WO2022044417A1 - アルカリ水電解用アノード - Google Patents

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修 有元
昭博 加藤
貴章 中井
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デノラ・ペルメレック株式会社
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to an anode for alkaline water electrolysis and a method for producing the same.
  • Hydrogen is a secondary energy that is suitable for storage and transportation and has a small environmental load. For this reason, interest is focused on hydrogen energy systems that use hydrogen as an energy carrier.
  • hydrogen is mainly produced by steam reforming of fossil fuels. From the viewpoint of global warming and fossil fuel depletion, the importance of alkaline water electrolysis using renewable energy such as solar cells, wind power generation, and hydroelectric power generation as a power source is increasing.
  • the anode for alkaline water electrolysis using renewable energy is required to have a low overvoltage (Oxygen Over Voltage) and a long life.
  • Patent Document 1 aims to provide an anode for alkaline water electrolysis that can produce hydrogen by water electrolysis using electric power having a large output fluctuation such as renewable energy and has high durability against output fluctuation.
  • An anode for alkaline water electrolysis using a catalyst layer made of lithium-containing nickel oxide is described.
  • the anode described in Patent Document 1 is not practical because its firing temperature is as high as 900 ° C to 1000 ° C.
  • the catalyst component constituting the electrode catalyst layer is nickel cobalt spinel oxide or lanthanoid nickel.
  • anode for alkaline water electrolysis comprising a first catalytic component having a cobalt perovskite oxide and a second catalytic component having at least one of an iridium oxide and a ruthenium oxide.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-86420 Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-190476
  • An object of the present invention is to provide an anode for alkaline water electrolysis having a low overvoltage and a long life, and a method for manufacturing the same.
  • the present inventor has applied a coating containing lithium-containing nickel oxide, iridium oxide, and at least one of strontium oxide, lanthanum oxide, and calcium oxide on a conductive substrate.
  • the present invention has been completed based on the finding that the overvoltage is reduced in alkaline water electrolysis and that the catalytic activity of the electrode can be maintained for a long period of time, that is, the life of the electrode can be extended.
  • anode for alkaline water electrolysis comprising a conductive substrate and a coating formed on the surface of the conductive substrate.
  • the coating is 1) Lithium-containing nickel oxide, 2) Iridium oxide, and 3) at least one of strontium oxide, lanthanum oxide and calcium oxide. It is an anode for alkaline water electrolysis including.
  • the coating contains at least one of strontium oxide and lanthanum oxide, Lithium element 5 to 25 mol%, Nickel element is 15 to 35 mol%, 1 to 20 mol% of iridium element, and 40 to 60 mol% of at least one of strontium and lanthanum elements
  • Lithium element 10 to 20 mol%, 20 to 30 mol% of nickel element, 5 to 15 mol% of iridium element, and 45 to 55 mol% of at least one of strontium and lanthanum elements The above-mentioned anode for alkaline water electrolysis, which is present in the coating at the ratio of
  • the coating contains calcium oxide, Lithium element 10-35 mol%, 25-45 mol% of nickel element, 1 to 20 mol% of iridium element and 20 to 40 mol% of calcium element
  • Lithium element is 15 to 30 mol%, 30-40 mol% of nickel element, 5 to 15 mol% of iridium element and 25 to 35 mol% of calcium element
  • a method for producing an anode for alkaline water electrolysis which comprises a step of heat-treating the ion at a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. in an atmosphere containing oxygen.
  • an anode for alkaline water electrolysis having a low overvoltage and a long life.
  • the anode for alkaline water electrolysis includes a conductive substrate and a coating formed on the surface of the conductive substrate, and the coating comprises a coating.
  • the coating comprises a coating.
  • the coating contains the components 1) to 3) above, the overvoltage is reduced as an anode for alkaline water electrolysis, and the catalytic activity of the electrode is maintained for a long period of time when used as an anode for alkaline water electrolysis.
  • the electron conductivity of the nickel oxide film is improved by adding the lithium element to the nickel oxide, and among the strontium oxide, the lanthanum oxide and the calcium oxide. It is considered that this is due to the interaction of the components 1) to 3) above, such as the stabilization of the lithium-containing nickel oxide and the iridium oxide by at least one of the above. Further, it is considered that the above-mentioned stabilizing effect also occurs in strontium oxide, lanthanum oxide and calcium oxide.
  • the conductive substrate may be any material as long as it has conductivity and a certain degree of chemical stability against alkali, and is, for example, stainless steel, nickel, nickel-based alloy, iron, nickel-plated iron material, or the like.
  • the conductive substrate preferably has at least a nickel or nickel-based alloy on the surface.
  • the size and thickness of the conductive substrate can be selected without limitation according to the requirements of the alkaline water electrolyzer.
  • the thickness of the conductive substrate is preferably 0.05 to 5 mm.
  • the conductive substrate preferably has a shape having an opening for removing oxygen bubbles generated, and for example, a shape such as a punching plate or an expanded mesh is preferably used.
  • the porosity is preferably 10 to 95%.
  • the anode for alkaline water electrolysis has a coating containing at least one of strontium oxide and lanthanum oxide.
  • Lithium element is preferably 5 to 25 mol%, more preferably 10 to 20 mol%
  • Nickel element is preferably 15 to 35 mol%, more preferably 20 to 30 mol%
  • the iridium element is preferably 1 to 20 mol%, more preferably 5 to 15 mol%
  • at least one of the strontium and lanthanum elements is preferably 40 to 60 mol%, more preferably 45 to 55 mol%. Is present in the coating in proportions of.
  • the anode for alkaline water electrolysis has a coating containing calcium oxide.
  • Lithium element is preferably 10 to 35 mol%, more preferably 15 to 30 mol%
  • Nickel element is preferably 25 to 45 mol%, more preferably 30 to 40 mol%
  • the iridium element is preferably 1 to 20 mol%, more preferably 5 to 15 mol%
  • the calcium element is preferably 20 to 40 mol%, more preferably 25 to 35 mol%. Is present in the coating in proportions of.
  • the total amount of lithium-containing nickel oxide, iridium oxide, strontium oxide, lanthanum oxide and calcium oxide in the coating shall be 0.2 g / m 2 or more in terms of the constituent metals. It is more preferably 1 g / m 2 or more, further preferably 2.5 g / m 2 or more, and particularly preferably 5 g / m 2 or more.
  • the method for manufacturing an anode for alkaline water electrolysis is 1) A step of applying a solution containing at least one of lithium ion, nickel ion, iridium ion, and strontium ion, lanthanum ion, and calcium ion to the surface of the conductive substrate, and 2) the step of applying the solution to the conductive substrate. Includes a step of heat-treating at a temperature of 400 ° C to 600 ° C in an atmosphere containing oxygen. In order to enhance the adhesion of the coating, it is preferable to roughen the conductive substrate before the step of applying the solution.
  • the roughening treatment includes a blasting treatment, an etching treatment using a substrate-soluble acid or an alkali, a plasma spraying treatment, and the like. Further, it is preferable to perform a chemical etching treatment for removing contaminants on the surface of the conductive substrate.
  • the method of applying the solution to the surface of the conductive substrate is not particularly limited, and a conventionally known method such as spray coating can be used. By heat-treating the conductive substrate coated with the solution, a desired oxide can be obtained as a coating component, and the coating strength on the conductive substrate is strengthened.
  • the heat treatment temperature is 400 ° C. to 600 ° C., preferably 450 ° C. to 550 ° C., more preferably 475 ° C. to 525 ° C.
  • the method for manufacturing the anode for alkaline water electrolysis according to the present embodiment is highly productive because it can be carried out under practical temperature conditions that enable mass production.
  • the heat treatment time is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes, and even more preferably 5 to 15 minutes. It is also possible to use a film forming technique such as CVD or PVD as a method other than applying the solution to the surface of the conductive substrate and then heat-treating it.
  • the anodes according to Examples 1-4 and Comparative Example 1-18 were manufactured as follows. Preparation of Conductive Substrate A nickel mesh [100 mm ⁇ 100 mm, thickness: 0.8 mm] was prepared, and the surface thereof was blasted with alumina powder (center particle size: 250 to 212 ⁇ m). Next, the nickel mesh was etched with a boiling 20 wt% hydrochloric acid aqueous solution for 3 minutes to prepare a nickel mesh as a conductive base material.
  • Nickel acetate, lithium nitrate, iridium hydroxyacetochloride complex, iron nitrate, nickel nitrate, manganese nitrate, lanthanum nitrate, strontium nitrate and calcium nitrate are mixed in desired proportions as precursors of the components in the coating.
  • Each coating liquid containing each component was adjusted according to the content shown in Table 1.
  • Comparative Example 2 the coating liquid described in ⁇ Example 1> of Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-190476) was used.
  • EPMA electron probe microanalyzer
  • Overvoltage measurement For each of the anodes according to Example 1-4 and Comparative Example 1-18, the overvoltage was measured at 80 ° C. and a current density of 10 kA / m 2 in a 25 wt% potassium hydroxide aqueous solution. Further, the residual ratio of iridium before and after the measurement of overvoltage was calculated from the fluorescent X-ray intensity ratio of iridium using a fluorescent X-ray analyzer. The results are shown in Table 2. In “judgment" in Table 2, ⁇ and ⁇ are ⁇ when the overvoltage value is lower than that in Comparative Example 2 and the residual rate of iridium after overvoltage measurement is 99% or more, and other than that. The case is ⁇ .
  • the anode of Example 1-4 according to the present invention had a lower overvoltage than the anode of Comparative Example 2 in which the overvoltage of the uncoated nickel mesh was greatly improved. Further, the anode of Example 1-4 according to the present invention had an iridium residual rate of 99% or more after overvoltage measurement. That is, it can be seen that the anode of the present invention has a very low overvoltage, less consumption of the catalytic metal, and the catalytic activity of the electrode is maintained for a long period of time.
  • Accelerated life test An accelerated life test was performed on the anodes of Examples 2, 3 and 4.
  • the test conditions were that the anode was each anode of Examples 2, 3 and 4, the cathode was a nickel mesh, the distance between the positive and cathode was 10 mm, the electrolytic cell was a one-chamber cell, the electrolytic solution was a 30 wt% potassium hydroxide aqueous solution, and the temperature. The temperature was 88 ° C. and the current density was 30 kA / m 2 .
  • the results showed that in any of the anodes of Examples 2, 3 and 4, the cell voltage was stable for 1500 hours.
  • the anode of the present invention not only has a low overvoltage, but also has a very excellent property as an anode for alkaline water electrolysis, which maintains the catalytic activity of the electrode for a long period of time, that is, prolongs the service life.

Abstract

導電性基体及び導電性基体の表面に形成されたコーティングを含む、アルカリ水電解用アノードであって、コーティングが、 １）リチウム含有ニッケル酸化物、 ２）イリジウム酸化物、並びに ３）ストロンチウム酸化物、ランタン酸化物及びカルシウム酸化物のうちの少なくとも一種、 を含む、アルカリ水電解用アノードが提供される。

Description

アルカリ水電解用アノード
　本発明は、アルカリ水電解用アノード及びその製造方法に関する。
　水素は、貯蔵、輸送に適し、環境負荷が小さい二次エネルギーである。このため、水素をエネルギーキャリアに用いた水素エネルギーシステムに関心が集まっている。現在、水素は主に化石燃料の水蒸気改質などにより製造されている。地球温暖化や化石燃料枯渇問題の観点から、太陽電池、風力発電、水力発電等の再生可能エネルギーを動力源に用いたアルカリ水電解の重要性が増してきている。
　再生可能エネルギーを用いたアルカリ水電解用のアノードには、過電圧(Oxygen Over Voltage)が低いこと、又、長寿命であることが要求される。
　特許文献１には、再生可能エネルギーのような出力変動の大きい電力を用いた水電解で水素を製造することができ、出力変動に対する耐久性の高いアルカリ水電解用陽極を提供することを目的として、リチウム含有ニッケル酸化物よりなる触媒層を用いたアルカリ水電解用陽極が記載されている。しかし、特許文献１に記載の陽極は、その焼成温度が９００℃から１０００℃と非常に高温であるため実用的ではない。
　特許文献２には、耐食性を維持したまま低いセル電圧を有するアルカリ水電解用陽極及びその製造方法を提供することを目的として、電極触媒層を構成する触媒成分がニッケルコバルトスピネル酸化物又はランタノイドニッケルコバルトペロブスカイト酸化物を有する第１の触媒成分と、イリジウム酸化物及びルテニウム酸化物のうちの少なくとも一方を有する第２の触媒成分よりなるアルカリ水電解用陽極が記載されている。
先行技術文献
　特許文献１：特開２０１５－８６４２０号公報
　特許文献２：特開２０１７－１９０４７６号公報
　本発明は、過電圧が低く、長寿命を有するアルカリ水電解用アノード及びその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者は、種々の研究を行った結果、リチウム含有ニッケル酸化物、イリジウム酸化物、並びに、ストロンチウム酸化物、ランタン酸化物及びカルシウム酸化物のうちの少なくとも一種、を含むコーティングを導電性基体上に形成したことにより、アルカリ水電解において過電圧が低下し、更に、電極の触媒活性を長期間維持する、即ち、長寿命化できるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、
　導電性基体、及び
　導電性基体の表面に形成されたコーティング
を含む、アルカリ水電解用アノードであって、
　コーティングが、
１）リチウム含有ニッケル酸化物、
２）イリジウム酸化物、並びに
３）ストロンチウム酸化物、ランタン酸化物及びカルシウム酸化物のうちの少なくとも一種、
を含む、アルカリ水電解用アノードである。
　本発明の一態様によれば、
　コーティングが、ストロンチウム酸化物及びランタン酸化物のうちの少なくとも一種を含み、
　リチウム元素が５から２５モル％、
　ニッケル元素が１５から３５モル％、
　イリジウム元素が１から２０モル％、並びに
　ストロンチウム及びランタン元素のうちの少なくとも一種が４０から６０モル％
の比率でコーティング中に存在する、上記アルカリ水電解用アノードが提供される。
　本発明の一態様によれば、
　リチウム元素が１０から２０モル％、
　ニッケル元素が２０から３０モル％、
　イリジウム元素が５から１５モル％、並びに
　ストロンチウム及びランタン元素のうちの少なくとも一種が４５から５５モル％
の比率でコーティング中に存在する、上記アルカリ水電解用アノードが提供される。
　本発明の一態様によれば、
　コーティングがカルシウム酸化物を含み、
　リチウム元素が１０から３５モル％、
　ニッケル元素が２５から４５モル％、
　イリジウム元素が１から２０モル％、及び
　カルシウム元素が２０から４０モル％
の比率でコーティング中に存在する、上記アルカリ水電解用アノードが提供される。
　本発明の一態様によれば、
　リチウム元素が１５から３０モル％、
　ニッケル元素が３０から４０モル％、
　イリジウム元素が５から１５モル％、及び
　カルシウム元素が２５から３５モル％
の比率でコーティング中に存在する、上記アルカリ水電解用アノードが提供される。
　更に、本発明の一態様によれば、
　１）導電性基体の表面に、リチウムイオン、ニッケルイオン、イリジウムイオン、並びにストロンチウムイオン、ランタンイオン及びカルシウムイオンのうちの少なくとも一種と含む溶液を塗布する工程、及び
　２）溶液を塗布した導電性基体を、４００℃から６００℃の温度で酸素を含む雰囲気中で熱処理する工程
を含む、アルカリ水電解用アノードの製造方法が提供される。
　本発明によれば、過電圧が低く、長寿命を有するアルカリ水電解用アノードを提供することができる。
実施例４のアノード表面の電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）による元素マッピング像である。
　以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。なお、以下の説明において、「ＡからＢ」は、「Ａ以上かつＢ以下」を意味する。
　本実施形態に係るアルカリ水電解用アノードは、導電性基体及び導電性基体の表面に形成されたコーティングを含み、コーティングが、
１）リチウム含有ニッケル酸化物、
２）イリジウム酸化物、並びに
３）ストロンチウム酸化物、ランタン酸化物及びカルシウム酸化物のうちの少なくとも一種、
を含む。コーティングが、上記１）から３）の成分を含むことにより、アルカリ水電解用アノードとして過電圧が低下し、且つアルカリ水電解用アノードとしての使用において電極の触媒活性を長期間維持する。このような特異な特性が発現する理由としては、ニッケル酸化物にリチウム元素を添加することでニッケル酸化被膜の電子伝導性が向上することや、ストロンチウム酸化物、ランタン酸化物及びカルシウム酸化物のうちの少なくとも一種により、リチウム含有ニッケル酸化物及びイリジウム酸化物が安定化することなど、上記１）から３）の成分の相互作用によるものと考えられる。また、前述の安定化の効果は、ストロンチウム酸化物、ランタン酸化物及びカルシウム酸化物についても生じていると考えられる。
＜導電性基材＞
　導電性基体は、導電性とアルカリに対する一定の化学的安定性を有している材料であればよく、例えば、ステンレス、ニッケル、ニッケル基合金、鉄又はニッケルメッキ鉄材料等である。導電性基体は、少なくとも表面がニッケル又はニッケル基合金であることが好ましい。導電性基体の大きさや厚さは、アルカリ水電解装置の要求に応じて限定なく選択することができる。導電性基体の厚さは好ましくは０．０５～５ｍｍである。
　導電性基体は、生成する酸素気泡を除去するために開口部を有する形状であることが好ましく、例えば、パンチングプレート、エクスパンドメッシュ等の形状が好ましく使用される。その空隙率は１０～９５％であることが好ましい。
＜コーティング＞
　本実施形態に係るアルカリ水電解用アノードは、コーティングが、ストロンチウム酸化物及びランタン酸化物のうちの少なくとも一種を含み、
　リチウム元素が、好ましくは５から２５モル％、より好ましくは１０から２０モル％、
　ニッケル元素が、好ましくは１５から３５モル％、より好ましくは２０から３０モル％、
　イリジウム元素が、好ましくは１から２０モル％、より好ましくは５から１５モル％、並びに
　ストロンチウム及びランタン元素のうちの少なくとも一種が、好ましくは４０から６０モル％、より好ましくは４５から５５モル％
の比率でコーティング中に存在する。
　本実施形態に係るアルカリ水電解用アノードは、コーティングがカルシウム酸化物を含み、
　リチウム元素が、好ましくは１０から３５モル％、より好ましくは１５から３０モル％、
　ニッケル元素が、好ましくは２５から４５モル％、より好ましくは３０から４０モル％、
　イリジウム元素が、好ましくは１から２０モル％、より好ましくは５から１５モル％、及び
　カルシウム元素が、好ましくは２０から４０モル％、より好ましくは２５から３５モル％
の比率でコーティング中に存在する。
　コーティング中のリチウム含有ニッケル酸化物、イリジウム酸化物、ストロンチウム酸化物、ランタン酸化物及びカルシウム酸化物の量としては、構成成分のメタルに換算して、合計で０．２ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、１ｇ／ｍ２以上であることがより好ましく、２．５ｇ／ｍ２以上であることが更により好ましく、５ｇ／ｍ２以上であることが特に好ましい。
　本実施形態に係るアルカリ水電解用アノードの製造方法は、
　１）導電性基体の表面に、リチウムイオン、ニッケルイオン、イリジウムイオン、並びにストロンチウムイオン、ランタンイオン及びカルシウムイオンのうちの少なくとも一種と含む溶液を塗布する工程、及び
　２）溶液を塗布した導電性基体を、４００℃から６００℃の温度で酸素を含む雰囲気中で熱処理する工程
を含む。
　コーティングの密着力を高めるために、溶液を塗布する工程の前に、導電性基体の粗面化処理を行うことが好ましい。粗面化処理としては、ブラスト処理、基体可溶性の酸又はアルカリを用いたエッチング処理、プラズマ溶射処理などがある。更に、導電性基体表面の汚染物質を除去するための化学エッチング処理を行うことが好ましい。
　導電性基体の表面に溶液を塗布する方法は、特に限定されず、スプレーコーティング等の従来公知の方法を用いることができる。
　溶液を塗布した導電性基体を熱処理することにより、コーティング成分として所望の酸化物が得られると共に、導電性基体への被覆強度が強固となる。熱処理温度は、４００℃から６００℃、好ましくは４５０℃から５５０℃、より好ましくは４７５℃から５２５℃である。即ち、本実施形態に係るアルカリ水電解用アノードの製造方法は、量産が可能な実用的な温度条件で行うことができるため、生産性が高い。
　熱処理の時間は、５～６０分とすることが好ましく、５～２０分とすることがより好ましく、５～１５分とすることが更により好ましい。
　なお、導電性基体の表面に溶液を塗布し、その後熱処理する以外の方法として、ＣＶＤ、ＰＶＤなどの皮膜形成技術を用いることも可能である。
　以下に本発明の実施例を示す。本発明の内容はこれらの実施例により限定して解釈されるものではない。
　以下のように、実施例１－４及び比較例１－１８に係るアノードを製造した。
導電性基材の調製
　ニッケルメッシュ〔１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ：０．８ｍｍ〕を用意し、その表面をアルミナ粉末（中心粒径：２５０～２１２μｍ）でブラスティングした。次に、沸騰２０ｗｔ％塩酸水溶液でニッケルメッシュを３分間エッチングし、導電性基材としてのニッケルメッシュを調製した。
コーティング液の調製
　コーティング中の成分の前駆体として、酢酸ニッケル、硝酸リチウム、イリジウムヒドロキシアセトクロリド錯体、硝酸鉄、硝酸ニッケル、硝酸マンガン、硝酸ランタン、硝酸ストロンチウム及び硝酸カルシウムを所望の割合で混合し、表１に示される含有量にて各成分を含む各コーティング液を調整した。
　なお、比較例２については、特許文献２（特開２０１７－１９０４７６号公報）の＜実施例１＞に記載の塗布液を用いた。
アノードの製造
　各コーティング液を、メタル量が６.２５ｇ／ｍ２となるように、ニッケルメッシュに塗布した。その後、基材を乾燥機内で６０℃の温度条件で１０分間乾燥させ、更に電気炉内で５００℃の温度条件で１０分間熱処理を行った。基材を常温になるまで放置し、各アノードを製造した。
　製造した各アノードについて、蛍光Ｘ線分析装置にてＸ線回折分析及び電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）にて元素マッピングを行い、意図するコーティングに意図する酸化物が形成されたことを確認した。その一例として、図１に係る実施例４のアノード表面の電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）による元素マッピング像を示す。コーティングにニッケル酸化物、イリジウム酸化物及びカルシウム酸化物由来のニッケル、イリジウム及びカルシウムが存在している（なお、リチウムはＥＰＭＡの元素マッピング像には現れていないが存在していることは明らかである）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
過電圧測定
　実施例１－４及び比較例１－１８に係るアノードのそれぞれについて、２５ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液中にて８０℃で電流密度１０ｋＡ／ｍ２にて過電圧を測定した。
　また、過電圧の測定前後におけるイリジウムの残存率を、蛍光Ｘ線分析装置を用いて、イリジウムの蛍光Ｘ線強度比から算出した。
　結果を表２に示す。表２中の「判定」における〇及び×は、過電圧の値が比較例２と比較して低く、且つ過電圧測定後のイリジウムの残存率が９９％以上である場合が〇であり、それ以外の場合が×である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　本発明に係る実施例１－４のアノードは、驚くべきことに、コーティングがされていないニッケルメッシュの過電圧を大きく改善した比較例２のアノードよりも更に過電圧が低かった。更に、本発明に係る実施例１－４のアノードは過電圧測定後のイリジウムの残存率が９９％以上であった。即ち、本発明のアノードは、過電圧が非常に低く、且つ触媒金属の消耗が少なく、電極の触媒活性が長期間維持されることが分かる。
加速寿命試験
　実施例２、３及び４のアノードに加速寿命試験を実施した。試験条件は、陽極は実施例２、３及び実施例４の各アノード、陰極はニッケルメッシュ、陽陰極の距離は１０ｍｍ、電解セルは１室型セル、電解液は３０ｗｔ％水酸化カリウム水溶液、温度は８８℃、電流密度は３０ｋＡ／ｍ２で行った。結果は、実施例２、３及び４のアノードのいずれの場合において、セル電圧は１５００時間もの間安定していた。
　以上のように、本発明のアノードは、過電圧が低いのみならず、電極の触媒活性を長期間維持する、即ち、長寿命化するというアルカリ水電解用アノードとして非常に優れた特性を有する。


 

Claims (6)

  1. 　導電性基体、及び
    　導電性基体の表面に形成されたコーティング
    を含む、アルカリ水電解用アノードであって、
    　コーティングが、
    １）リチウム含有ニッケル酸化物、
    ２）イリジウム酸化物、並びに
    ３）ストロンチウム酸化物、ランタン酸化物及びカルシウム酸化物のうちの少なくとも一種、
    を含む、アルカリ水電解用アノード。
  2. 　コーティングが、ストロンチウム酸化物及びランタン酸化物のうちの少なくとも一種を含み、
    　リチウム元素が５から２５モル％、
    　ニッケル元素が１５から３５モル％、
    　イリジウム元素が１から２０モル％、並びに
    　ストロンチウム及びランタン元素のうちの少なくとも一種が４０から６０モル％
    の比率でコーティング中に存在する、請求項１に記載のアルカリ水電解用アノード。
  3. 　リチウム元素が１０から２０モル％、
    　ニッケル元素が２０から３０モル％、
    　イリジウム元素が５から１５モル％、並びに
    　ストロンチウム及びランタン元素のうちの少なくとも一種が４５から５５モル％
    の比率でコーティング中に存在する、請求項２に記載のアルカリ水電解用アノード。
  4. 　コーティングがカルシウム酸化物を含み、
    　リチウム元素が１０から３５モル％、
    　ニッケル元素が２５から４５モル％、
    　イリジウム元素が１から２０モル％、及び
    　カルシウム元素が２０から４０モル％
    の比率でコーティング中に存在する、請求項１に記載のアルカリ水電解用アノード。
  5. 　リチウム元素が１５から３０モル％、
    　ニッケル元素が３０から４０モル％、
    　イリジウム元素が５から１５モル％、及び
    　カルシウム元素が２５から３５モル％
    の比率でコーティング中に存在する、請求項４に記載のアルカリ水電解用アノード。
  6. 　１）導電性基体の表面に、リチウムイオン、ニッケルイオン、イリジウムイオン、並びにストロンチウムイオン、ランタンイオン及びカルシウムイオンのうちの少なくとも一種と含む溶液を塗布する工程、及び
    　２）溶液を塗布した導電性基体を、４００℃から６００℃の温度で酸素を含む雰囲気中で熱処理する工程
    を含む、アルカリ水電解用アノードの製造方法。


     
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