RU22146U1 - ANODE FOR ELECTROLYSIS OF ALKALINE SOLUTIONS - Google Patents

ANODE FOR ELECTROLYSIS OF ALKALINE SOLUTIONS Download PDF

Info

Publication number
RU22146U1
RU22146U1 RU2001116875/20U RU2001116875U RU22146U1 RU 22146 U1 RU22146 U1 RU 22146U1 RU 2001116875/20 U RU2001116875/20 U RU 2001116875/20U RU 2001116875 U RU2001116875 U RU 2001116875U RU 22146 U1 RU22146 U1 RU 22146U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anode
nickel
plasma spraying
layer
electrolysis
Prior art date
Application number
RU2001116875/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Л. Травин
Б.А. Хоришко
нцев Е.М. Рум
Е.М. Румянцев
В.Ф. Станиславчик
Н.Ф. Лобанов
Original Assignee
Травин Александр Львович
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 Травин Александр Львович filed Critical Травин Александр Львович
Priority to RU2001116875/20U priority Critical patent/RU22146U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU22146U1 publication Critical patent/RU22146U1/en

Links

Landscapes

  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

АНОД для ЭЛЕКТРОЛИЗА ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ.ANODE FOR ELECTROLYSIS OF ALKALINE SOLUTIONS.

Нолезная модель относится к электрохимическим производствам, в частности, к области изготовления электродов для процессов выделения кислорода методом электролитического разложения щелочных растворов и может быть иснользована, например, в малогабаритных установках получения водород-кислородной смеси, применяемых при производстве сварочных работ.The useful model relates to electrochemical production, in particular, to the field of manufacture of electrodes for oxygen evolution by the electrolytic decomposition of alkaline solutions and can be used, for example, in small-sized installations for the production of hydrogen-oxygen mixtures used in welding operations.

Известны электроды для электролиза водных щелочных растворов, содержащие токопроводящую металлическую основу с нанесенным на нее активным покрытием, например, стальную основу и активное покрытие - слой никеля III, никелевую основу с нанесенным на нее активным покрытием в виде сплава никель-кобальт 121, стальную, стальную никелированную или никелевую электрокаталитическую подложку с нанесенным на нее активным композиционным металлооксидно-гидроксидным покрытием, содержащем никель и железо /3/.. ; , VKnown electrodes for the electrolysis of aqueous alkaline solutions, containing a conductive metal base with an active coating deposited on it, for example, a steel base and an active coating — a nickel layer III, a nickel base coated with an active coating in the form of a nickel-cobalt 121 alloy, steel, steel nickel or nickel electrocatalytic substrate with an active composite metal oxide-hydroxide coating deposited on it containing nickel and iron / 3 / ..; , V

В промышленности в установках получения водорода и кислорода путем электролиза водных щелочных растворов используются электролизеры, типа СЭУ-10-2 (ТУ 26-01-739-78), разработанные заводом «Уралхиммаш, в которых используется катод-биполяр и монополяр-анод на стальной основе, где монополяр-анод имеет активное нанесенное никелевое покрытие.In industry, in plants for the production of hydrogen and oxygen by electrolysis of aqueous alkaline solutions, electrolyzers such as SEU-10-2 (TU 26-01-739-78) are used, developed by the Uralhimmash plant, which use a bipolar cathode and a monopolar anode on steel basis, where the monopolar anode has an active deposited nickel coating.

Однако известные электроды на токопроводящей металлической основе не обладают коррозионной стойкостью в щелочах, прочностью и дещеМКИ С25В 11/00 However, the known electrodes on a conductive metal base do not possess corrosion resistance in alkalis, strength and resistance to S25B 11/00

визной, недостатками является так же сложность и длительность нанесения активного покрытия с использованием гальванотехники.visa, the disadvantages are also the complexity and duration of the active coating using electroplating.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является анод для электролиза щелочных растворов, содержащий токопроводящую основу из стали, никелированной стали или никеля с нанесенным на нее активным композиционным металлооксидногидроксидным покрытием, содержащим никель и железо, при следующем соотнощении компонентов в покрытии, масс.% :The closest in technical essence and the achieved technical result is an anode for the electrolysis of alkaline solutions containing a conductive base of steel, nickel-plated steel or nickel coated with an active composite metal oxide-hydroxide coating containing nickel and iron, with the following ratio of components in the coating, wt.% :

№ 40-63; Fe 5-27; 0; ОН 13-40.No. 40-63; Fe 5-27; 0; OH 13-40.

Недостатками данного устройства является высокая масса конструкции, ее дороговизна за счет использования большого количества дорогостоящего дефицитного материала - никеля, достаточно сложная технология изготовления электрода с использованием гальванотехники и, как следствие, большие временные затраты по регенерации активного рабочего слоя анода.The disadvantages of this device are the high mass of the structure, its high cost due to the use of a large amount of expensive scarce material - nickel, a rather complicated manufacturing technology of the electrode using electroplating, and, as a result, the large time required to regenerate the active working layer of the anode.

Задача данной полезной модели - уменьшение веса конструкции, снижение временных затрат на нанесение и регенерацию рабочего слоя анода, создание анода с более низким перенапряжением вьщеления кислорода, упрощение технологии изготовления анода.The objective of this utility model is to reduce the weight of the structure, reduce the time required to apply and regenerate the working layer of the anode, create an anode with a lower overvoltage of oxygen penetration, and simplify the technology of manufacturing the anode.

Поставленная цель достигается предлагаемым анодом для получения кислорода и водорода путем электролиза водных щелочных растворов, включающим токопроводящую основу и нанесенным на нее активным покрытием, причем в качестве токопроводящей основы анод включает полимерный диск с нанесенным на нее методом плазменного напыления слоя никеля в количестве - 80-100мг/см видимой поверхности электрода, а в качестве активного покрытия анод включает слой магнетита, нанесенный методом плазменного напыления в количестве - 1100-1200мг/см видимой поверхности электрода.This goal is achieved by the proposed anode for the production of oxygen and hydrogen by electrolysis of aqueous alkaline solutions, including a conductive base and an active coating deposited on it, and as a conductive base, the anode includes a polymer disk with a plasma spraying of a nickel layer in the amount of 80-100 mg / cm of the visible electrode surface, and as an active coating, the anode includes a magnetite layer deposited by plasma spraying in an amount of 1100-1200 mg / cm of the visible surface electrode.

Полимерный диск может быть выполнен из фторопластов, полипропилена, полистирола или жесткого поливинилхлорида.The polymer disk may be made of fluoroplastics, polypropylene, polystyrene or rigid polyvinyl chloride.

Сущность настоящей полезной модели заключается в следующем. Конструкция электрода состоит из полимерного диска, в котором просверлены три отверстия для крепления токопровода с помощью крепежных винтов. Диск изготавливают из полимерного материала, обладающего хорошими прочностными характеристиками, коррозионной стойкостью в щелочах и адгезией к наносимым покрытиям. Этим требованиям удовлетворяют такие материалы как фторопласты, полипропилен, полистирол, жесткий поливинилхлорид. Полимерный диск из фторопластов для улучшения адгезионных свойств обрабатывают по поверхности натрийнафталиновым или другим комплексным соединением щелочных металлов. На поверхность полимерного диска наносится методом плазменного напыления слой никеля в количестве - 80-100мг/см видимой поверхности электрода. Далее производится сборка диска с токопроводом, изготовленным из титана, при помощи стальньгк крепёжных винтов. Затем на рабочий слой никеля также методом плазменного напыления наносится рабочий слой, состоящий из магнетита в количестве - 1100-1200мг/см видимой поверхности электрода. Слой магнетита наносится с покрытием крепёжных винтов. Плазменное напыление проИЗВОДИТСЯ в струе инертного газа плазмотрона - распылителя и характеризуется следующими параметрами: стандартный распылитель установки УПУЗД, мощность 15-18 кВт, дистанция напыления - 100мм, дистанция сдува щелевым сонлом - 10мм.The essence of this utility model is as follows. The design of the electrode consists of a polymer disk, in which three holes are drilled for attaching the current lead using fixing screws. The disk is made of a polymeric material having good strength characteristics, corrosion resistance in alkalis and adhesion to the applied coatings. Such materials as fluoroplastics, polypropylene, polystyrene, rigid polyvinyl chloride satisfy these requirements. A polymer disk made of fluoroplastics is treated on the surface with sodium naphthalene or another complex compound of alkali metals to improve adhesion properties. On the surface of the polymer disk is applied by plasma spraying a layer of nickel in an amount of 80-100 mg / cm of the visible surface of the electrode. Next, the disk is assembled with a current lead made of titanium using steel screws. Then, a working layer consisting of magnetite in the amount of 1100-1200 mg / cm of the visible surface of the electrode is also deposited on the nickel working layer by plasma spraying. A layer of magnetite is coated with a coating of fixing screws. Plasma spraying is carried out in an inert gas jet of a plasma torch - spray gun and is characterized by the following parameters: standard sprayer of the UPUZD installation, power 15-18 kW, spraying distance - 100mm, blowing distance with a slotted nozzle - 10mm.

Временные затраты на нанесение покрытия:Time spent on coating:

никеля - 2-3 минутыnickel - 2-3 minutes

магнетита - 8-10 минутmagnetite - 8-10 minutes

Техническая сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре 1 показана схема анода, а на фигуре 2 - разрез анода.The technical essence of the utility model is illustrated by the drawing, where figure 1 shows a diagram of the anode, and figure 2 shows a section of the anode.

Использование полимерного диска в конструкции анода позволяет по сравнению с известным снизить вес конструкции анода в 5 раз.The use of a polymer disk in the design of the anode makes it possible to reduce the weight of the anode structure by 5 times compared to the known one.

Использование метода плазменного напыления дает возможность сокращения временных затрат, необходимых для нанесения (в прототипе - 20 ЗОмин.), а также и для последующей регенерации данного слоя и делает основу анода токопроводящей.Using the plasma spraying method makes it possible to reduce the time required for application (in the prototype - 20 ZOmin.), As well as for the subsequent regeneration of this layer and makes the basis of the anode conductive.

Нанесение в качестве рабочего слоя активного покрытия анода - слоя магнетита позволяет вести процесс при более низком перенапряжении выделения кислорода по сравнению с известным, использование метода плазменного напыления также приводит к снижению расходных норм сырья магнетита и также сокращает временные затраты на нанесения покрытия и на последующую регенерацию рабочего слоя. Использование магнетита не требует никакой химической обработки, он дешев и достаточно доступен в природе. В рабочем режиме анод работает следующем образом.The application of the active coating of the anode as a working layer of magnetite as a working layer allows the process to be carried out at a lower overvoltage of oxygen evolution compared to the known one, using the plasma spraying method also reduces the consumption rates of magnetite raw materials and also reduces the time spent on coating and subsequent regeneration of the working layer. The use of magnetite does not require any chemical treatment, it is cheap and quite affordable in nature. In operating mode, the anode operates as follows.

После заполнения аппарата раствором едкого калия анод поляризуется внешним током до потенциала выделения кислорода. Образующиеся пузырьки кислорода поднимаются вверх и собираются в приёмной камере.After filling the apparatus with a solution of caustic potassium, the anode is polarized by an external current to the oxygen evolution potential. The resulting oxygen bubbles rise up and collect in the receiving chamber.

Предлагаемая модель иллюстрируется следующими примерами:The proposed model is illustrated by the following examples:

Пример 1.Example 1

Диск изготавливают из полипропилена. На поверхность полимерного диска наносится методом плазменного напыления слой никеля в количестве 80мг/см видимой поверхности электрода. Далее производится сборка диска с токопроводом, изготовленным из титана, при помощи стальных крепёжных винтов. Затем на рабочий слой никеля также методом плазменного напыления наносится рабочий слой, состоящий из магнетита в количестве - 1100мг/см видимой поверхности электрода. Слой магнетита наносится с покрытием крепёжных винтов. Плазменное напыление производится в струе инертного газа плазмотрона - распылителя и характеризуется следующими параметрами: стандартный распылитель установки УПУ-ЗД, мощность 15 кВт, дистанция напыления - 100мм, дистанция сдува щелевым соплом 10мм.The disk is made of polypropylene. On the surface of the polymer disk, a layer of nickel is applied by plasma spraying in an amount of 80 mg / cm of the visible surface of the electrode. Next, the disk is assembled with a current lead made of titanium using steel fixing screws. Then, a working layer consisting of magnetite in an amount of 1100 mg / cm of the visible surface of the electrode is also deposited on the nickel working layer by plasma spraying. A layer of magnetite is coated with a coating of fixing screws. Plasma spraying is carried out in an inert gas jet of a plasma torch - sprayer and is characterized by the following parameters: standard sprayer of the UPU-ZD installation, power 15 kW, spraying distance - 100 mm, blowing distance with a slot nozzle 10 mm.

Пример 2.Example 2

Диск изготавливают из фторопласта. Для улучшения адгезионных свойств поверхность обрабатывают натрийнафталиновым или другим комплексным соединением щелочных металлов. На поверхность полимерного диска наносится методом плазменного напыления слой никеля в количестве ///The disk is made of ftoroplast. To improve the adhesion properties, the surface is treated with sodium naphthalene or other complex compounds of alkali metals. On the surface of the polymer disk is applied by plasma spraying a layer of nickel in the amount ///

5 5

ка с токопроводом, изготовленным из титана, при помощи стальных крепёжных винтов. Затем на рабочий слой никеля также методом плазменного напыления наносится рабочий слой, состоящий из магнетита в количестве 1200мг/см видимой поверхности электрода. Слой магнетита наносится с покрытием крепёжных винтов. Плазменное напыление производится в струе инертного газа плазмотрона - распылителя и характеризуется следующими параметрами: стандартный распылитель установки УПУ-ЗД, мощность 18 кВт, дистанция напыления - 100мм, дистанция сдува щелевым соплом 10мм.with a conductive made of titanium using steel fixing screws. Then, a working layer consisting of magnetite in the amount of 1200 mg / cm of the visible surface of the electrode is also deposited on the nickel working layer by plasma spraying. A layer of magnetite is coated with a coating of fixing screws. Plasma spraying is performed in an inert gas jet of a plasma torch - sprayer and is characterized by the following parameters: standard sprayer of the UPU-ZD installation, power 18 kW, spraying distance - 100 mm, blowing distance with a slot nozzle 10 mm.

Полученные электроды испытывают в 30% - ном растворе едкого калия при плотности тока 20-30 А/дм.The resulting electrodes are tested in a 30% potassium hydroxide solution at a current density of 20-30 A / dm.

Данные представлены в таблице.The data are presented in the table.

ТаблицаTable

Как видно из приведенных данных, потенциалы магнетитового анода ниже потенциалов известного анода, вследствие чего снижается перенапряжение основного процесса.As can be seen from the above data, the potentials of the magnetite anode are lower than the potentials of the known anode, as a result of which the overvoltage of the main process is reduced.

Следовательно, предлагаемая конструкция анода обладает меньшим весом по сравнению с известной, что позволяет использовать ее в малогабаритных установках получения кислорода и водорода, применяемых, например, при сварочных работах. В данной полезной модели т1рощена технология изготовления анода за счет метода плазменного напыления, который позволяет в дальнейшем сократить временные затраты на нанесение слоев никеля и магнетита и дальнейшую их регенерацию. Применение анода позволяет вести процесс при более низком перенапряжении выделения кислорода.Therefore, the proposed design of the anode has a lower weight compared to the known one, which allows it to be used in small-sized installations for the production of oxygen and hydrogen, used, for example, during welding. In this utility model, anode manufacturing technology is simplified by the method of plasma spraying, which further reduces the time spent on applying nickel and magnetite layers and their further regeneration. The use of the anode allows the process to be carried out at a lower overvoltage of oxygen evolution.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.USED BOOKS.

1.Авторское свидетельство № 1393851, заявка № 4060252/31-6, заявлено 30.01.86 г., опубликовано 07.05.88, Бюл. № 17, 11/041. Certificate of authorship No. 1393851, application No. 4060252 / 31-6, filed January 30, 1986, published May 7, 88, Bull. No. 17, 11/04

2.Авторское свидетельство № 627183., заявка № 2368116/23-26, заявлено 02.06.76 г., опубжковано 05.10.78, Бюл. № 37, 11/062. Author's certificate No. 627183., application No. 2368116 / 23-26, filed 02.06.76, published 05.10.78, Bull. No. 37, 11/06

3.Авторское свидетельство № 1579938, заявка № 4421375/23-26, заявлено 31.03.88 г., опубликовано 23.07.90, Бюл. №27, 11/06 (прототип).3. Certificate of authorship No. 1579938, application No. 4421375 / 23-26, filed March 31, 88, published July 23, 90, Bull. No. 27, 11/06 (prototype).

Claims (2)

1. Анод для электролиза щелочных растворов, содержащий токопроводящую основу и нанесенное на нее активное покрытие на основе соединений железа, отличающийся тем, что, с целью уменьшения веса конструкции, упрощения технологии изготовления анода, снижения перенапряжения выделения кислорода, в качестве токопроводящей основы анод включает полимерный диск с нанесенным на него методом плазменного напыления слоем никеля в количестве 80-100 мг/см2, а в качестве активного покрытия анод содержит слой магнетита в количестве 1100-1200 мг/см2, нанесенного методом плазменного напыления.1. An anode for the electrolysis of alkaline solutions, containing a conductive base and an active coating based on iron compounds, deposited on it, characterized in that, in order to reduce the weight of the structure, simplify the manufacturing technology of the anode, reduce the overvoltage of oxygen evolution, the anode includes a polymer disc applied thereto by plasma spraying a layer of nickel in an amount of 80-100 mg / cm 2, and, as an active anode coating comprises magnetite layer in an amount of 1100-1200 mg / cm 2, nanesennog by plasma spraying. 2. Анод по п.1, отличающийся тем, что полимерный диск выполнен из фторопластов, полипропилена, полистирола или жесткого поливинилхлорида.
Figure 00000001
2. The anode according to claim 1, characterized in that the polymer disk is made of fluoroplastics, polypropylene, polystyrene or rigid polyvinyl chloride.
Figure 00000001
RU2001116875/20U 2001-06-21 2001-06-21 ANODE FOR ELECTROLYSIS OF ALKALINE SOLUTIONS RU22146U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001116875/20U RU22146U1 (en) 2001-06-21 2001-06-21 ANODE FOR ELECTROLYSIS OF ALKALINE SOLUTIONS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001116875/20U RU22146U1 (en) 2001-06-21 2001-06-21 ANODE FOR ELECTROLYSIS OF ALKALINE SOLUTIONS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU22146U1 true RU22146U1 (en) 2002-03-10

Family

ID=35454526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001116875/20U RU22146U1 (en) 2001-06-21 2001-06-21 ANODE FOR ELECTROLYSIS OF ALKALINE SOLUTIONS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU22146U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR910001140B1 (en) Electrode and method for preparing thereof
WO2003078694A1 (en) Electrode for generation of hydrogen
CN100454627C (en) Production of aluminum/hydrogen peroxide fuel battery cathode
US4170536A (en) Electrolytic cathode and method for its production
US5407550A (en) Electrode structure for ozone production and process for producing the same
CN105200421B (en) A kind of method that laser fine fusion covering prepares hydrogen-precipitating electrode hydrogen storage layer
JPH03111586A (en) Electrolytic bath for reduction of carbon dioxide
CN109626519A (en) A method of chemical nickel waste liquid is recycled using duplex spread-blade electrode
KR890002700B1 (en) Low over-voltage electrodes for alkaline electrolytes
RU22146U1 (en) ANODE FOR ELECTROLYSIS OF ALKALINE SOLUTIONS
GB2046795A (en) Porous nickel electrode and process for its production
US7879750B2 (en) Anodes for alkaline electrolysis
JP4115575B2 (en) Activated cathode
CN1104687A (en) Active low-hydrogen over-potential cathode and its manufacture
CN114622238B (en) Preparation and application of transition metal-based hydrogen and oxygen evolution dual-functional electrode
CN107490652A (en) A kind of single-orientated yttrium oxide nano-array prepares and the construction method of membrane electrode
US4877508A (en) Highly durable cathode of low hydrogen overvoltage and method for manufacturing the same
CN107312958A (en) A kind of diamond valve metal combination electrode material and preparation method thereof
CN106929875A (en) A kind of method that ferrate is prepared based on carbon plate plating iron
CN113174607A (en) Electrochemical preparation method of porous Ni-Co/graphene electrode
JPH0417689A (en) Electrode for electrolyzing water and production thereof
JPH10330998A (en) Electroplating method
JP3035537B1 (en) Water electrolysis gas generator
Zeng et al. Electrodeposition of Ni-Mo-P alloy coatings
CN110217861B (en) Preparation and application of long-life porous titanium-based lead dioxide electrode material

Legal Events

Date Code Title Description
HK1K Changes in a utility model publication
ND1K Extending utility model patent duration
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080622