NO793041L - Elektroder inneholdende nikkel-legeringer som elektro-katalysatorer. - Google Patents
Elektroder inneholdende nikkel-legeringer som elektro-katalysatorer.Info
- Publication number
- NO793041L NO793041L NO793041A NO793041A NO793041L NO 793041 L NO793041 L NO 793041L NO 793041 A NO793041 A NO 793041A NO 793041 A NO793041 A NO 793041A NO 793041 L NO793041 L NO 793041L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- electrode
- molybdenum
- tungsten
- nickel
- metal
- Prior art date
Links
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
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
-
- 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)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
" Elektrode for anvendelse i elektrokjemiske celler og fremgangsmåte for dens fremstilling"
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en elektrode for anvendelse
i elektrokjemiske celler og hvorpå det er avsatt en elektrokatalysator, samt fremgangsmåte for fremstilling av slike elektroder. Disse elektrodene har forbedret effektivitet og/eller stabilitet.
En elektrokjemisk celle er en anordning som har som hoved-komponenter minst en anode, en katode og en elektrolytt.
Cellen vil vanligvis bruke elektrisk energi for å oppnå en kjemisk reaksjon såsom en oksydasjon eller en reduksjon av en kjemisk forbindelse som befinner seg i cellen. Alternativt kan den omdanne iboende kjemisk energi i et vanlig brennstoff til en lavspenningslikestrøm, f.eks. i en brenselcelle. Elektrodene, da spesielt katoden, i en slik celle kan være av et relativt billig materiale, såsom jern eller nikkel. Imid-
lertid har det vist seg at elektroder av slike materialer har en tendens til å ha lav aktivitet. Disse problemer kan man unngå til en viss grad ved å bruke elektroder fremstilt med aktive edelmetaller såsom platina. Disse edelmetallene
kan brukes som katalytiske belegg på overflaten av en elektro-elektrodekjerne av et billigere materiale. Slike katalysator-belegg betegnes ofte som elektrokatalysatorer. Slike elektroder har tendens til å bli kostbare fordi det kreves endel edelmetall for å oppnå høy aktivitet og stabilitet.
De ovennevnte problemer er spesielt alvorlige i elektrokjemiske celler med en hydrogenelektrode. Slike elektrokjemiske celler brukes for flere formål, f.eks. for elektrolyse av vann for å fremstille hydrogen og oksygen, i klorceller hvor man elektrolyserer saltlake, i brenselceller som utvikler elektrisk strøm ved hjelp av en oksydasjon av hydrogen. Av de ovennevnte fremgangsmåter er elektrolysen av vann meget anvendt i industriell skala for fremstilling av meget ren hydrogen.
Ved fremstillingen av hydrogen og oksygen ved hjelp av elektrolyse av vann, blir vann dekomponert i sine elementer ved
hjelp av en likestrøm, og denne føres mellom et par elektroder som er nedsenket i en egnet vandig elektrolytt. For å oppnå de
utviklede gasser i en ren og risikofri tilstand, så plasseres en ionepermeabel membran eller et diafragma mellom elektrodene for å hindre en blanding av gassene.
Basiselementene i denne cellen er således to elektroder, et diafragma og en egnet elektrolytt, som fortrinnsvis er en alkalisk elektrolytt såsom en vandig oppløsning av natrium-hydroksyd eller kaliumhydroksyd p.g.a. at de har høy lednings-evne og relativt lav korroderende evne. I dette tilfelle
kan den spenning, V, som påsettes over elektrodene, oppdeles
i tre komponenter, dekomponeringsspenningen for vann E^, over-spenningen for elektrodene Eq, og det ohmske tap i inter-elektrodegapet som er et produkt av cellestrømmen I, og den elektriske motstanden (heri inngår membran-motstanden) i nevnte gap, R.
Således er V = E, + E + IR.
d o
Ved 25°C og et trykk på: 1 atmosfære vil den reversible dekomponeringsspenningen for vann være 1,23 volt. I praksis vil man imidlertid i cellene bruke en spenning på mellom 1,8 og 2,2 volt.p.g.a. blant annet en aktiveringsoverspenning.
En aktiveringsoverspenning oppstår p.g.a. at reaksjonene på elektrodeoverflaten er relativt langsom, og den vil variere med. metallet i elektroden og dets overflatetilstand. Aktiveringsoverspenningen kan reduseres ved å anvende forhøyede temperaturer og/eller ved å bruke forbedrede elektrokatalysatorer, men øker med strømtettheten på elektrode-reaksjonen. Ved å bruke katoder som inneholder edelmetall-elektrokatalysatorer såsom platina, kan man oppnå en reduksjon av aktiveringsoverspenningen. Den tekniske fordel man imidlertid kan oppnå ved hjelp av slike edelmetallkatalysatorer er vesentlig nedsatt p.g.a. omkostningene. Man har også fore-slått å bruke en blandet kobolt/molybdenoksyd såsom elektrokatalysator. En slik elektrode kan fremstilles ved å male et nikkelnett med en blandet kobolt/molybdenoksydelektro- katalysator.. f estet ved hjelp av polytetraf luoretylen (PTFE). fulgt av en herding under hydrogen eller 300°C i to timer.
Denne elektroden har i begynnelsen et elektrodepotensial i forhold til en reversibel hydrogenelektrode (RHE) på -182 millivolt med en strømtetthet på 1000 mA/cm<2>og ved 70°C. Herdingstemperaturen vil normalt holdes på eller under 300°C for å unngå for sterk sintering av nevnte PTFE-binding som ville resultere i et tap av aktivitet. Aktiviteten på denne elektroden avtar betydelig når den hensettes nedsenket i en alkalisk oppløsning i en åpen krets når ingen strøm føres gjennom cellen i et lengre tidsrom, f.eks. når et industrielt anlegg slåes av, av en eller annen grunn. Elektrodepotensialet stiger da til -300 mV i forhold til RHE som en referanse, ved den samme strømtettheten og temperaturen. Dette tap av aktivitet og effektivitet har hittil gjort at man ikke har an-sett blandet kobolt/molybdenoksyd som et alternativ til edelmetallelektrokatalysator. Stabiliteten på elektroder fremstilt ved ovennevnte teknikk er blitt bedret ved å tilsette stabiliserende midler til elektrolytten for å holde deres aktivitet over et lengre tidsrom.
Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe
aktive og stabile elektroder som kan brukes i elektrokjemiske celler.
US patent 335029 4 angår en elektrode som har et belegg av
en legering som inneholder wolfram og molybden og et ytter-ligere metall som kan være nikkel. De legeringene som beskrives i dette patent, er således trimetall-legeringer.
De beskrevne legeringer er dessuten ikke flatesentrerte
kubiske legeringer, slik tilfellet er med legeringene i foreliggende oppfinnelse, fordi legeringene i patentet kan inneholde opptil 70% molybden. En fasesentrert legering av nikkel og molybden kan ikke inneholde mer enn 30% molybden.
I tillegg anvendes det i patentet en elektrolytisk prosess
for fremstilling av legeringene.
I US patent 4.086.149 omhandles elektrolytisk fremstilte metalliske belegg som inneholder fosfor, men det angis ikke at det dannes en legering.
Man har nå funnet at elektroder med relativt høyere aktivitet
og stabilitet og som ikke trenger tilsetninger av stabiliserende midler, kan fremstilles ved å belegge nevnte elektroder med en spesifikk legering som elektrokatalysator.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt
en elektrode for anvendelse i elektrokjemiske celler, og hvorpå det er avsatt en elektrokatalysator, kjennetegnet ved at nevnte elektrokatalysator består av en kubisk flatesentrert legering bestående av et nikkelmetall, og enten molybden eller wolfram, og hvor nevnte legering inneholder mellom 5 og 30 atomprosent molybden eller wolfram.
Ovennevnte kubiske flatesentrerte legering inneholder fortrinnsvis mellom 10 og 20 atomprosent molybden eller wolfram.
Videre er det ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av metallelektroder hvorpå
det er avsatt elektrokatalysatorer, og denne fremgangsmåte er kjénnetegnet ved at et metallelektrodesubstrat behandles for å belegge substratet med en homogen oppløsning av en nikkelforbindelse og en molybden- eller wolframforbindelse hvorav begge er i stand til å varmedekomponeres til de tilsvarende oksyder, og hvor nevnte oppløsning inneholder mellom 10 og 50 atomprosent molybden eller wolfram, varmedekomponerer metallforbindelsene på substratoverflaten til de tilsvarende oksyder eller blandede oksyder og herder det oksydbelagte substrat i en reduserende atmosfære ved for-
høyet temperatur.
Det metallelektrodesubstrat på hvilket belegget avsettes kan være et relativt billig metall, såsom nikkel, jern, kopper,
i
titan og legeringer av disse, eller av annet metallisk materiale pålagt enhver av de ovennevnte metaller. Substratet kan være i form av en tråd, rør, stav, plane eller kurvede plater, nett o.l. Et nikkelnett eller nikkelbelagt jernsubstrat er foretrukket.
De metallforbindelser som kan være til stede i den homogene oppløsningen er fortrinnsvis forbindelser som lar seg varme-dekomponere til det tilsvarende oksyd. Eksempler på forbindelser som kan brukes, innbefatter nitrater og klorider av nikkel og molybdater og wolframater, såsom f.eks. ammonium paramolybdat og ammoniumwolframat. Hvis man bruker en teknikk som muliggjør en direkte påsprøyting av metalloksydene, så
bør metallforbindelsene i slike tilfeller være selve oksydene.
Den homogene oppløsning av metallforbindelsene som brukes
for beleggingen, kan være en intim blanding av de respektive, faste metallforbindelsene i finfordelt tilstand, eller en fast oppløsning av metallforbindelsene eller en oppløsning av forbindelsene i et oppløsningsmiddel.. Den homogene opp-løsningen inneholder som nevnt mellom 10 og 50 atomprosent,
med foretrukne mellom 20 og 40 atomprosent molybden eller wolfram, mens resten er nikkel, hvorved man oppnår et elektrokatalytisk belegg inneholdende nevnte legeringer. En intim blanding av de faste metallforbindelsene kan blandes på forhånd eller umiddelbart før kontakten med substratet.
Et eksempel på sistnevnte fremgangsmåte er det tilfelle hvor de respektive metallforbindelsene sprøytes separat, men samtidig på substratet; og hvis de er blandet på forhånd,
kan f.eks. blandingen sprøytes på med en enkelt sprøyte-revolver. I de tilfeller man bruker oppløsninger'i et opp-løsningsmiddel, så kan sistnevnte være vandig, f.eks.
vann, surt eller alkalisk eller i form av vandig etanol,
eller i form av organiske oppløsningsmidler såsom metanol, etanol, propanol, isopropanol, formamid eller dimetylformamid.Valget av oppløsningsmiddel vil være avhengig av oppløselig-heten på de forønskede metallforbindelser i oppløsningsmiddelet.
I visse tilfeller hvor man bruker vandige systemer, er det
ofte en tendens til at en eller flere metallforbindelser skiller seg ut ved utfelning, spesielt når oppløsningen hensettes selv i et kort tidsrom. En vandig oppløsning inneholder nikkelnitrat, og ammonium-molybdat har f.eks. en tendens til å utfelle en forbindelse ved henstand. I slike tilfelle er oppløsningen ikke lenger en homogen blanding med den ønskede eller anbefalte sammensetning, og den vil derfor gi utilfredsstillende resultater. Man har funnet at denne utfelning kan unngås, da spesielt i forbindelse med nikkel/molybden-systerner, ved at oppløsningen tilsettes ammoniakk slik at oppløsningens pH blir ca. 9.
Hvis den homogene oppløsningen er en væske, så kan denne påføres substratoverflaten, for eksempel ved dypping, på-sprøyting, pensling eller avsetning fra en homogen oppløsning. Det belagte substrat blir deretter oppvarmet ved forhøyet temperatur for å dekomponere metallforbindelsene til de tilsvarende oksyder. Dekomponeringen utføres egnet i luft ved en temperatur mellom 250° og 1200°C, fortrinnsvis mellom 300° og 950°C. Selve operasjonen ved å påføre et belegg av den homogene oppløsningen til substratet fulgt av en varmedekomponering, kan gjentas flere ganger for å sikre en til-strekkelig dekning av substratoverflaten med metalloksydene.
Hvis på den annen side, den homogene oppløsningen av metall-forbindelsen er blanding av faste stoffer, enten disse er blandet på forhånd eller ikke, så kan denne påføres substratet ved en smeltepåsprøytningsteknikk, for eksempel ved flammepåsprøytning eller plasmapåsprøytning. Hvis denne type teknikk brukes, kan man effektivt oppnå en belegging av substratet med metallforbindelsene og en varmedekomponering av belegget på en gang. Dette skyldes den relativt høye temperatur som er forbundet med slik teknikk, hvorved metallforbindelsene pålegges og dekomponeres til sine oksyder samtidig.
Substratet ble lagt med metalloksydene, enten fra en homogen væske eller en blanding av faste stoffer, må så herdes ved oppvarming i en ovn i en reduserende atmosfære ved en temperatur mellom 250° og 700°C. Den reduserende atmosfæren er fortrinnsvis hydrogen, og behandlingstemperaturen er fortrinnsvis mellom 350° og 600°C. En viss variasjon av optimal herdings-temperatur kan oppnås ved å variere lengden på herdings-behandlingen.
Den fasesentrerte kubiske legeringen blekarakterisert vedrøntgen-diffraksjonsstudier (XRD) og celleparametre.
Ved gjennomføring av røntgen-diffraksjons-studiene ble røtgendiffraktometeret kalibrert ved å bruke nikkelpulver (celleparameter, a = 3,5235Å) og kopper K-alfa bestråling (land = 1,54184Å), og nevnte diffraktometer ble brukt for alle de målinger som er angitt her og i de etterfølgende eksempler.
Atomprosentsatsene av molybden og wolfram i de forskjellige fremstilte legeringer ble beregnet ved å bruke Vegard's lov idet man tok nikkelpulvercelleparameteren som a = 3,5235Å
og antok at atomradiusen for molybden var 1,404Å. På basis av dette ville en 80/20Ni/Mo FCC-legering ha en celleparameter på a = 3,6136Å. Ved interpolering kunne så celle-parametrene av legeringer med andre sammensetninger avleses som atomprosentsatser. Lignende metoder ble brukt for nikkel-wolfram FCC-legeringer, hvor referansecelleparametrene var
a = 3,5235Å for nikkelpulver'og a = 3,6198Å for en 80/20
Ni/W FCC legering.
Det synes som om aktiviteten på de elektrokatalytiske belegg tilveiebragt ifølge oppfinnelsen ble forbedret ved nærvær
av i det minste noe av en flatesentrert kubisk legering av Mo eller W i Ni. Dette fremgår av nærværet av en slik
legering som hovedbestanddel i hver av de elektrokatalytiske sammensetninger som er eksemplifisert i det etterfølgende.
i i
Det fremgår også at bortsett fra de legeringer som var til
stede på substratoverflaten, så var det også til stede andre faser inneholdende metallene.
Selve elektrodefremstillingen kan tilpasses slik at man får
en passende mengde.av katalysator på substratoverflaten. Katalysatormengden er fortrinnsvis 5 mg/cm 2 (basert på
vekten av de aktive metaller som er \:åvsatt på substratoverflaten), fortrinnsvis over 10 mg/cm 2. En eventuell mengde vil være avhengig av den mekaniske stabilitet man ønsker på belegget, det substrat som brukes, og den celle i hvilken elektroden kan brukes. Man har imidlertid funnet at ved å
bruke en fremgangsmåte for elektrodefremstilling ifølge foreliggende oppfinnelse så oppnår man meget lave elektrode-potensialer av størrelsesorden på -70 mV mot \ rhe når man
2 o \
bruker en strømtetthet på 1 Amp/cm ved 70 C i en 30% KOH-oppløsning. Denne graden av reduksjon på elektrodepotensialet vil ikke bare gjøre det mulig å anvende celler med høyere strømtetthet, men vil også i betydelig grad øke effektiviteten på slike celler.
De følgende eksempler illustrerer forbindelsen:
Eksempel 1
NiMo legering Det ble fremstilt oppløsninger inneholdende det.forønskede atomforhold mellom nikkel og molybden ved å blande oppdelte volumer av 3,4 molar nikkelnitrat heksahydrat og en syvende-dels molar ammonium-paramolybdat. Den resulterende oppløsningen ble stabilisert ved å tilsette konsentrert ammoniakk inntil man fikk dannet en klar, mørkeblå oppløsning.
Et belegg ble fremstilt ved å sprøyte et nikkelnett med
en beleggende oppløsning inneholdende 6 0 atomprosent nikkel og 40 atomprosent molybden. Det belagte nettet ble så oppvarmet
til oksydene. Dette ble gjentatt inntil man fikk et tilfreds-stillende belegg. Det resulterende oksydbelagte nettet ble varmebehandlet i en hydrogenatmosfære ved 500°C i en time. Hovedfasen i dette preparatet ble identifisert ved røntgen-pulverdiffraksjon som en FCC-struktur med en celleparameter a = 3,585 Å (kfr. nikkel A = 3,524Å), noe som bekreftet et nærvær av en nikkel-molybden-legering med en molybden-konsentrasjon på 13,5 atomprosent. Den midlere krystall-størrelsen ble bestemt ut fra toppbredden ved halv topphøyde på 311 diffraksjonstoppen, og den var 43Å. Den flatesentrerte kubiske symmetrien på strukturen ble bekreftet med å måle 111, 200, 220, 311 og 222-refleksjonene.
Potensialet på den belagte elektroden etter IR-korrigering
var -60 mV mot reversibel hydrogenelektrode (RHE) med en strømtetthet på 0,5 A cm _2 i en 30 vekt-% pr. volum KOH ved 70°C når elektroden ble brukt som en hydrogenutviklende katode i en standard 3-roms celle (se fig. 1).
Eksempel 2
Et belegg ble fremstilt ved å dyppe et nikkelnett i en beleggende oppløsning inneholdende 80 atomprosent nikkel og i 20 atomprosent molybden som angitt i eksempel 1. Som før ble metallforbindelsene omdannet til metalloksyder og så redusert ved 500°C i/en time.Hovedfasen i dette preparatet ble identi- w fisert som en flatesentrert kubisk struktur med en celleparameter a = 3,567Å (kfr. nikkel 3,524Å), noe som bekreftet
et nærvær av nikkel-molybden-legering med en molybden-konsentrasjon på 9,7 atomprosent. Den midlere krystall-størrelsen (se eksempel 1) var 54Å.
Potensialet på den belagte elektroden var -90 mV mot RHE ved
_ o
en strømtetthet på IA cm i en 30 vekt-% pr. volum KOH ved 70°C når den ble brukt som angitt i eksempel 1.
Eksempel 3
NiW legering
Fem milliliter av en oppløsning 1,29 g vannfritt nikkelklorid oppløst i 20 ml tørr metanol ble blandet med 5 ml av en oppløsning inneholdende 1,453 g wolfram heksaklorid oppløst i 20 ml tørr metanol. Den resulterende, homogene oppløsningen inneholdt nikkel og wolfram i et atomforhold på 73/27.
Et belegg ble fremstilt ved å dyppe et sintrert nikkelnett
i denne oppløsningen. Nikkelnettet belagt med metallsaltene ble behandlet som i eksempel 1 for å omdanne dem til metalloksyder, og disse ble så redusert ved 500°C i 2 1/2 time. Hovedfasen i dette preparatet ble identifisert som en flatesentrert kubisk struktur med en celleparameter a = 3,564Å
(kfr. nikkel 3,524Å), noe som bekreftet nærværet av en nikkel-wolframlegering med en wolfram-konsentrasjon på 8,4 atomprosent.
Elektrodepotensialet på den belagte elektroden ved en strøm-tetthet på IA cm-2 ved 70°C var 1,34 mV (RHE) når den ble brukt som angitt i eksempel. 1.
Eksempel 4
De følgende resultater som viser elektrokjemisk aktivitet på elektrokatalytisk belegg fremstilt fra homogene oppløsninger inneholdende variable konsentrasjoner av molybden, viser at man under 10 atomprosent Mo i oppløsningen har et markert fall i aktiviteten. Under slike konsentrasjoner av Mo i den homogene oppløsningen, vil man ikke få dannet de elektrokatalytisk aktive legeringer benyttet i foreliggende oppfinnelse. Målingene ble igjen utført ved å bruke 30%
vandig KOH som elektrolytt, og katodepotensialet mot RHE ble målt ved en strømtetthet på 1 Amp/cm etter en IR-korreksjon.
Effekt av molybdeninnhold på aktiviteten av elektrokatalysator ene
Eksempel 5
Aktivitet for en NiMo-elektrokatalysator under langtids-elektrolyse i saltoppløsning/ kaustisk medium
Hydrogenaktiviteten til en NiMo-elektrode ble overvåket i
1000 timer i et saltoppløsning/kaustisk medium eller miljø. Elektrodemiljøet ble laget for å simulere arbeidsmiljøet
for katoder som i dag anvendes i klor/alkali-industrien.
1. Elektrodefremstilling
NiMo-elektroden ble fremstilt på en 1 x 1 cm 30 mesh nikkel-sikt ved bruk av den homogene oppløsning og teknikken som
spesifisert nedenfor:
( a) Fremstilling av homogen oppløsning
2,96 g nikkelnitrat [Ni(NO^)2•6H20] og 1,17 g ammonium-
molybdat [(NH4)6Mo7024.4H20] ble oppløst i 10 ml destillert vann. 4,4 ml 35% w/vol ammoniakkoppløsning ble tilsatt til denne oppløsning. Den resulterende homogene oppløsning inneholdt nikkel og molybden i atomforholdet 60:40 (basert på
vekten av de benyttede reagenser).
( b) Fremstilling av elektrodene
En veiet 80 mesh nikkelsjikt (lxl cm) ble dyppet i den homogene oppløsningen av nikkel- og molybdensalter (spesifisert ovenfor) og deretter oppvarmet i en bunsen-flamme til den var rødglødende og fikk avkjøles. Operasjonen ble gjentatt inntil sikten var dekket med et rimelig belegg. Elektroden ble oppvarmet i en time i en hydrogenatmosfære ved 500°C. Den resulterende elektroden ble veiet på nytt for å bestemme dens katalysatorbeholdning.
2. Elektrokjemiske målinger
De elektrokjemiske målingene ble foretatt ved bruk av en tre roms celle med sirkulerende elektrolytt. Tilførselen til cellen inneholder 12% vekt/vol natriumklorid og 10% vekt/vol natriumhydroksydoppløsning, og strømmen ble regulert for å holde natriumhydroksydinnholdet i katolytten ...ved 15% vekt/vol.
20% vekt/vol natriumhydroksydoppløsning ble benyttet som anolytt, som ble separert fra katolytten ved hjelp av en "Nafion"-kationutvekslingsmembran. Den benyttede anode hadde et aktivt belegg slik at det ble oppnådd en rimelig total cellespenning.
En konstant strøm på 300 mA ble ført gjennom cellen og for-søket ble utført ved 70°C. Aktiviteten til katoden ble målt mot en mettet calomelelektrode (SCE). Alle elektrodepotensialene ble IR-korrigert ved bruk av avbryterteknikken, og er angitt i forhold til den reversible hydrogenelektroden (RHE).
3. Resultater
Resultatene viser at etter det innledende tap forblir elektrode-aktiviteten stabil ved 100- 10 mV mot RHE i over 1000 timer i et saltoppløsning/kaustisk miljø. Elektroden kan derfor anses som aktiv og stabil i det kaustiske, saltoppløsning-miljø (se fig. 2).
Claims (4)
1. Elektrode for anvendelse i elektrokjemiske celler og hvorpå det er avsatt en elektrokatalysator, karakterisert ved at nevnte elektrokatalysator består av en kubisk flatesentrert legering bestående av et nikkelmetall, og enten molybden eller wolfram,
og hvor nevnte legering inneholder mellom 5 og 30 atomprosent molybden eller wolfram.
2. Elektrode ifølge krav 1, karakterisert ved at elektrodekatalysatoren er en kubisk, flatesentert legering inneholdende mellom 10 og 20 atomprosent molybden eller wolfram.
3. Fremgangsmåte for fremstilling av metallelektroder, hvorpå det er avsatt elektrokatalysatorer ifølge krav 1, karakterisert ved at et metallelektrodesubstrat behandles for å belegge substratet med en homogen opp-løsning av en nikkelforbindelse og en molybden- eller wolframforbindelse hvorav begge er i stand til å varmedekomponeres til de tilsvarende oksyder, og hvor nevnte oppløsning inneholder mellom 10 og 50 atomprosent molybden eller wolfram, varmedekomponerer metallforbindelsene på substratoverflaten til de.tilsvarende oksyder eller blandede oksyder og herder det oksydbelagte substrat i en reduserende atmosfære ved forhøyet L.c temperatur.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at det anvendes en homogen oppløsning inneholdende mellom 20 og 40 atomprosent molybden eller wolfram.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB7837556 | 1978-09-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO793041L true NO793041L (no) | 1980-03-24 |
| NO152139B NO152139B (no) | 1985-04-29 |
Family
ID=10499808
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO793041A NO152139B (no) | 1978-09-21 | 1979-09-21 | Elektrode for anvendelse i elektrokjemiske celler og fremgangsmaate for dens fremstilling |
| NO793040A NO154926C (no) | 1978-09-21 | 1979-09-21 | Fremgangsmaate for fremstilling av metallelektroder for bruk i elektrokjemiske celler. |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO793040A NO154926C (no) | 1978-09-21 | 1979-09-21 | Fremgangsmaate for fremstilling av metallelektroder for bruk i elektrokjemiske celler. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4402815A (no) |
| EP (1) | EP0009406B1 (no) |
| JP (2) | JPS5544597A (no) |
| CA (2) | CA1115605A (no) |
| DE (1) | DE2961989D1 (no) |
| DK (2) | DK155839C (no) |
| ES (2) | ES484361A1 (no) |
| IN (1) | IN153057B (no) |
| NO (2) | NO152139B (no) |
| SU (2) | SU997621A3 (no) |
| WO (1) | WO1980000715A1 (no) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0031948B1 (en) * | 1979-12-26 | 1986-10-15 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | A hydrogen-evolution electrode |
| DK354481A (da) * | 1980-08-12 | 1982-02-13 | British Petroleum Co | Hydrofobe elektroder og fremgangsmaade til deres fremstilling |
| EP0052986B1 (en) * | 1980-11-26 | 1983-12-28 | Imi Kynoch Limited | Electrode, method of manufacturing an electrode and electrolytic cell using such an electrode |
| US4410413A (en) * | 1981-10-05 | 1983-10-18 | Mpd Technology Corporation | Cathode for electrolytic production of hydrogen |
| US4613582A (en) * | 1983-01-17 | 1986-09-23 | United Technologies Corporation | Method for making ternary fuel cell catalysts containing platinum cobalt and chromium |
| US4677092A (en) * | 1983-01-17 | 1987-06-30 | International Fuel Cells Corporation | Ordered ternary fuel cell catalysts containing platinum and cobalt and method for making the catalysts |
| US4447506A (en) * | 1983-01-17 | 1984-05-08 | United Technologies Corporation | Ternary fuel cell catalysts containing platinum, cobalt and chromium |
| US4572770A (en) * | 1983-05-31 | 1986-02-25 | The Dow Chemical Company | Preparation and use of electrodes in the electrolysis of alkali halides |
| US4760041A (en) * | 1983-05-31 | 1988-07-26 | The Dow Chemical Company | Preparation and use of electrodes |
| FR2547598A1 (fr) * | 1983-06-20 | 1984-12-21 | Solvay | Procede de fabrication d'une electrode pour procedes electrochimiques et cathode pour la production electrolytique d'hydrogene |
| FR2565257A1 (fr) * | 1984-05-29 | 1985-12-06 | Comp Generale Electricite | Catalyseur pour electrolyseur de solutions basiques |
| JPS62152971U (no) * | 1986-03-18 | 1987-09-28 | ||
| US4670122A (en) * | 1986-05-05 | 1987-06-02 | The Dow Chemical Company | Low over-voltage electrodes for alkaline electrolytes |
| EP0316452B1 (en) * | 1987-05-20 | 1993-10-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Process for preparing thin film of base metal and application of the same |
| US5395422A (en) * | 1989-08-22 | 1995-03-07 | Hydro-Quebec | Process of preparing nanocrystalline powders of an electroactive alloy |
| US5112388A (en) * | 1989-08-22 | 1992-05-12 | Hydro-Quebec | Process for making nanocrystalline metallic alloy powders by high energy mechanical alloying |
| JPH0644991A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-02-18 | Ngk Insulators Ltd | 固体電解質型燃料電池用インターコネクターの製造方法 |
| DE69610391T2 (de) * | 1995-10-18 | 2001-03-15 | Tosoh Corp., Shinnanyo | Kathode mit niedriger Wasserstoffüberspannung und deren Herstellungsverfahren |
| ES2168173B1 (es) * | 1999-05-07 | 2003-08-01 | Orti Javier Porcar | Unidad de produccion de calor - u.p.c. |
| ES2189550B1 (es) * | 1999-05-17 | 2004-11-01 | Javier Porcar Orti | Unidad de produccion de vapor de agua - u.p.v.a. |
| JP3953278B2 (ja) * | 2001-02-05 | 2007-08-08 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池用焼結式ニッケル極及びその製造方法並びにアルカリ蓄電池 |
| US6939640B2 (en) * | 2001-09-21 | 2005-09-06 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Anode electrocatalysts for coated substrates used in fuel cells |
| TW200304503A (en) * | 2002-03-20 | 2003-10-01 | Asahi Chemical Ind | Electrode for generation of hydrogen |
| US7615110B2 (en) * | 2004-04-01 | 2009-11-10 | Sun Chemical Corporation | Photoinitiators for use in intaglio printing inks |
| US7879750B2 (en) * | 2006-11-30 | 2011-02-01 | General Electric Company | Anodes for alkaline electrolysis |
| JP2010518536A (ja) * | 2007-02-03 | 2010-05-27 | ダブリューディー メディア インコーポレイテッド | 改良された異方性磁界を有する垂直磁気記録媒体 |
| ES2327997A1 (es) * | 2007-05-14 | 2009-11-05 | Victor-Miguel Cuartero Fuentes | Disociador molecular electrolitico generador de hidrogeno. |
| CN104364425B (zh) * | 2012-06-18 | 2018-01-16 | 旭化成株式会社 | 双极式碱性水电解单元和电解槽 |
| WO2015087168A2 (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-18 | Nanu Nanu Ltd. | Electrocatalyst |
| CA3154970A1 (en) * | 2019-10-18 | 2021-04-22 | Nino Borchtchoukova | Nickel-based catalyst for fuel cell anode |
| WO2022080142A1 (ja) * | 2020-10-14 | 2022-04-21 | 国立大学法人筑波大学 | 電極、その製造方法、水電解装置および燃料電池 |
| KR102657150B1 (ko) * | 2021-08-06 | 2024-04-11 | 중앙대학교 산학협력단 | 수소 발생 반응용 이종 접합 구조 촉매 및 이의 제조방법 |
| CN114855211B (zh) * | 2022-04-13 | 2024-01-26 | 西南石油大学 | 一种光伏制氢催化电极材料的制备方法及其应用 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA699534A (en) * | 1964-12-08 | R. Hall John | Electrodes | |
| US3291714A (en) * | 1961-01-13 | 1966-12-13 | Ici Australia Ltd | Electrodes |
| GB992350A (en) * | 1961-01-13 | 1965-05-19 | Ici Australia Ltd | Electrochemical cells and manufacture of electrodes therefor |
| FR1347316A (fr) * | 1961-12-28 | 1963-12-27 | Ici Australia Ltd | électrodes pour cellules électrolytiques |
| GB1004380A (en) * | 1962-11-21 | 1965-09-15 | Ici Australia Ltd | Electrochemical cells and manufacture of electrodes therefor |
| US3455724A (en) * | 1964-04-07 | 1969-07-15 | Teeg Research Inc | Processes of preparing vanadium suboxide coatings |
| US3555760A (en) | 1968-09-10 | 1971-01-19 | Heinz Wastian | Prefabricated walls |
| FR2082444A5 (no) * | 1970-03-16 | 1971-12-10 | Inst Francais Du Petrole | |
| US3833357A (en) * | 1970-11-24 | 1974-09-03 | Oronzio De Nora Impianti | A process for decomposing alkali metal amalgams into mercury, hydrogen and alkali metal hydroxide solutions |
| US3759842A (en) * | 1970-11-24 | 1973-09-18 | Oronzio De Nora Impianti | Activated graphite |
| US3873470A (en) * | 1971-01-11 | 1975-03-25 | Universal Oil Prod Co | Method of manufacturing a hydrodesulfurization catalyst |
| BE788730A (fr) * | 1971-09-14 | 1973-01-02 | Degussa | Procede de preparation d'un catalyseur pour l'oxydation de methanol en formaldehyde |
| US4042420A (en) * | 1974-11-20 | 1977-08-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing manganese oxide solid electrolyte capacitor |
| BR7604417A (pt) * | 1975-07-08 | 1978-01-31 | Rhone Poulenc Ind | Catodo para celula de eletrolise |
| IT1050048B (it) * | 1975-12-10 | 1981-03-10 | Oronzio De Nora Impianti | Elettrodi rivestiti con biossido di manganese |
| US4142005A (en) * | 1976-02-27 | 1979-02-27 | The Dow Chemical Company | Process for preparing an electrode for electrolytic cell having a coating of a single metal spinel, Co3 O4 |
| US4086149A (en) * | 1976-08-04 | 1978-04-25 | Ppg Industries, Inc. | Cathode electrocatalyst |
| DE2650217C2 (de) * | 1976-11-02 | 1981-10-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff |
| FR2418281A1 (fr) | 1978-02-28 | 1979-09-21 | Comp Generale Electricite | Cathode pour electrolyseur |
| 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 |
| US4162204A (en) * | 1978-04-03 | 1979-07-24 | Olin Corporation | Plated metallic cathode |
| US4256545A (en) * | 1978-09-05 | 1981-03-17 | The Dow Chemical Company | Method of oxygen electrode preparation and product thereof |
-
1979
- 1979-09-05 IN IN627/DEL/79A patent/IN153057B/en unknown
- 1979-09-21 ES ES484361A patent/ES484361A1/es not_active Expired
- 1979-09-21 JP JP12188479A patent/JPS5544597A/ja active Granted
- 1979-09-21 WO PCT/GB1979/000154 patent/WO1980000715A1/en not_active Ceased
- 1979-09-21 SU SU792822453A patent/SU997621A3/ru active
- 1979-09-21 DK DK396479A patent/DK155839C/da not_active IP Right Cessation
- 1979-09-21 DE DE7979301963T patent/DE2961989D1/de not_active Expired
- 1979-09-21 ES ES484348A patent/ES484348A1/es not_active Expired
- 1979-09-21 NO NO793041A patent/NO152139B/no unknown
- 1979-09-21 NO NO793040A patent/NO154926C/no unknown
- 1979-09-21 US US06/194,293 patent/US4402815A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-09-21 JP JP54501492A patent/JPS6231075B2/ja not_active Expired
- 1979-09-21 EP EP79301963A patent/EP0009406B1/en not_active Expired
- 1979-09-21 CA CA336,107A patent/CA1115605A/en not_active Expired
- 1979-09-21 CA CA336,106A patent/CA1113801A/en not_active Expired
-
1980
- 1980-05-19 DK DK217880A patent/DK156586C/da active
- 1980-05-20 SU SU802929450A patent/SU1228789A3/ru active
-
1981
- 1981-03-11 US US06/242,458 patent/US4358475A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4402815A (en) | 1983-09-06 |
| SU1228789A3 (ru) | 1986-04-30 |
| JPS6154877B2 (no) | 1986-11-25 |
| DK156586B (da) | 1989-09-11 |
| DK396479A (da) | 1980-03-22 |
| EP0009406A3 (en) | 1980-04-16 |
| CA1113801A (en) | 1981-12-08 |
| IN153057B (no) | 1984-05-26 |
| JPS5544597A (en) | 1980-03-28 |
| DE2961989D1 (en) | 1982-03-11 |
| US4358475A (en) | 1982-11-09 |
| DK217880A (da) | 1980-05-19 |
| EP0009406B1 (en) | 1982-01-27 |
| DK155839B (da) | 1989-05-22 |
| NO152139B (no) | 1985-04-29 |
| JPS55500750A (no) | 1980-10-09 |
| CA1115605A (en) | 1982-01-05 |
| JPS6231075B2 (no) | 1987-07-06 |
| DK155839C (da) | 1989-11-13 |
| ES484361A1 (es) | 1980-04-16 |
| ES484348A1 (es) | 1980-04-16 |
| DK156586C (da) | 1990-01-29 |
| NO154926B (no) | 1986-10-06 |
| SU997621A3 (ru) | 1983-02-15 |
| NO793040L (no) | 1980-03-24 |
| EP0009406A2 (en) | 1980-04-02 |
| WO1980000715A1 (en) | 1980-04-17 |
| NO154926C (no) | 1987-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO793041L (no) | Elektroder inneholdende nikkel-legeringer som elektro-katalysatorer. | |
| US4426269A (en) | Method of stabilizing electrodes coated with mixed oxide electrocatalysts during use in electrochemical cells | |
| US4342792A (en) | Electrodes and method of preparation thereof for use in electrochemical cells | |
| Bocca et al. | Nickel–cobalt oxide-coated electrodes: influence of the preparation technique on oxygen evolution reaction (OER) in an alkaline solution | |
| ES2421232T3 (es) | Electrodo adecuado como cátodo para el desprendimiento de hidrógeno | |
| FI64954C (fi) | Elektroder foer elektrolytiska processer | |
| JPH0694597B2 (ja) | 電気化学的工程において使用する電極とその製造方法 | |
| JP2717535B2 (ja) | 有機廃棄物の処理方法およびそのための触媒／助触媒組成物 | |
| Maslovara et al. | Novel ternary Ni–Co–Mo based ionic activator for efficient alkaline water electrolysis | |
| Schmidt et al. | Electrocatalysis of cathodic hydrogen and anodic oxygen evolution in alkaline water electrolysis by in situ activation procedures | |
| US4132620A (en) | Electrocatalytic electrodes | |
| FI84496B (fi) | Anod foer anvaendning foer framstaellning av vaeteperoxidloesning och foerfarande foer framstaellning av anoden. | |
| NO752310L (no) | ||
| JP2008208434A (ja) | 逆電解用電極 | |
| JPS6152385A (ja) | 希薄塩水電解用電極 | |
| US4428805A (en) | Electrodes for oxygen manufacture | |
| LAČNJEVAC et al. | Synergetic electrocatalytic effects of d-metals on the hydrogen evolution reaction in industrially important electrochemical processes | |
| NO772838L (no) | Framgangsmaate til fremstilling av elektroder | |
| NO792156L (no) | En elektrodekjemisk celle. | |
| CN115491700B (zh) | 一种香料2-丙酰基噻唑的电化学合成方法 | |
| CN118064928A (zh) | 基于磷硫化钴的电极器件及其在电催化脱氯反应系统中的应用 | |
| JP2024083970A (ja) | 水分解用触媒及びその製造方法、水分解用電極、並びに水の電気分解方法 | |
| CN118390101A (zh) | 一种石墨烯掺杂的铜银钪合金催化电极的制备方法及应用 | |
| JPS6257716B2 (no) | ||
| JPS61217591A (ja) | 陰極の製造方法 |