis granulert som beskrevet i US-PS 4 605 484.
Den foretrukne tykkelse av elektrodebelegget er
10 - 300^um. Når beleggtykkelsen er mindre enn lO^um kan det ikke oppnås en elektrode som oppviser en tilfreds-stillende redusert hydrogen-overspenning. På den annen side er økningen i tykkelsen av belegget til mer enn 300^um ikke fordelaktig, sett fra et økonomisk syns-punkt, fordi selv om beleggtykkelsen er mere enn 300^,um overskrider hydrogen-overspenningen ikke en viss verdi, og økningen av tykkelsen av belegget til mere enn 300^um forårsaker kun økning av omkostningene for belegget uten noen proporsjonal fordel.
Det er foretrukket å underkaste et elektrisk ledende substrat en forbehandling før smeltesprøyting. Forbehandlingen består i avfetting og oppruing av overflaten av substratet. Ved forbehandlingen fjernes flekkene på overflaten av substratet og substratoverflaten blir gjort passende grov for derved å gjøre det mulig å oppnå sterk binding mellom substratet og det smelte-sprøytede belegg. Når det gjelder forbehandlingsmetoden, er det ingen spesiell begrensning. Vanligvis kan det benyttes oppruing ved syre-etsning, blåsefinish (f.eks. partikkelblåsing, skuddblåsing ("shot blasting") og sand-blåsing eller væskeslipning), en elektrolyttisk oppruing e.l. i kombinasjon med avfetting ved hjelp av en organisk væske, et overflateaktivt stoff, damp, kalsinering e.l.
Det vil nå bli gitt forklaring på et elektrisk ledende substrat som skal benyttes ved foreliggende oppfinnelse. Elektrodens elektrisk ledende substrat bør være tilstrekkelig motstandsdyktig overfor en elektrolytisk oppløsning, ikke bare ved et potensial av substratet under elektrolyse, men også ved et potensial av substratet på det tidspunkt hvor det ikke foregår elektrolyse. Overflaten av et substrat med et aktivt, porøst belegg har et potensial som er edelt sammenlignet med potensialet på overflaten av belegget selv i den tid det utvikles hydrogen fra overflaten av elektrodens belegg. Derfor er det ikke uvanlig at potensialet ved overflaten av substratet er edelt sammenlignet med oppløsning-avleirings-equilibrium-potensialet for jern. Av denne grunn, i tilfelle jern benyttes som elektrodesubstrat, korroderes jernet og oppløser seg fra overflaten av substratet. Som et resultat forurenses den elektrolytiske oppløsning og elektrodebelegget, og i ekstreme tilfeller vil elektrodebelegget skalle av og forsvinner fra elektrodens overflate slik at elektrodens aktivitet reduseres vesentlig. Som eksempler på materialer som har antikorrosive egenskaper som er tilstrekkelig for bruk som substrat for elektroden ifølge foreliggende oppfinnelse, og som er lett tilgjengelige kommersielt, kan nevnes f.eks. nikkel, en nikkellegering, en austenittype rustfritt stål og en ferrittype rustfritt stål. Av de ovennevnte materialer er nikkel, en nikkellegering og et rustfritt stål av austenittype å foretrekke, og nikkel og en nikkellegering er spesielt foretrukket. Dessuten kan også de som hver består av et elektrisk ledende substrat med et ikke-porøst belegg av nikkel, en nikkellegering, et rustfritt stål av austenittype eller et rustfritt stål av ferrittype på overflaten fortrinnsvis benyttes som substratet til elektroden. Et slikt ikke-porøst og antikorrosivt belegg kan oppnås ved kjente teknikker, f.eks. elektroplettering, elektrofri plettering, smelteplettering, rulling, trykk-adhesjon ved eksplosjon, metallbelegning, dampavleiring,
ionisasjonsplettering o.l.
Den foretrukne form av elektrodens substrat er av en slik struktur at hydrogengass som er generert under elektrolyse lett frigis slik at et overflødig spennings-tap på grunn av strømskjermning av hydrogengassen kan unn-gås og at det effektive overflateareal for elektrolyse er slo.t slik at strømmen knapt konsentreres...ubs^ratet med en slik form som nevnt ovenfor kan være dannet av en wireskjerm med egnet wirediameter og innbyrdes avstand melom tilstøtende wirer, et perforert metall med egnet tykkelse, åpningsstørrelse og fordeling av åpningene, et ekspandert metall med egnede lengder av de lange og de korte akser e .1 .
Foreliggende oppfinnelse kan effektivt benyttes for en hydrogenutviklende elektrode brukt som katode ved elektrolyse av natriumklorid ved ionebytte-membranprosessen eller diafragmaprosessen, elektrolyse av alkalimetall-halider forskjellige fra natriumklorid, elektrolyse av vann, elektrolyse av Glaubers salt o.l. Det er foretrukket at den elektrolytiske oppløsning i kontakt i elektroden ifølge foreliggende oppfinnelse er alkalisk. Typen av elektrolysecelle som skal brukes sammen med elektroden ifølge foreliggende oppfinnelse kan enten være et mono-polart eller bipolart arrangement. Når elektroden ifølge oppfinnelsen brukes ved elektrolyse av vann, kan den brukes som en bipolar elektrode.
Foreliggende oppfinnelse vil bli ytterligere mer detaljert forklart under referanse til de følgende eksempler, som ikke må betraktes som begrensende for foreliggende oppfinnelses omfang.
I eksemplene ble de forskjellige målinger utført som følger .
Innholdet av hver komponent i elektrodebelegget bestemmes ved ICAP-metoden (Inductively Coupled Argon Plasma Emission Spectrophotometry) som følger.
En vektdel av belegget av en elektrode blandes med 50 vektdeler av en fluks (en blanding av to vektdeler natriumperoksyd og én vektdel natriumkarbonat) og den resulterende blanding smeltes. En på forhånd bestemt mengde varmt vann og vandig 50% svovelsyre settes til den resulterende blanding for å oppnå en homogen oppløsning. Den oppnådde oppløsning analyseres ved en ICAP-575-Mark II (fremstilt av Nippon Jarrell-Ash Co., Ltd., Japan).
Eksempel 1 og sammenligningseksempel 1
100 vektdeler nikkeloksydpulver (NiO) ble satt til en vandig oppløsning bestående av 100 vektdeler vann, 2,25 vektdeler gummiarabicum som bindemiddel, 0,7 vektdeler netriumkaboxymetylcellulose som dipergerende middel, 0,001 vektdeler natriumlaurylsulfat som overflateaktivt middel og 0,1 vektdeler fenol som antiseptisk middel. Den resulterende blanding ble kraftig omrørt for å oppnå en homogen suspensjon. Partikkeldiameterne av nikkelosydet viste 0,2 - 2 ^um ved analyse på en elektronfotomikrograf.
Den således oppnådde suspensjon ble tørket og granulert ved hjelp av en granuleringsmaskin av sprøyte-tørketypen for å erholde et sfærisk granulat med en diameter på 5 - 50^um og inneholdende mindre enn 0,1% vann.
En 5 cm x 5 cm nikkelwireskjerm (wirediameter
0,7 mm; 12 mesh) ble avfettet med triklen og så blåst ved hjelp av AL^O^. Den blåste wireskjerm (substrat) ble smeltesprøytebelgat på hver side med de ovenfor fremstilte granuler ved plasmasprøyting, som indikert nedenfor.
Matehastighet av plasmagass av argon og nitrogen (ved normal tilstand): lm3 /time, resp. 0,8 m3 /time.
Avstand mellom substrat og sprøytepistol
(sprøyteavstand): 10 cm
Vinkel av plasmaflammen i forhold til substratoverflaten: 90°
Tykkelsen av forsiden av wireskjermen var 100^ um og tykkelsen av baksiden 50^um. Analysen ved røntgen-strålediffraktometri viste at elektrodebelegget inneholdt nikkeloksyd (NiO) og metallisk nikkel (Ni).
Det ble tilveiebragt en elektrisk celler som ved en kationbyttemembran med et karboksylisk skikt og et sul-fonisk skikt var oppdelt i et katodekammer og et anodekammer med en anode fremstilt av titanekspandert metal med et belegg bestående av ruteniumoksyd, titanoksyd og zirkonoksyd .
I cellen ble den ovenfor erholdte elektrode benyttet som forside av elektroden som vendte mot det
karboksyliske skikt av membranen. Ved tilsetning av saltlake med en NaCl-konsentrasjon på 175 g/l i et anodekammer og tilsetning av en 30% vandig natriumhydroksydoppløsning
-2
inneholdende en titankomponent pa 1,6 x 10 mmol/1 av oppløsningen i et katodekammer ved tilsetning av et titansulfat, ble elektrolyse foretatt kontinuerlig ved en strømtetthet pa o 40 A/dm<2> og ved 90 oC. Hydrogen-ove-spenningen ble målt ved strømavbrytningsmetoden og på en slik måte hvor Lugginkappilar av et teflon ble koblet til en referanse-elektrode (Hg/HgO). Oksydasjonsgraden ble målt ved utregning fra en topphøyde forbundet med krystalloverflaten (012) med hensyn på NiO og en topphøyde forbundet med krystalloverflaten (111) av Ni ved røntgen-strålediffraksjon.
For å vise effekten av eksempelet ble et sammenligningseksempel gjennomført på samme måte som eksempel 1, bortsett fra at tilsetningen av et titansulfat ikke ble foretatt. Resultatene er vist i tabell 1.
Som vist i tabell 1, eksempel 1, forandret hydrogen-overspenningen seg bare i liten grad selv om oksydasjonsgraden avtok ca. 20% etter 10 mnd.
I sammenligningseksempelet var fallet i oksydasjonsgraden meget stort og alt nikkeloksyd var redusert til et nikkelmetall etter 10 mnd. Hydrogen-overspenningen øket ca. 150 mV sammenlignet med ved innlegningstrinnet .
Eksempel 2-5
Samme fremgangsmåte som i eksempel 1 ble gjennom-ført under anvendelse av forskjellige mengder titan-innhold. Resultatene er vist i tabell 2.
I eksempel 5 var de andre resultater gode selv om det ble observert en hvit turbiditet i en katolytt fordi mengden av titankomponenten var større enn metningsgraden.
Eksempel 6 - 8 og sammenligningseksempel 2-4
T^e elektrodetyper som beskrevet ovenfor ble fremstilt hovedsakelig på samme måte som beskrevet i eksempel 1, ved å benytte de følgende forbindelser som råmaterialer for belegget;
Råmateriale
(a) et nikkeloksydpulver (NiO) med partikkel-diameter på 0,2 - 2^um (b) et kromoksydpulver (C^O^) med partikkel-diameter på 0,5 - 3^um (c) et titanoksydpulver (Ti02> med partikkel-diameter på 1,0 - lO^um
Elektroder
I eksempel 6: en elektrode av typen med et nikkeloksyd-krombelegg med 5 mol% krom i et belegningsskikt,
i eksempel 7: en elektrode av typen med et nikkeloksyd-krombelegg med 3 mol% krom i et belegningsskikt,
i eksempel 8: en elektrode av typen med et nikkeloksyd- titanbelegg med 20 mol% krom og 2 mol% titan i et skikt.
På den annen side ble et sfærisk sintringsmateriale med en diameter på 5 - 10 mm fremstilt ved varmebehandling av titanoksyd under betingelsene 600°C og 4 timer. Ved å benytte den ovenfor erholdte elektrode ble det gjennom-ført elektrolyse på samme måte som i eksempel 1, bortsett fra at konsentrasjonen av et titanion i katolytt ble kontrollert til ca. 5 x 10 - 2mmol ved å dyppe og oppløse det sfæriske sintringsmateriale i katolytt.
I sammenligningseksemplene ble elektrolyse foretatt uten å benytte et sfærisk sintringsmateriale. Resultatene er vist i tabell 3. Ved røntgenstrålediffrakto-metrianalyse besto belegget på elektroden som var brukt til elektrolyse i 20 mnd-, av NiO og Ni, og toppen av røntgenstråle-diffraksjonen med hensyn til en krom- og titankomponent ble ikke observert.
Eksempel 9 - 12 og sammenligningseksempler 5-24
Elektrolyse ble gjennomført på hovedsakelig samme måte som beskrevet i eksempel 1, bortsett fra at en forbindelse av hhv. niob, indium, kadmium eller antimon ble benyttet istedenfor en titanforbindelse i eksempel 9-12. I sammenligningseksemplene 5-24 ble de mange forbindelser beskrevet i tabell 4 benyttet istedenfor en titanforbindelse. Forbindelsen settes til katolytt som en sur oppløsning av et klorid, oksyd, nitrat eller fluorid for å oppvise konsentrasjonen på 1,6 x 10 - 2mmol/1 i katolytt. Resultatene er vist i tabell 4. Eksempel 9-12 viser at oksydasjonsgraden avtar bare 20 - 25% og at hydrogen-overspenningene endres lite. Sammenligningseksemplene 5-24 viser at store deler av nikkeloksyd ble redusert til nikkelmetall og at hydrogen-overspenningen øker ca. 30 - 40 mV etter 5 mnd.
Eksempel 13
Elektroden som var fremstilt ved metoden ifølge eksempel 1 ble redusert under hydrogenatmosfære ved 300°C i 4 timer. Den erholdte elektrode med oksydasjonsgrad under 2% ble oksydert i luft ved 500°C i 3 timer. Hovedsakelig samme elektrolyse som i eksempel 1 ble gjentatt for å utføre elektrolyse for vurdering av elektrodens virkningsgrad. Resultatene er vist i tabell 5.
Eksemepl 14
Elektroden ble fremstilt på samme måte som i eksempel 1, bortsett fra et et nikkelpulver (Ni > 99%, 0=4 7^um) ble brukt som smeltesprøytemiddel istedenfor et granulert nikkeloksyd. Den oppnådde elektrode ble redusert under en hydrogenatmosfære ved 300°C i 4 timer for å erholde en redusert elektrode med en oksydasjonsgrad på 0%. Den reduserte elektrode ble oksydert i luft ved 500°C i 4 timer. Hovedsakelig samme analyse som i eksempel 1 ble benyttet for å vurdere den erholdte elektrode. Resultatene er vist i tabell 5.
Sammenligningseksempel 23 og 24
Hovedsakelig samme elektrolyse som i eksempel 13 og 14 ble gjentatt uten tilsetning av titan ved å benytte samme elektroder som fremstilt i eksempel 13 og 14. Resultatene er vist i tabell 5.
Claims (8)
1. fremgangsmåte til å forlenge levetiden av en hydrogenutviklende elektrode omfattende et elektrisk ledende substrat som har et belegg omfattende et metalloksyd, karakterisert ved at elektroden anvendes i en alkalisk elektrolytt for hydrogenutvikling, og som omfatter a sette minst én komponent valgt fra titan, niob, indium, kadmium eller antimon eller forbindelser derav til den alkaliske elektrolytt under utviklingen av hydrogen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at konsentrasjonen av komponenten i den alkaliske elektrolytt etter tilsetningen ligger i området fra 1 x 10 ^ mmol pr. liter elektrolytt til metning av komponenten.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at komponenten er titan.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at komponenten er en metallforbindelse.
5. Fremgangsmåte ifølge krav i, karakterisert ved at metalloksydet omfatter nikkeloksyd.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at metalloksydet omfatter en nikkel- og kromkomponent, hvor innholdet av krom liager i området fra 0,5 - 20 atom%.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at metalloksydet omfatter en nikkel-, krom-og titankomponent, hvor innholdet av krom og titan ligger 1 området hvv. fra 0,5 - 40 atom% og fra 0,1 - 10 atom%.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at elektrodens oksydasjonsgrad er mer enn 2 0%.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60224906A JPS6286186A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 活性陰極のサ−ビスライフ延長方法 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO864039D0 NO864039D0 (no) | 1986-10-10 |
NO864039L NO864039L (no) | 1987-04-13 |
NO165883B true NO165883B (no) | 1991-01-14 |
NO165883C NO165883C (no) | 1991-04-24 |
Family
ID=16821008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO864039A NO165883C (no) | 1985-10-11 | 1986-10-10 | Fremgangsmaate for aa forlenge levetiden for en hydrogenutviklende elektrode. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0226291B1 (no) |
JP (1) | JPS6286186A (no) |
CN (1) | CN1005920B (no) |
CA (1) | CA1311443C (no) |
DE (1) | DE3674740D1 (no) |
NO (1) | NO165883C (no) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1391767B1 (it) * | 2008-11-12 | 2012-01-27 | Industrie De Nora Spa | Elettrodo per cella elettrolitica |
CN102534647A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-04 | 广州华秦机械设备有限公司 | 水电解设备的电解液及其制备方法 |
CN103695959B (zh) * | 2013-09-12 | 2016-02-03 | 西北工业大学 | 一种多级孔Ni(OH)2/NiCu析氢电极及其制备方法 |
CN104233366B (zh) * | 2014-09-16 | 2017-01-25 | 武汉轻工大学 | 一种铱铜氧化物合金阴极催化剂的制备方法 |
DE102015120057A1 (de) | 2015-11-19 | 2017-05-24 | Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Gemeinnützige Stiftung | Nickelelektrode, freitragende Nickelschicht, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
CN105483744B (zh) * | 2015-11-30 | 2018-03-30 | 苏州大学 | 一种多孔析氢催化剂及其制备方法及含有所述析氢催化剂的电极 |
DE102017110863B4 (de) | 2017-05-18 | 2021-02-04 | Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg | Nickelelektrode, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
CN112501631B (zh) * | 2020-10-14 | 2022-01-04 | 温州大学 | 一种贵金属铑析氢电催化剂及应用 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE701803C (de) * | 1935-01-20 | 1941-01-24 | Siemens & Halske Akt Ges | Verfahren zur Verminderung der UEberspannung bei der elektrolytischen Entwicklung von Wasserstoff in Wasserzersetzern |
FR910583A (fr) * | 1945-05-04 | 1946-06-12 | Cons Mining & Smelting Company | Procédé de production électrolytique d'hydrogène et d'oxygène à partir d'eau |
US4105516A (en) * | 1977-07-11 | 1978-08-08 | Ppg Industries, Inc. | Method of electrolysis |
US4292159A (en) * | 1977-11-21 | 1981-09-29 | Olin Corporation | Cell having in situ reduction of electrode overvoltage |
CA1117589A (en) * | 1978-03-04 | 1982-02-02 | David E. Brown | Method of stabilising electrodes coated with mixed oxide electrocatalysts during use in electrochemical cells |
LU84466A1 (de) * | 1982-11-12 | 1983-06-13 | Euratom | Verfahren zur katalytischen aktivierung von anoden und kathoden durch"in-situ"-formierung von elektrokatalysatoren unter prozessgleichen oder prozessnahen bedingungen |
AU565812B2 (en) * | 1982-11-30 | 1987-10-01 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | An improved hydrogen-evolution electrode and a method of producing the same |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP60224906A patent/JPS6286186A/ja active Pending
-
1986
- 1986-10-01 CA CA000519525A patent/CA1311443C/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-10-10 DE DE8686307882T patent/DE3674740D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-10-10 CN CN86107523.4A patent/CN1005920B/zh not_active Expired
- 1986-10-10 NO NO864039A patent/NO165883C/no unknown
- 1986-10-10 EP EP86307882A patent/EP0226291B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0226291A1 (en) | 1987-06-24 |
CA1311443C (en) | 1992-12-15 |
JPS6286186A (ja) | 1987-04-20 |
CN86107523A (zh) | 1987-05-27 |
NO864039L (no) | 1987-04-13 |
EP0226291B1 (en) | 1990-10-03 |
NO165883C (no) | 1991-04-24 |
DE3674740D1 (de) | 1990-11-08 |
CN1005920B (zh) | 1989-11-29 |
NO864039D0 (no) | 1986-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0047595B1 (en) | Electrochemical cell | |
JP5680417B2 (ja) | アルカリ金属塩素酸塩の製造方法 | |
US5035779A (en) | Process for producing cathode and process for electrolysis using said cathode | |
EP0768390B1 (en) | Electrodes and methods of preparation thereof | |
JP4673628B2 (ja) | 水素発生用陰極 | |
AU2006303250A1 (en) | Method for forming an electrocatalytic surface on an electrode and the electrode | |
JPS6318672B2 (no) | ||
EA018528B1 (ru) | Электрод, пригодный в качестве катода для выделения водорода, способ изготовления указанного электрода и ячейка для процессов электролиза с катодным выделением водорода | |
NO170812B (no) | Fremgangsmaate for galvanisk fremstilling av en elektrode | |
KR890003861B1 (ko) | 전해 전극 및 그 제조 공정 | |
US4354915A (en) | Low overvoltage hydrogen cathodes | |
US7211177B2 (en) | Electrode for electrolysis in acidic media | |
JPS6025512B2 (ja) | 溶融塩電解用電極 | |
JPH0733597B2 (ja) | 電解セルにおいて陰極触媒として用いられる陰極触媒物質及び電解セル用陰極 | |
JPS6013074B2 (ja) | 電解用陰極及びその製造法 | |
US4589969A (en) | Electrode for electrolysis of solutions of electrolytes and process for producing same | |
US4414064A (en) | Method for preparing low voltage hydrogen cathodes | |
RU2045583C1 (ru) | Способ получения электрода | |
NO165883B (no) | Fremgangsmaate for aa forlenge levetiden for en hydrogenutviklende elektrode. | |
JPH0841671A (ja) | ジスルフィド化合物の電解還元方法 | |
NO752310L (no) | ||
JP4115575B2 (ja) | 活性化陰極 | |
NO861978L (no) | Katalytisk komposittmateriale, spesielt for elektrolyseelektroder, og fremstillingsmetode. | |
KR840001428B1 (ko) | 수소 방출전극 | |
US4115238A (en) | Selenium- and tellurium-coated metal electrodes |