RU2486291C1 - Способ изготовления электрода для электрохимических процессов - Google Patents
Способ изготовления электрода для электрохимических процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486291C1 RU2486291C1 RU2012112673/02A RU2012112673A RU2486291C1 RU 2486291 C1 RU2486291 C1 RU 2486291C1 RU 2012112673/02 A RU2012112673/02 A RU 2012112673/02A RU 2012112673 A RU2012112673 A RU 2012112673A RU 2486291 C1 RU2486291 C1 RU 2486291C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- electrode
- electrolysis
- solution containing
- concentration
- Prior art date
Links
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу изготовления активированных электродов для электролитического получения водорода и кислорода в электролизерах со щелочным электролитом. Способ включает нанесение на никелевую подложку активного слоя на основе никеля и серы путем ее однократного погружения в раствор, содержащий сульфид натрия, которое ведут в травильном растворе, содержащем хлорид алюминия АlСl3 с концентрацией 5-20 г/л, в течение 1-17 часов. Обеспечивается создание высокодисперсной композиции на основе алюминия, никеля и серы, которая дополнительно может быть активирована восстановлением в атмосфере водорода. 1 з.п ф-лы.
Description
Изобретение относится к технической электрохимии, а именно к способу изготовления активированных электродов для электролитического получения водорода и кислорода в электролизерах со щелочным электролитом.
Известен способ изготовления электрода, используемого в щелочном электролизе воды, включающий нанесение на металлическую подложку порошка, содержащего никель и алюминий, с последующим удалением алюминия выщелачиванием, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности электрода при сохранении его электрохимической активности, в процессе используют порошок, дополнительно содержащий нерастворимый в щелочи алюминид никеля формулы NiAl в количестве 2-5 мас.% [Патент №1251582 от 13.08.84. С25В 11/04. Опубл. 10.05.95. Бюл. №13. Способ приготовления электрода, используемого в щелочном электролизе воды. Авторы: Белокопытов В.П., Лапин Я.С., Наумов И.П., Паньков В.И., Преснов А.П., Пшеничников А.Г., Чернышев С.Ф., Родионов В.В., Рогов Н.В.]. Известный способ позволяет формировать на поверхности подложки поверхностно-скелетный катализатор, прочно связанный с никелевой основой. Известный способ, однако, не обеспечивает необходимой активности анода при щелочном электролизе воды и, кроме того, в процессе работы такого анода из его объема происходит постепенное удаление алюминия, что может приводить к разрушению электрода.
Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления электродов для электрохимических процессов, используемого в щелочном электролизе воды, включающий использование травильного раствора на основе Na2S в количестве 10-20 г/л и H2SO4 в количестве, соответствующем рН 3,5, при температуре 20-30°С в течение 8-21 часа [Крюков Ю.И., Петренко Е.М. RU 2405864 С1, С25В 11/04. Опубл. 10.12.2010. Бюл. №13]. Способ изготовления электрода для электрохимических процессов (прототип). На активированном таким образом электроде при плотности тока 4 кА/м2 потенциал катода в 6 М КОН при 70°С составляет -0,11 В (отн. О.В.Э.) относительно обратимого водородного электрода сравнения. Недостатком изобретения является использование серной кислоты и недостаточно высокая удельная поверхность и активность получаемых катализаторов.
Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, состоит в повышении активности электрода в процессе выделения водорода в щелочном растворе электролита при электролизе воды, а также в упрощении и удешевлении способа изготовления электрода путем проведения процесса без использования серной кислоты, за счет ее замены в травильном растворе солью хлорида алюминия.
Технический эффект, используемый при решении поставленной технической задачи, заключающийся в создании высокодисперсной композиции на основе гидроксида алюминия катализатора на основе серы, которая дополнительно может быть активирована восстановлением в атмосфере водорода, достигается тем, что в известном способе изготовления электродов для электрохимических процессов, в частности для электролиза щелочных растворов электролита, включающем нанесение на никелевую подложку активного слоя на основе никеля и серы за счет ее однократного погружения в раствор, содержащий сульфид натрия, согласно изобретению нанесение ведут в травильном растворе, содержащем хлорид алюминия AlCl3 с концентрацией 5-20 г/л в течение 1-17 часов.
Кроме того, с целью дополнительного повышения активности электрода, проводят его последующую обработку в атмосфере водорода при температуре 240-600°С в течение 15-60 минут.
Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе, заключающемся в использовании травильного раствора на основе сульфида серы (Na2S) вместо серной кислоты вводят соль хлорида алюминия (AlCl3) в концентрации 5-20 г/л. Благодаря травлению никеля в растворе такого состава, на его поверхности создается высокодисперсная композиция на основе гидроксида алюминия и катализатора серы, которая дополнительно может быть активирована восстановлением в атмосфере водорода при температурах 240-600°С в течение 15-60 минут.
Пример. В качестве основы для нанесения катализатора использовали никелевый бипористый электрод, полученный методом прессования через валки смеси частиц карбонильного никеля размером 4-6 мкм и 20% по массе частиц порообразователя с размером частиц 20-30 мкм с последующей термообработкой в водородной печи. Активирование данного электрода проводили путем его однократного погружения и выдержки при комнатной температуре в травильном растворе следующего состава: 10 г/л треххлористого алюминия (AlCl3) и 10 г/л сульфида натрия (Na2S). При введении в воду хлорида алюминия происходит его гидролиз с образованием соляной кислоты (подкисления раствора) и гидроксохлоридов алюминия и алюминидов никеля на поверхности никелевой основы.
В процессе травления никелевой основы на поверхности основы образуется высокодисперсный каталитический осадок на основе алюминатов никеля и серы. Оценку электрохимической активности активированного электрода производят путем измерения потенциала электрода при плотности тока 4 кА/м2 при температуре 70°С в 6М растворе КОН. Потенциал катода при электролизе воды в щелочном растворе электролита в данных условиях составил значение Ек=-0,10 В (отн. О.В.Э.).
Аналогичным образом готовят и испытывают электроды с различными значениями концентрации хлорида алюминия
в травильном растворе, различными значениями продолжительности времени травления (активации), (τактив, час), а также параметрами термической обработки электродов в водородной печи: температура термообработки - Ттермоб., °С; время термообработки - τтермооб., мин). Результаты испытаний активности электродов, изготовленных по предлагаемому способу и известному способу (прототипу) приведены в тексте и таблицах 1-4.
Из данных таблицы 1 следует, что наилучшие результаты получаются при концентрации
от 5 до 20 г/л, т.к. в этом интервале концентраций значение катодного потенциала электрода при электролизе щелочного электролита имеет минимальное значение.
Из данных таблицы 2 следует, что оптимальное время активации (τактивации) составляет от 1 до 17 часов, т.к. при активации (травлении) в этом временном интервале при заданной концентрации раствора значение катодного потенциала электрода при электролизе щелочного электролита имеет минимальное значение.
Из данных таблицы 3 следует, что оптимальная температура обработки активированного электрода (Ттермообработки°С) составляет от 240 до 600°С, т.к. в этом интервале температур при заданных параметрах активации и заданном времени термообработки значение катодного потенциала электрода при электролизе щелочного электролита имеет минимальное значение.
Из данных таблицы 4 следует, что оптимальное время термообработки активированного электрода составляет от 15 до 60 минут, т.к. в этом временном интервале термическая обработка электродов в водородной печи при заданных параметрах дает значение катодного потенциала электрода при электролизе щелочного электролита минимальное значение.
Таким образом, техническая задача, решаемая предлагаемым способом, состоит в повышении активности электрода в процессе выделения водорода в щелочном растворе электролита при электролизе воды, также в упрощении и удешевлении способа изготовления электрода путем проведения процесса без использования серной кислоты, за счет ее замены в травильном растворе солью хлорида алюминия.
Источники информации
1. Патент №1251582 от 13.08.84. С25В 11/04. Опубл. 10.05.95. Бюл. №13. Способ приготовления электрода, используемого в щелочном электролизе воды. Авторы: Белокопытов В.П., Лапин Я.С., Наумов И.П., Паньков В.И., Преснов А.П., Пшеничников А.Г., Чернышев С.Ф., Родионов В.В., Рогов Н.В.
2. RU 2405864 С1, С25В 11/04. Опубл. 10.12.2010. Бюл. №13. Способ изготовления электрода для электрохимических процессов. Авторы. Крюков Ю.И., Петренко Е.М.
Claims (2)
1. Способ изготовления электродов для электрохимического процесса, в частности электролиза щелочных растворов электролита, включающий нанесение на никелевую подложку активного слоя на основе никеля и серы путем ее однократного погружения в кислый раствор, содержащий сульфид натрия, отличающийся тем, что нанесение ведут в травильном растворе, содержащем хлорид алюминия АlСl3 с концентрацией 5-20 г/л, в течение 1-17 ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для дополнительного повышения активности электрода проводят его последующую обработку в атмосфере водорода при температуре 240-600°С в течение 15-60 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112673/02A RU2486291C1 (ru) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Способ изготовления электрода для электрохимических процессов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112673/02A RU2486291C1 (ru) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Способ изготовления электрода для электрохимических процессов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2486291C1 true RU2486291C1 (ru) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012112673/02A RU2486291C1 (ru) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Способ изготовления электрода для электрохимических процессов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486291C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU786921A3 (ru) * | 1973-07-20 | 1980-12-07 | Рон-Прожиль (Фирма) | Способ изготовлени электрода дл электрохимических процессов |
US7232508B2 (en) * | 2003-05-15 | 2007-06-19 | Permelec Electrode Ltd. | Electrolytic electrode and process of producing the same |
RU2402839C1 (ru) * | 2009-10-21 | 2010-10-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ изготовления электрода |
RU2405864C1 (ru) * | 2009-06-08 | 2010-12-10 | Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина | Способ изготовления электрода для электрохимических процессов |
-
2012
- 2012-04-03 RU RU2012112673/02A patent/RU2486291C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU786921A3 (ru) * | 1973-07-20 | 1980-12-07 | Рон-Прожиль (Фирма) | Способ изготовлени электрода дл электрохимических процессов |
US7232508B2 (en) * | 2003-05-15 | 2007-06-19 | Permelec Electrode Ltd. | Electrolytic electrode and process of producing the same |
RU2405864C1 (ru) * | 2009-06-08 | 2010-12-10 | Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина | Способ изготовления электрода для электрохимических процессов |
RU2402839C1 (ru) * | 2009-10-21 | 2010-10-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ изготовления электрода |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Plowman et al. | Building with bubbles: the formation of high surface area honeycomb-like films via hydrogen bubble templated electrodeposition | |
Wang et al. | Discharge behaviour of Mg-Al-Pb and Mg-Al-Pb-In alloys as anodes for Mg-air battery | |
Sher et al. | Enhancing hydrogen production from steam electrolysis in molten hydroxides via selection of non-precious metal electrodes | |
Cai et al. | Fabrication of three-dimensional nanoporous nickel films with tunable nanoporosity and their excellent electrocatalytic activities for hydrogen evolution reaction | |
Xing et al. | Porous Pd films as effective ethanol oxidation electrocatalysts in alkaline medium | |
JP5898616B2 (ja) | 負極集電体用銅箔の製造方法 | |
Bockelmann et al. | Passivation of zinc anodes in alkaline electrolyte: part II. Influence of operation parameters | |
Kim et al. | Lithium-Mediated ammonia electro-synthesis: effect of CsClO4 on lithium plating efficiency and ammonia synthesis | |
Ijije et al. | Electrochemical manufacturing of nanocarbons from carbon dioxide in molten alkali metal carbonate salts: roles of alkali metal cations | |
CA2907805A1 (en) | Coated composite anodes | |
Rojas-Montes et al. | Selenium reaction mechanism in manganese electrodeposition process | |
CN108277520B (zh) | 中空立方体氯化亚铜薄膜的制备方法 | |
RU2486291C1 (ru) | Способ изготовления электрода для электрохимических процессов | |
US4470894A (en) | Nickel electrodes for water electrolyzers | |
JP2015182923A (ja) | 過酸化銀を含む銀酸化物メソ結晶及びその製造方法 | |
RU2424850C2 (ru) | Способ получения катализатора с наноразмерными частицами платины | |
JP2003277967A (ja) | 水素発生用陰極の製造方法 | |
RU2471021C1 (ru) | Способ получения нанокомпозитных покрытий | |
JP5152921B2 (ja) | 酸化コバルト微粒子の製造方法 | |
US4304643A (en) | Process for the electrolysis of sulfur dioxide solutions | |
CN204198870U (zh) | 一种用于离子液体电沉积的装置 | |
CN103789811B (zh) | 一种钛酸镁粉体的合成方法 | |
JP2016084535A5 (ru) | ||
US2079840A (en) | Method for the production of a noble metal catalyst | |
RU2360041C1 (ru) | Способ изготовления электрода для электрохимических процессов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170404 |