WO2024068132A2 - Verfahren zum herstellen einer elektrode - Google Patents

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WO2024068132A2
WO2024068132A2 PCT/EP2023/072729 EP2023072729W WO2024068132A2 WO 2024068132 A2 WO2024068132 A2 WO 2024068132A2 EP 2023072729 W EP2023072729 W EP 2023072729W WO 2024068132 A2 WO2024068132 A2 WO 2024068132A2
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aluminum
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coating
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PCT/EP2023/072729
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Klaus Pucher
Arndt Schreiber
Werner Schubert
Manfred Grauvogl
Leander Schramm
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Ks Gleitlager Gmbh
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    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrode for use in the alkaline electrolysis of water, comprising a flat section of a metallic flat material to which a layer of particles of an electrochemically active metal alloy is applied.
  • Electrodes for water electrolysis and processes for their production have become widely known in recent decades. Nevertheless, there is a need for their further development in order to be able to use alkaline electrolysis of water, i.e. hydrogen gas and Oxygen f-gas production to achieve high yields with the most economical use of energy.
  • the electrodes of the electrolysis devices used in the respective electrochemical cells which are often referred to as electrolyzers, as well as the manufacturing processes used for this are of particular importance.
  • the particles scattered on consist of a mixture of carbonyl nickel powder and powder of stabilized Raney nickel powder of the composition A142Ni50Mo7, 5TiO, 5, ie a composition with 42% by weight aluminum, 7.5% by weight molybdenum and 0.5% by weight titanium, the balance nickel.
  • the powder mixture of nickel powder and aluminum-nickel-molybdenum alloy powder is used in a ratio of 1:3 to 3:1.
  • the temperature control mentioned is carried out under a reducing atmosphere at 700°C. The reducing atmosphere is necessary to free the particles rolled against each other from oxidic skins in order to be able to cause the particles to sinter in the first place.
  • DE 2 002 298 A describes a process for producing electrodes for technical water electrolysis, in which a layer of nickel is applied to sections made of perforated or slotted sheet metal, wire mesh or expanded metal by flame spraying or arc spraying.
  • the porous layer of nickel applied in this way is then anodically oxidized so that a small part of the material on the surface and in the pores of the nickel layer is converted into black nickel (III) oxide or nickel (III) hydroxide.
  • This oxidation product of nickel is then converted into electrochemically highly active, finely divided, metallic nickel using known processes for the reduction of nickel compounds. So no aluminum-nickel alloy is used.
  • DE 10 2017 110 863 B4 also only works using a nickel powder.
  • the method comprises the steps of: - providing spherical nickel hydroxide particles, - partially reducing these particles in a reducing atmosphere at temperatures of 270 ° C to 330 ° C to obtain partially reduced, spherical Ni / NiO particles, - preparing a paste from the Ni / NiO particles obtained, a binder and a surfactant, - applying the paste to a nickel mesh made of nickel wires or to a nickel expanded metal, and - tempering the section thus coated in a reducing atmosphere at temperatures of 500 ° C to 800 ° C.
  • the tempering in a reducing atmosphere serves to completely reduce the Ni/Ni particles in order to achieve a nickel layer made of firmly adhering, spherical, nanoporous nickel particles. It should also be ensured that the binding agents, surfactants and any auxiliary substances used are completely removed or evaporated without leaving any residue.
  • carrier elements can be stacked on top of each other in the form of a Expanded metal, a wire mesh, a metal net, a perforated sheet, a fleece can be used, in which at least the support element forming the contact side of the ion exchange membrane was coated with powder made of nickel-aluminum alloy or nickel-aluminum-molybdenum alloy by plasma spraying.
  • plasma spray layers deposited on top of each other with porosity decreasing in the direction mentioned can also be applied one on top of the other.
  • the present invention is based on the task mentioned at the outset.
  • the subject matter of the invention is therefore a method for producing an electrode for use in the alkaline electrolysis of water, comprising a planar section of a metallic flat material to which a layer of particles of an electrochemically active metal alloy is applied, with the following steps: providing a planar section of a metallic flat material in the form of an expanded metal grid, wire mesh or knitted fabric, metal fleece or metal foam or perforated sheet, each made of nickel or nickel alloy, in particular nickel-iron alloy, or nickel-plated metal, Pulse-applied mechanical blasting of the flat section on both sides for cleaning and preparation for coating, providing a powder mixture of nickel powder and powder of aluminum (40-50)-nickel (35-40)-molybdenum (15-20) alloy, the proportion of nickel powder being 5-25 wt.
  • the coating is made from the above-mentioned powder mixture, i.e. not just from a powder of a single composition, and this powder is applied to both sides of the previously blasted surface of the flat material in a thermal spray process or by laser deposition welding, one can be used for the intended purposes excellently suitable Achieve composite structure without having to carry out complex sintering processes.
  • the temperature control of the coated section following the coating process does not serve to form sinter bridges between the powder particles. This is not necessary as spray or There are welding bridges between the particles. Rather, tempering serves to form aluminum-nickel phases, which have not yet been able to form to a sufficient extent due to rapid solidification of the sprayed or welded particles.
  • the aluminum (40-50) - nickel (35-40) - molybdenum (15-20) alloy consists of the elements mentioned aluminum, nickel and molybdenum and optionally up to 2% by weight of titanium and unavoidable impurities in a total of at most 1% by weight, in particular at most 0.8% by weight, in particular at most 0.5% by weight, in particular at most 0.3% by weight.
  • the nickel powder particles contain unavoidable impurities in a total of not more than 1% by weight, in particular not more than 0.8% by weight, in particular not more than 0.5% by weight, in particular not more than 0.3% by weight. (Claim 3)
  • the nickel content of the aluminum-nickel-molybdenum alloy powder is at least 36 wt.%, in particular at least 37 wt.%, in particular at most 39 wt.%, in particular at most 38
  • the molybdenum content of the aluminum-nickel-molybdenum alloy powder is at least 16% by weight, in particular at least 17% by weight, in particular at least 18% by weight, in particular at most 24% by weight. -%, in particular at most 23% by weight, in particular at most 22% by weight, in particular at most 21% by weight, in particular at most 20% by weight and in particular 19% by weight of molybdenum. (Claim 5) It is further considered advantageous if the aluminum content of the aluminum-nickel-molybdenum alloy powder is at least 41% by weight, in particular at least 42% by weight, in particular at least 43% by weight, in particular at most 49% by weight.
  • a titanium content of the aluminum-nickel-molybdenum alloy powder is at least 0.2% by weight, in particular at least 0.4% by weight, in particular at least 0.6% by weight. , in particular at most 1.5% by weight and in particular at most 1.2% by weight of nickel. (Claim 7)
  • the proportion of nickel powder in the powder mixture is at least 8% by weight, in particular at least 10% by weight, in particular at least 15% by weight, in particular at most 23% by weight, in particular at most 22% by weight, in particular at most 21% by weight and in particular 20% by weight. (Claim 8)
  • the application of the claimed coating of nickel powder and powder of aluminium-nickel-molybdenum alloy by thermal spraying is particularly suitable for producing a well-adhering composite material with a certain degree of porosity after coating.
  • a coating thickness of at least 50 pm, in particular at least 80 pm, in particular at least 100 pm, in particular at most 200 pm, in particular at most 180 pm, in particular at most 160 pm, in particular at most 150 pm is applied on each side.
  • the temperature control of the coated section is at temperatures of at least 300 ° C, in particular of at least 350 ° C, in particular of at most 600 ° C, in particular of at most 500 ° C, in particular of at most 450 ° C, in particular of 380 - 420 ° C is carried out (claim 15).
  • the electrode is subjected to an etching treatment, in particular using potassium hydroxide, preferably only when it is already installed in an electrochemical cell and preferably essentially immediately before a first use in the alkaline electrolysis of water, thereby producing an aluminum Nickel phase, in particular A13Ni, is dissolved out of the coating, so that an increase in the surface area of the coating is achieved.
  • etching treatment is advantageously carried out at a temperature of 60-80° C. for a period of 12-24 hours.
  • the present invention also relates to an electrode, produced by a method according to one or more of the preceding claims and comprising the two-sided coated and tempered flat section of the metallic flat material, wherein the coating consists of particles of nickel applied by thermal spraying or laser deposition welding and particles of the aluminum-nickel-molybdenum alloy, in which A13Ni and A13N12 phases created by the tempering are formed.
  • the invention further relates to the use of such an electrode for generating hydrogen in a half-cell of an electrochemical cell in the alkaline electrolysis of water (claim 18).
  • the subject of the invention is a stack-shaped arrangement of electrochemical cells for use in hydrogen production by means of alkaline electrolysis, each electrochemical cell comprising an anode-side and a cathode-side half cell, between which a diaphragm membrane that is permeable to OH ions is arranged, characterized by electrodes produced by a method according to one or more of claims 1-14 or according to claim 15. (Claim 19)
  • Figure 1 is a schematic representation of the process features of feeding, blasting, coating and tempering a section of metallic flat material in endless strip form;
  • FIG. 2 is a schematic representation of the feeding
  • Figures 3a, b show a schematic representation of the joining of previously obtained sections of metallic flat material to produce an electrode of larger surface area
  • Figure 5 An evaluation of the measured values according to Figure 4 at 0.8A/cm 2 .
  • FIG. 1 shows a highly schematic representation of the process sequences for carrying out a method according to the invention for producing an electrode for use in the alkaline electrolysis of water.
  • a flat section 2 of a metallic flat material 4 is provided in the form of an expanded metal grid, wire mesh or knitted fabric, metal fleece or metal foam or perforated sheet metal, each made of nickel or nickel alloy or nickel-plated metal.
  • the sections 2 can preferably be provided in the form of an endless band 5, which is unrolled from a supply reel 6 and fed to the manufacturing process, so that the sections 2 are provided as a band 5 that is endless in a feed direction 7.
  • the feeding takes place in such a way that the band 5 made of flat material 4 is oriented vertically with its plane.
  • the drawing plane of Figure 1 forms a plane horizontal to the vertical.
  • First the band 5 or a respective supplied section 2 made of flat material 4 is treated by pulsed mechanical blasting and thereby cleaned and prepared and in particular largely freed of oxide skins on its surface.
  • the section 2 is fed to a device 8 for mechanical blasting and is blasted there from both sides 10, 12.
  • the section is then fed to a device 14 for thermal spraying or laser deposition welding and is in turn coated by and on both sides 10, 12.
  • a powder mixture 20 made of nickel powder 16 and a powder 18 made of aluminum-nickel-molybdenum alloy of the composition mentioned in the introduction to the description is supplied to the device 14 as the coating material.
  • the reference numbers 16, 18, 20 therefore designate the provision and supply of the powder mixture 20 to the device 14.
  • the powder particles are melted and solidified again in the course of application or at the latest immediately when they hit section 2 as a substrate to be coated;
  • the composition of the powder particles applied to form a layer 22 on both sides remains the same as the composition of the powder particles 16, 18.
  • the Thermal spraying as well as laser deposition welding solidifies the section 2 or . the endless belt 5 applied layer 22 very quickly, so that no states of equilibrium are passed through. Therefore, following the coating, a temperature treatment of the coated section 2 or of the coated strip 5 carried out by the coated section 2 or the coated strip 5 is fed to a device 24 for temperature control or is passed through this device 24.
  • the temperature and duration of this heat treatment is as set out in the introduction to the description, although a temperature range of 350 - 450 ° C can prove to be advantageous.
  • the tempered section 2 or the tempered strip 5 can be rolled up into a reel 26 and fed to intermediate storage as outlined in Figure 1.
  • Figure 2 shows schematically the unwinding of a coated and tempered section 2 or strip 5 rolled up into a reel 26 and the feeding to a separating station 28. There, individual longitudinal sections 30 of the endless strip 5 are formed, which can then be used as electrode plates for producing an electrode.
  • coated sections 2 and in particular coated longitudinal sections 30 separated from an endless belt 5 can be directly or indirectly with the interposition of another metallic section, in particular welded together, in order to obtain a linear or array-like arrangement of sections 2 and 30 for producing an electrode with a larger surface area.
  • Weld seams along the edges of sections 2, 30 are indicated by way of example with reference number 32.
  • Figures 4 and 5 show measured values for specific current density and the voltage required for this, and in particular the influence of temperature treatment in a non-reducing atmosphere on the required voltage difference compared to a standard hydrogen electrode to achieve a specific current density.
  • the electrodes examined in Figures 4 and 5 in the form of a section of expanded metal mesh or metal wire mesh made of nickel treated according to the invention were coated by means of atmospheric plasma spraying, and then temperature treatment was carried out in a non-reducing atmosphere at 400 °C for a duration of 20 minutes.
  • the following powder composition or powder mixture was used for the coating: Powder mixture of 20 wt. % nickel powder and 80 wt. % powder of A144Ni37Mol 9 and .
  • the coated and tempered section in question was subjected to an etching treatment using a 30 % KOH solution (KOH in distilled water) for 24 hours at 60 ° C.
  • the section treated in this way was then immersed in an electrolyte of 30 %
  • KaOH solution to a voltage against a voltage also in the The working electrode is immersed in the electrolyte.
  • the voltage or undervoltage in question was measured against a standard hydrogen electrode, which is also immersed in the electrolyte, in a three-electrode arrangement, essentially without current.
  • Figure 4 shows the voltage required for a particular specific current density against the standard hydrogen electrode, with one electrode/section being coated and tempered according to the invention (measurement points with a filled triangle) and the other section being coated only according to the invention (measurement points with a filled circle). It can be seen that in order to achieve a predetermined specific current density, a lower voltage must be applied to the section or electrode in question.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für die Verwendung bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser, umfassend einen flächenhaft erstreckten Abschnitt eines metallischen Flachmaterials, auf den eine Schicht aus Partikeln einer elektrochemisch aktiven Metalllegierung aufgebracht ist, mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines flächenhaft erstreckten Abschnitts eines metallischen Flachmaterials in Form eines Streckmetallgitters, Drahtgewebes oder –gewirkes, Metallvlieses oder Metallschaums oder Lochblechs jeweils aus Nickel oder aus Nickellegierung oder aus vernickeltem Metall, impulsbeaufschlagendes mechanisches Strahlen des flächenhaft erstreckten Abschnitts auf beiden Seiten zur Reinigung und Vorbereitung für eine Beschichtung, Bereitstellen einer Pulvermischung aus Nickelpulver und Pulver aus Aluminium(40-50)-Nickel(35-40)-Molybdän(15-20)- Legierung, wobei der Anteil des Nickelpulvers 5-25 Gew.-% der Pulvermischung beträgt, beidseitiges Beschichten des mechanisch gestrahlten Abschnitts mit der Pulvermischung durch thermisches Spritzen oder durch Laserauftragsschweißen, um eine beidseitige Beschichtung zu erhalten, Temperieren des beschichteten Abschnitts bei Temperaturen im Bereich zwischen 250°C und 650°C unter einer nicht reduzierenden Stickstoff- oder Argon-Atmosphäre für eine Dauer von 10 – min zur Ausbildung von Aluminium-Nickel- Phasen.

Description

Titel : Verfahren zum Herstellen einer Elektrode
Beschreibung
Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für die Verwendung bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser, umfassend einen flächenhaft erstreckten Abschnitt eines metallischen Flachmaterials , auf den eine Schicht aus Partikeln einer elektrochemisch aktiven Metalllegierung aufgebracht ist .
Elektroden für die Wasserelektrolyse und Verfahren zu ihrer Herstellung sind in den vergangenen Jahrzehnten in weitem Umfang bekannt geworden . Dennoch besteht ein Bedarf an deren weiterer Entwicklung, um bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser, also bei der Wasserstof f-Gas- und Sauerstof f-Gas-Erzeugung, hohe Ausbeuten bei möglichst wirtschaftlichem Einsatz von Energie zu erzielen . Hierbei haben aber die in den j eweiligen elektrochemischen Zellen verwandten Elektroden der Elektrolyseeinrichtungen, die häufig als Elektrolyseure bezeichnet werden, sowie die hierfür eingesetzten Herstellungsverfahren eine besondere Bedeutung .
Es besteht insbesondere die Aufgabe , groß flächige Elektroden herzustellen und einzusetzen, was wiederum mit der Forderung und Fähigkeit einhergeht , große Stromdichten in die Elektrodenplatten einzuleiten und darin zu führen . Des Weiteren muss dafür gesorgt werden, dass die Elektrodenplatten so ausgebildet sind, dass in der elektrochemischen Reaktion der j eweiligen Halbzelle entstehendes Gas auch vom Ort der Entstehung nach außerhalb des Prozesses abgeführt werden kann .
Gemäß DE 38 13 744 Al wurde vorgeschlagen, auf einen flächenhaft erstreckten Abschnitt eines metallischen Flachmaterials aus Streckmetallgitter oder Drahtgewebe j eweils aus Nickel eine Schicht eines Metallpulvers , vorzugsweise aus Eisen- , Nickel- , Silber- oder Kobaltwerkstof f , auf zustreuen und durch Kaltwal zen auf die Trägerschicht auf zuplattieren und anschließend bei Temperaturen von 600 ° C bis 1000 ° C, vorzugsweise 700 ° C bis 800 ° C, in reduzierender Atmosphäre zu sintern . Es wird eine einseitige Beschichtung der Trägerschicht erhalten und die Temperaturbehandlung dient zur Versinterung der auf gestreuten und aufgewal zten Partikel . Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die auf gestreuten Partikel aus einer Mischung aus Carbonyl-Nickelpulver und Pulver aus stabilisiertem Raney-Nickel-Pulver der Zusammensetzung A142Ni50Mo7, 5TiO, 5, d.h. einer Zusammensetzung mit 42 Gew.-% Aluminium, 7,5 Gew.-% Molybdän und 0,5 Gew.-% Titan, Rest Nickel. Die Pulvermischung aus Nickelpulver und Pulver aus Aluminium- Nickel-Molybdän-Legierung ist im Verhältnis 1:3 bis 3:1 verwendet. Die genannte Temperierung wird unter reduzierender Atmosphäre bei 700°C ausgeführt. Die reduzierende Atmosphäre ist erforderlich, um die gegeneinander gewalzten Partikel von oxidischen Häuten zu befreien, um eine Versinterung der Partikel überhaupt erst bewirken zu können.
DE 2 002 298 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden für die technische Wasserelektrolyse, wobei auf Abschnitte aus gelochtem oder geschlitztem Blech, aus Drahtgewebe oder aus Streckmetall durch Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen eine Schicht aus Nickel aufgebracht wird. Die so aufgebrachte poröse Schicht aus Nickel wird dann anodisch oxidiert, so dass an der Oberfläche und in den Poren der Nickelschicht ein kleiner Teil des Materials in schwarzes Nickel ( I I I ) -Oxid bzw. Nickel ( I I I ) -Hydroxid umgewandelt wird. Dieses Oxidationsprodukt des Nickels wird anschließend mit Hilfe an sich bekannter Verfahren zur Reduktion von Nickelverbindungen in elektrochemisch hochaktives, feinverteiltes, metallisches Nickel umgewandelt. Es wird also keine Aluminium-Nickel-Legierung eingesetzt . Auch DE 10 2017 110 863 B4 arbeitet nur unter Verwendung eines Pulvers aus Nickel .
Das Verfahren umfasst die Schritte : - Vorsehen von sphärischen Nickel-Hydroxid-Partikeln, - partielle Reduzierung dieser Partikel in einer reduzierenden Atmosphäre bei Temperaturen von 270 ° C bis 330 ° C zur Erzielung partiell reduzierter, sphärischer Ni/NiO- Partikel , - Herstellen einer Paste aus den erhaltenen Ni/NiO-Partikeln, einem Bindemittel und einem Tensid, - Aufbringen der Paste auf ein Nickelnetz aus Nickeldrähten oder auf ein Nickel-Streckmetall , und - Temperieren des so beschichteten Abschnitts in einer reduzierenden Atmosphäre bei Temperaturen von 500 ° C bis 800 ° C .
Die Temperierung in reduzierender Atmosphäre dient zur vollständigen Reduktion der Ni/Ni-Partikel zur Erzielung einer Nickelschicht aus fest aneinander haftenden, sphärischen, nanoporösen Nickelpartikeln . Ferner soll sichergestellt werden, dass die eingesetzten Bindemittel , Tenside und gegebenenfalls Hil fsstof fe vollständig entfernt werden bzw . rückstands frei verdampft werden .
Gemäß DE 10 2018 105 115 Al wird vorgeschlagen, eine Elektrode mit einem in Richtung auf die Anlagefläche an eine lonenaustauschmembran einer elektrochemischen Zelle abnehmenden Porendurchmesser aus zubilden . Nach Of fenbarung und Lehre dieser Druckschri ft können hierfür aufeinandergestapelte Trägerelemente in Form eines Streckmetalls , eines Drahtgewebes , eines Metallnetzes , eines Lochblechs , eines Vlieses , verwendet werden, bei denen zumindest das die Anlageseite an die lonenaustauschmembran bildende Trägerelement mit Pulver aus Nickel-Aluminium-Legierung oder aus Nickel-Aluminium- Molybdän-Legierung durch Plasmaspritzen beschichtet wurde . Anstelle von mehreren Trägerelementschichten können auch aufeinander abgeschiedene Plasmaspritzschichten mit in der genannten Richtung abnehmender Porosität übereinander aufgebracht werden .
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die eingangs genannte Aufgabe zugrunde .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Gegenstand der Erfindung ist mithin ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für die Verwendung bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser, umfassend einen flächenhaft erstreckten Abschnitt eines metallischen Flachmaterials , auf den eine Schicht aus Partikeln einer elektrochemisch aktiven Metalllegierung aufgebracht ist , mit folgenden Schritten : Bereitstellen eines flächenhaft erstreckten Abschnitts eines metallischen Flachmaterials in Form eines Streckmetallgitters , Drahtgewebes oder -gewirkes , Metallvlieses oder Metallschaums oder Lochblechs j eweils aus Nickel oder aus Nickellegierung, insbesondere aus Nickeleisenlegierung, oder aus vernickeltem Metall , impulsbeaufschlagendes mechanisches Strahlen des flächenhaft erstreckten Abschnitts auf beiden Seiten zur Reinigung und Vorbereitung für eine Beschichtung, Bereitstellen einer Pulvermischung aus Nickelpulver und Pulver aus Aluminium ( 40-50 ) -Nickel ( 35-40 ) -Molybdän ( 15-20 ) - Legierung, wobei der Anteil des Nickelpulvers 5-25 Gew . -% der Pulvermischung beträgt , beidseitiges Beschichten des mechanisch gestrahlten Abschnitts mit der Pulvermischung durch thermisches Spritzen oder durch Laserauftragsschweißen, um eine beidseitige Beschichtung zu erhalten, Temperieren des beschichteten Abschnitts bei Temperaturen im Bereich zwischen 250 ° C und 650 ° C unter einer nicht reduzierenden Stickstof f- oder Argon-Atmosphäre für eine Dauer von 10 - 120 min zur Ausbildung von Aluminium-Nickel- Phasen, insbesondere A13Ni- , A13N12- Phasen .
Wenn vorliegend von einer Aluminium ( 40-50 ) -Nickel ( 35-40 ) - Molybdän ( 15-20 ) -Legierung die Rede ist , so bedeutet dies , dass die Legierung die j eweils in Klammer hinter dem j eweiligen Element angegebenen Mengen des Elements in Gewichtsprozent bezogen auf die gesamte Legierung aufweist .
Dadurch dass die Beschichtung aus der vorstehend genannten Pulvermischung, also nicht nur durch ein Pulver einer einzigen Zusammensetzung, hergestellt wird und dieses Pulver in einem thermischen Spritzverfahren oder durch Laserauftragsschweißen auf die zuvor gestrahlte Oberfläche des Flachmaterials beidseitig aufgebracht wird, lässt sich eine für die intendierten Zwecke hervorragend geeignete Verbundstruktur erzielen, und zwar ohne dass aufwändige Sinterprozesse ausgeführt werden müssen . Das sich an den Beschichtungsvorgang anschließende Temperieren des beschichteten Abschnitts dient also nicht dazu, Sinterbrücken zwischen den Pulverpartikeln zu bilden . Dies ist nicht erforderlich, da bereits Spritz- bzw . Schweißbrücken zwischen den Partikeln vorhanden sind . Das Temperieren dient vielmehr der Ausbildung von Aluminium- Nickel-Phasen, die sich infolge eines schnellen Erstarrens der auf gespritzten oder auf geschweißten Partikel noch nicht in hinreichendem Maße ausbilden konnten . Es findet aufgrund der eher niedrigen beanspruchten Temperaturen von 400 ° C bis 650 ° C keine Rekristallisierung des Gefüges und damit auch keine Umbildung der Kornstruktur statt . Des weiteren kann das Temperieren in einer nicht reduzierenden Stickstof foder Argon-Atmosphäre erfolgen, da gerade kein Sinterprozess ausgeführt wird und die Oberfläche der als Schicht abgeschiedenen Pulverpartikel dessen ungeachtet oxidarm oder sogar im wesentlichen oxidfrei ist . Dies vereinfacht den Herstellerprozess . Der Zusammenhalt der auf die beanspruchte Weise auf getragenen Pulverpartikel und die hiermit erzielbare Porosität sind durch geeignete Wahl der Prozessparameter den Anforderungen gemäß in einfacher und wirtschaftlicher Weise vorgebbar, und die chemische Reaktivität beim Einsatz des beschichteten Abschnitts als Elektrode bei der Elektrolyse von Wasser ist höher als wenn von einem Pulver einer einheitlichen Zusammensetzung ausgegangen wird . Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn die Aluminium (40-50) -Nickel (35-40) -Molybdän (15-20) -Legierung aus den genannten Elementen Aluminium, Nickel und Molybdän und gegebenenfalls bis zu 2 Gew.-% Titan und unvermeidbaren Verunreinigungen in einer Summe von maximal 1 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,8 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,5 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,3 Gew.-% besteht. (Anspruch 2)
Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn die Pulver- Partikel aus Nickel unvermeidbare Verunreinigungen in einer Summe von maximal 1 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,8 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,5 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,3 Gew.-% aufweisen. (Anspruch 3)
Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn der Nickel- Anteil des Pulvers aus Aluminium-Nickel-Molybdän-Legierung wenigstens 36 Gew.-%, insbesondere wenigstens 37 Gew.-%, insbesondere höchstens 39 Gew.-%, insbesondere höchstens 38
Gew.-% und insbesondere 37 Gew.-% Nickel beträgt. (Anspruch 4)
Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn der Molybdän- Anteil des Pulvers aus Aluminium-Nickel-Molybdän-Legierung wenigstens 16 Gew.-%, insbesondere wenigstens 17 Gew.-%, insbesondere wenigstens 18 Gew.-%, insbesondere höchstens 24 Gew.-%, insbesondere höchstens 23 Gew.-%, insbesondere höchstens 22 Gew.-%, insbesondere höchstens 21 Gew.-%, insbesondere höchstens 20 Gew.-% und insbesondere 19 Gew.-% Molybdän beträgt. (Anspruch 5) Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn der Aluminium-Anteil des Pulvers aus Aluminium-Nickel-Molybdän- Legierung wenigstens 41 Gew.-%, insbesondere wenigstens 42 Gew.-%, insbesondere wenigstens 43 Gew.-%, insbesondere höchstens 49 Gew.-%, insbesondere höchstens 48 Gew.-%, insbesondere höchstens 47 Gew.-%, insbesondere höchstens 47 Gew.-%, insbesondere höchstens 46 Gew.-%, insbesondere höchstens 45 Gew.-% und insbesondere 44 Gew.-% Aluminium beträgt. (Anspruch 6)
Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn ein Titan- Anteil des Pulvers aus Aluminium-Nickel-Molybdän-Legierung wenigstens 0,2 Gew.-%, insbesondere wenigstens 0,4 Gew.-%, insbesondere wenigstens 0, 6 Gew.-%, insbesondere höchstens 1,5 Gew.-% und insbesondere höchstens 1,2 Gew.-% Nickel beträgt. (Anspruch 7)
Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn der Anteil des Nickel-Pulvers an der Pulvermischung wenigstens 8 Gew.- % , insbesondere wenigstens 10 Gew.-%, insbesondere wenigstens 15 Gew.-%, insbesondere höchstens 23 Gew.-%, insbesondere höchstens 22 Gew.-%, insbesondere höchstens 21 Gew.-% und insbesondere 20 Gew.-% beträgt. (Anspruch 8)
Wie bereits vorausgehend dargelegt eignet sich die Aufbringung der beanspruchten Beschichtung aus Nickelpulver und Pulver aus Aluminium-Nickel-Molybdän-Legierung durch thermisches Spritzen in besonderer Weise, um einen gut haftenden Verbundwerkstoff mit gewisser Porosität bereits nach dem Beschichten herzustellen . Je nach herzustellender Porosität und Reinheit in Bezug auf an sich nicht erwünschte Einbindung von Oxiden wird vorgeschlagen als thermisches Spritzverfahren atmosphärisches Plasmaspritzen, Vakuum-Plasmaspritzen oder Kaltgasspritzen einzusetzen (Anspruch 9 ) .
Weiter wird vorgeschlagen, dass beim beidseitigen Beschichten des mechanisch gestrahlten Abschnitts auf j eder Seite eine Beschichtungsdicke von wenigstens 50 pm, insbesondere wenigstens 80 pm, insbesondere wenigstens 100 pm, insbesondere höchstens 200 pm, insbesondere höchstens 180 pm, insbesondere höchstens 160 pm, insbesondere höchstens 150 pm aufgebracht wird . (Anspruch 10 )
Es kann sich auch als vorteilhaft erweisen, wenn beim beidseitigen Beschichten des mechanisch gestrahlten Abschnitts auf j eder Seite eine Beschichtung erzeugt wird, die sich voneinander durch wenigstens einen Parameter, ausgewählt aus der Gruppe Beschichtungsdicke , Zusammensetzung des Pulvers aus Aluminium ( 40-50 ) -Nickel ( 35- 40 ) -Molybdän ( 15-20 ) -Legierung, Anteil des Nickelpulvers an der Pulvermischung, unterscheiden . (Anspruch 11 ) . Es können so unterschiedliche Eigenschaften auf einander gegenüberliegenden Seiten des Abschnitts bzw . der hieraus gebildeten Elektrode oder elektrochemischen Halbzelle hergestellt werden .
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Bereitstellen des flächenhaft erstreckten Abschnitts eines metallischen Flachmaterials in endloser Bandform erfolgt und dass auch das beidseitige Beschichten und Temperieren in einem kontinuierlichen Bandverfahren ausgeführt wird . (Anspruch 12 )
Insbesondere bei der vorerwähnten Herstellung in endloser Bandform wird vorgeschlagen, dass von dem beschichteten und temperierten in endloser Bandform geführten metallischen Flachmaterial Abschnitte abgelängt und/oder ausgestanzt oder laser- oder wasserstrahlgeschnitten werden, um eine j eweilige Elektrode zu erhalten . (Anspruch 13 )
Dies eröf fnet weiter die Möglichkeit , dass mehrere beschichtete und temperierte Abschnitte in ihrer flächenhaften Erstreckung randseitig unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenordnung eines weiteren metallischen Abschnitts aneinander gefügt , insbesondere aneinander geschweißt werden, um eine flächenmäßig größere Elektrode zu erhalten . (Anspruch 14 ) . Durch randseitiges Aneinanderschweißen der beschichteten und temperierten Abschnitte lässt sich eine Verbindung mit geringem elektrischen Widerstand erhalten, und es lassen sich flächenmäßig größere zusammengesetzte Abschnitte und größere Elektrode herstellen .
Es erweist sich als vorteilhaft , wenn das Temperieren des beschichteten Abschnitts bei Temperaturen von wenigstens 300 ° C, insbesondere von wenigstens 350 ° C, insbesondere von höchstens 600 ° C, insbesondere von höchstens 500 ° C, insbesondere von höchstens 450 ° C, insbesondere von 380 - 420 ° C ausgeführt wird (Anspruch 15 ) . Je höher die Temperatur, desto rascher lassen sich die erwünschten Eigenschaften innerhalb der eingangs angegebenen Dauer von 10 - 120 Minuten erreichen .
Des weiteren wird vorgeschlagen, dass die Elektrode , vorzugsweise erst im bereits verbauten Zustand in einer elektrochemischen Zelle und vorzugsweise im wesentlichen unmittelbar vor einer ersten Verwendung bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser einer Ätzbehandlung, insbesondere unter Verwendung von Kaliumhydroxid, unterzogen wird und hierdurch eine Aluminium-Nickel-Phase , insbesondere A13Ni , aus der Beschichtung herausgelöst wird, so dass hierdurch eine Oberflächenvergrößerung der Beschichtung erzielt wird . (Anspruch 16 ) . Die Ätzbehandlung wird vorteilhafterweise bei einer Temperatur von 60 - 80 ° C für eine Dauer von 12-24 Stunden ausgeführt .
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Elektrode , hergestellt nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche und umfassend den beidseits beschichteten und temperierten flächenhaft erstreckten Abschnitt des metallischen Flachmaterials , wobei die Beschichtung aus durch thermisches Spritzen oder Laserauftragsschweißen aufgebrachten Partikeln aus Nickel und Partikeln aus der Aluminium-Nickel-Molybdän-Legierung besteht , in denen durch die Temperierung entstandene A13Ni und A13N12 Phasen ausgebildet sind . (Anspruch 17 ) Des weiteren ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung einer solchen Elektrode zur Wasserstof f erzeugung in einer Halbzelle einer elektrochemischen Zelle bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser . (Anspruch 18 ) .
Des weiteren ist Gegenstand der Erfindung eine stapel förmige Anordnung aus elektrochemischen Zellen für die Verwendung bei der Wasserstof f erzeugung mittels alkalischer Elektrolyse , wobei j ede elektrochemische Zelle eine anodenseitige und eine kathodenseitige Halbzelle umfasst , zwischen denen eine für OH — Ionen durchlässige Diaphragmamembran angeordnet ist , gekennzeichnet durch Elektroden, hergestellt nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1- 14 oder nach Anspruch 15 . (Anspruch 19 )
Weitere Merkmale , Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung . In der Zeichnung zeigt :
Figur 1 eine schematische Darstellung der Verfahrensmerkmale Zuführen, Strahlen, Beschichten und Temperieren eines Abschnitts aus metallischem Flachmaterial in endloser Bandform;
Figur 2 eine schematische Darstellung des Zuführens und
Vereinzelns eines zuvor erhaltenen zwischengelagerten Abschnitts aus metallischem Flachmaterial in endloser Bandform .
Figuren 3a, b eine schematische Darstellung des Zusammenfügens von zuvor erhaltenen Abschnitten aus metallischem Flachmaterial zur Herstellung einer Elektrode größerer flächenmäßiger Abmessung;
Figur 4 Messwerte zu spezi fischer Stromdichte und hierfür erforderlicher Spannung und
Figur 5 Eine Auswertung der Messwerte nach Figur 4 bei 0 , 8A/cm2 .
Figur 1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung der Verfahrensabläufe zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Elektrode für die Verwendung bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser . Hierfür wird ein flächenhaft erstreckter Abschnitt 2 eines metallischen Flachmaterials 4 in Form eines Streckmetallgitters , Drahtgewebes oder -gewirkes , Metallvlieses oder Metallschaums oder Lochblechs j eweils aus Nickel oder aus Nickellegierung oder aus vernickeltem Metall bereitgestellt . Die Bereitstellung der Abschnitte 2 kann vorzugsweise in Form eines endlosen Bands 5 , welches von einer Vorratshaspel 6 abgerollt und dem Herstellungsprozess zugeführt wird, erfolgen, so dass die Abschnitte 2 als ein in einer Zuführrichtung 7 endloses Band 5 bereitgestellt werden . Im beispielhaft und bevorzugt dargestellten Fall erfolgt die Zuführung derart , dass das Band 5 aus Flachmaterial 4 mit seiner Ebene vertikal orientiert ist . Die Zeichnungsebene der Figur 1 bildet eine zur Vertikalen hori zontale Ebene . Zunächst wird das Band 5 bzw . ein j eweiliger zugeführte Abschnitt 2 aus Flachmaterial 4 durch impulsbeaufschlagendes mechanisches Strahlen behandelt und dabei gereinigt und vorbereitet und insbesondere von Oxidhäuten an seiner Oberfläche weitestgehend befreit . Hierfür wird der Abschnitt 2 einer Einrichtung 8 zum mechanischen Strahlen zugeführt und dort von beiden Seiten 10 , 12 abgestrahlt . Danach wird der Abschnitt einer Einrichtung 14 zum thermischen Spritzen, oder Laserauftragsschweißen zugeführt und darin wiederum von und auf beiden Seiten 10 , 12 beschichtet . Als Beschichtungsmaterial wird der Einrichtung 14 eine Pulvermischung 20 aus Nickelpulver 16 und einem Pulver 18 aus Aluminium-Nickel-Molybdän-Legierung der in der Beschreibungseinleitung genannten Zusammensetzung zugeführt . Die Bezugs zeichen 16 , 18 , 20 bezeichnen also das Bereitstellen und Zuführen der Pulvermischung 20 zu der Einrichtung 14 . Beim thermischen Spritzen oder auch Laserauftragsschweißen werden die Pulverpartikel zwar im Zuge des Aufbringen oder spätestens unmittelbar beim Aufschlagen auf dem Abschnitt 2 als zu beschichtendem Substrat erschmol zen und wieder erstarrt ; die Zusammensetzung der zu einer beidseitigen Schicht 22 aufgebrachten Pulverpartikel bleibt j edoch entsprechend der Zusammensetzung der Pulverpartikel 16 , 18 bestehen . Beim thermischen Spritzen wie auch beim Laserauftragsschweißen erstarrt die auf den kalten zugeführten Abschnitt 2 bzw . das endlose Band 5 aufgebrachte Schicht 22 sehr rasch, so dass keine Gleichgewichts zustände durchlaufen werden . Daher wird im Anschluss an das Beschichten eine Temperaturbehandlung des beschichteten Abschnitts 2 bzw . des beschichteten Bands 5 ausgeführt , indem der beschichtete Abschnitt 2 bzw . das beschichtete Band 5 einer Einrichtung 24 zum Temperieren zugeführt bzw . durch diese Einrichtung 24 hindurchgeführt wird . Die Temperatur und Dauer dieser Wärmebehandlung ist wie in der Beschreibungseinleitung dargelegt , wobei sich ein Temperaturbereich von 350 - 450 ° C als vorteilhaft erweisen kann .
Der temperierte Abschnitt 2 bzw . das temperierte Band 5 können wie in Figur 1 ski z ziert wiederum zu einer Haspel 26 aufgerollt und einer Zwischenlagerung zugeführt werden .
Figur 2 zeigt schematisch das Abrollen eines zu einer Haspel 26 aufgerollten beschichteten und temperierten Abschnitts 2 bzw . Bands 5 und das zuführen zu einer Trenn Station 28 . Dort werden vereinzelte Längsabschnitte 30 des endlosen Bands 5 gebildet , die dann als Elektrodenplatten zum Herstellen einer Elektrode einsetzbar sind .
Wie in Figuren 3a, 3b ski z ziert ist , können beschichtete Abschnitte 2 und insbesondere von einem endlosen Band 5 abgetrennte beschichtete Längsabschnitte 30 in ihrer flächenhaften Erstreckung randseitig unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenordnung eines weiteren metallischen Abschnitts aneinandergefügt , insbesondere aneinander geschweißt , werden, um eine lineare oder array-artige Anordnung von Abschnitten 2 bzw . 30 zur Herstellung einer flächenmäßig größeren Elektrode zu erhalten . Mit Bezugs zeichen 32 sind beispielhaft Schweißnähte entlang der Ränder der Abschnitte 2 , 30 angedeutet .
Die Figuren 4 und 5 zeigen Messwerte zu spezi fischer Stromdichte und hierfür erforderlicher Spannung und insbesondere den Einfluss der Temperaturbehandlung unter einer nicht reduzierenden Atmosphäre auf die erforderliche Spannungsdi f ferenz gegen eine Wasserstof f Normalelektrode zur Erreichung einer spezi fischen Stromdichte . Die in Figuren 4 und 5 untersuchten Elektroden in Form eines erfindungsgemäß behandelten Abschnitts aus Streckmetallgitter bzw . aus Metalldrahtgewebe aus Nickel wurden beschichtet mittels atmosphärischen Plasmaspritzens , und anschließend wurde eine Temperaturbehandlung in nicht reduzieren der Atmosphäre bei 400 ° C während einer Dauer von 20 min ausgeführt . Zur Beschichtung wurde die folgende Pulverzusammenset zung bzw . Pulvermischung verwandt : Pulvermischung aus 20 Gew . -% Nickelpulver und 80 Gew . -% Pulver aus A144Ni37Mol 9 und . Sodann wurde zur weiteren Probenvorbereitung der betref fende beschichtete und temperierte Abschnitt einer Ätzbehandlung unter Verwendung einer 30 %-igen KOH-Lösung (KOH in destilliertem Wasser ) zugeführt , und zwar 24 Stunden bei 60 ° C . Der so behandelte Abschnitt wurde dann in einem Elektrolyten aus 30 %-iger
KaOH-Lösung an eine Spannung gegen eine ebenso in den Elektrolyten eintauchende Arbeitselektrode gelegt . Dabei wurde die hier in Rede stehende Spannung oder Unterspannung gegen eine ebenfalls in den Elektrolyten eintauchende Wasserstof f-Normalelektrode in einer Dreielektrodenanordnung im wesentlichen stromlos gemessen . In Figur 4 ist die für eine j eweilige spezi fische Stromdichte erforderliche Spannung gegen die Wasserstof f- Normalelektrode auf gezeichnet , wobei eine Elektrode/Abschnitt erfindungsgemäß beschichtet und temperiert wurde (Messpunkte mit gefülltem Dreieck) und der andere Abschnitt nur erfindungsgemäß beschichtet wurde (Messpunkte mit gefülltem Kreis ) . Man erkennt , dass zur Erreichung einer vorgegebenen spezi fischen Stromdichte an den betref fenden Abschnitt bzw . die betref fende Elektrode eine geringere Spannung angelegt werden muss .
Gemäß Figur 5 wurden Abschnitte aus einem Streckmetallgitter und Abschnitte aus einem Metalldrahtgewebe erfindungsgemäß beschichtet , temperiert und anschließend wie vorausgehend beschrieben geätzt (bezeichnet mit Streckmetallgitter temperiert bzw . Gewebe temperiert ) . Sodann wurden Abschnitte aus demselben Streckmetallgitter und Abschnitte aus demselben Metalldrahtgewebe erfindungsgemäß beschichtet und anschließend wie vorausgehend beschrieben geätzt , j edoch nicht temperiert (bezeichnet mit Streckmetallgitter gespritzt bzw . Gewebe gespritzt ) . Man erkennt , dass zur Erreichung einer Stromdichte von hier 0 , 8 A/cm2 bei den j eweiligen nicht temperierten Elektroden/Abschnitten eine Unterspannung erforderlich war, die mit 100 % bezeichnet ist. Zur Erreichung der selben Stromdichte bei den erfindungsgemäß beschichteten und temperierten Proben war eine Unterspannung von lediglich 96 % bzw. 96,2 % des mit 100 % bezeichneten Unterspannungswerts erforderlich.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für die Verwendung bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser, umfassend einen flächenhaft erstreckten Abschnitt eines metallischen Flachmaterials , auf den eine Schicht aus Partikeln einer elektrochemisch aktiven Metalllegierung aufgebracht ist , mit folgenden Schritten : Bereitstellen eines flächenhaft erstreckten Abschnitts eines metallischen Flachmaterials in Form eines Streckmetallgitters , Drahtgewebes oder -gewirkes , Metallvlieses oder Metallschaums oder Lochblechs j eweils aus Nickel oder aus Nickellegierung oder aus vernickeltem Metall , impulsbeaufschlagendes mechanisches Strahlen des flächenhaft erstreckten Abschnitts auf beiden Seiten zur Reinigung und Vorbereitung für eine Beschichtung, Bereitstellen einer Pulvermischung aus Nickelpulver und Pulver aus Aluminium ( 40-50 ) -Nickel ( 35-40 ) - Molybdän ( 15-20 ) -Legierung, wobei der Anteil des Nickelpulvers 5-25 Gew . -% der Pulvermischung beträgt , beidseitiges Beschichten des mechanisch gestrahlten Abschnitts mit der Pulvermischung durch thermisches Spritzen oder durch Laserauftragsschweißen, um eine beidseitige Beschichtung zu erhalten, Temperieren des beschichteten Abschnitts bei Temperaturen im Bereich zwischen 250 ° C und 650 ° C unter einer nicht reduzierenden Stickstof f- oder Argon- Atmosphäre für eine Dauer von 10 - 120 min zur
Ausbildung von Aluminium-Nickel-Phasen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminium ( 40-50 ) -Nickel ( 35-40 ) -Molybdän ( 15- 20 ) -Legierung aus den genannten Elementen Aluminium, Nickel und Molybdän und gegebenenfalls bis zu 2 Gew.-% Titan und unvermeidbaren Verunreinigungen in einer Summe von maximal 1 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,8 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,5 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,3 Gew.-% besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulver-Partikel aus Nickel unvermeidbare Verunreinigungen in einer Summe von maximal 1 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,8 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,5 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,3 Gew.-% aufweisen.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickel- Anteil des Pulvers aus Aluminium-Nickel-Molybdän- Legierung wenigstens 36 Gew.-%, insbesondere wenigstens 37 Gew.-%, insbesondere höchstens 39 Gew.- % , insbesondere höchstens 38 Gew.-% und insbesondere 37 Gew.-% Nickel beträgt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Molybdän- Anteil des Pulvers aus Aluminium-Nickel-Molybdän- Legierung wenigstens 16 Gew.-%, insbesondere wenigstens 17 Gew.-%, insbesondere wenigstens 18 Gew.- % , insbesondere höchstens 24 Gew.-%, insbesondere höchstens 23 Gew.-%, insbesondere höchstens 22 Gew.-%, insbesondere höchstens 21 Gew.-%, insbesondere höchstens 20 Gew.-% und insbesondere 19 Gew.-% Molybdän beträgt. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminium- Anteil des Pulvers aus Aluminium-Nickel-Molybdän- Legierung wenigstens 41 Gew.-%, insbesondere wenigstens 42 Gew.-%, insbesondere wenigstens 43 Gew.- % , insbesondere höchstens 49 Gew.-%, insbesondere höchstens 48 Gew.-%, insbesondere höchstens 47 Gew.-%, insbesondere höchstens 47 Gew.-%, insbesondere höchstens 46 Gew.-%, insbesondere höchstens 45 Gew.-% und insbesondere 44 Gew.-% Aluminium beträgt. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Titan- Anteil des Pulvers aus Aluminium-Nickel-Molybdän- Legierung wenigstens 0,2 Gew.-%, insbesondere wenigstens 0,4 Gew.-%, insbesondere wenigstens 0, 6 Gew.-%, insbesondere höchstens 1,5 Gew.-% und insbesondere höchstens 1,2 Gew.-% Nickel beträgt. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Nickel-Pulvers an der Pulvermischung wenigstens 8 Gew.-%, insbesondere wenigstens 10 Gew.-%, insbesondere wenigstens 15 Gew.-%, insbesondere höchstens 23 Gew.-%, insbesondere höchstens 22 Gew.-%, insbesondere höchstens 21 Gew.-% und insbesondere 20 Gew.-% beträgt. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als thermisches Spritzverfahren atmosphärisches Plasmaspritzen, Vakuumplasmaspritzen oder Kaltgasspritzen eingesetzt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim beidseitigen Beschichten des mechanisch gestrahlten Abschnitts auf jeder Seite eine Beschichtungsdicke von wenigstens 50 pm, insbesondere wenigstens 80 pm, insbesondere wenigstens 100 pm, insbesondere höchstens 200 pm, insbesondere höchstens 180 pm, insbesondere höchstens 160 pm, insbesondere höchstens 150 pm aufgebracht wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim beidseitigen Beschichten des mechanisch gestrahlten Abschnitts auf jeder Seite eine Beschichtung erzeugt wird, die sich voneinander durch wenigstens einen Parameter, ausgewählt aus der Gruppe Beschichtungsdicke, Zusammensetzung des Pulvers aus Aluminium (40-50) -Nickel (35-40) -Molybdän (15-20) - Legierung, Anteil des Nickelpulvers an der Pulvermischung, unterscheiden. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass das Bereitstellen des flächenhaft erstreckten Abschnitts eines metallischen Flachmaterials in endloser Bandform erfolgt und dass auch das beidseitige Beschichten und Temperieren in einem kontinuierlichen Bandverfahren ausgeführt wird . Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass von dem beschichteten und temperierten in endloser Bandform geführten metallischen Flachmaterial Abschnitte abgelängt und/oder ausgestanzt werden, um eine j eweilige Elektrode zu erhalten . Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass mehrere beschichtete und temperierte Abschnitte in ihrer flächenhaften Erstreckung randseitig unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenordnung eines weiteren metallischen Abschnitts aneinander gefügt , insbesondere aneinander geschweißt werden, um eine flächenmäßig größere Elektrode zu erhalten . Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass das Temperieren des beschichteten Abschnitts bei Temperaturen von wenigstens 300 ° C, insbesondere von wenigstens 350 ° C, insbesondere von höchstens 600 ° C, insbesondere von höchstens 500 ° C, insbesondere von höchstens 450 ° C, insbesondere von 380 - 420 ° C ausgeführt wird . Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass die Elektrode , vorzugsweise erst im bereits verbauten Zustand in einer elektrochemischen Zelle und vorzugsweise im wesentlichen unmittelbar vor einer ersten Verwendung bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser einer Ätzbehandlung, insbesondere unter Verwendung von Kaliumhydroxid, unterzogen wird und hierdurch eine Aluminium-Nickel-Phase , insbesondere Al3Ni , aus der Beschichtung herausgelöst wird, so dass hierdurch eine Oberflächenvergrößerung der Beschichtung erzielt wird . Elektrode , hergestellt nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche und umfassend den beidseits beschichteten und temperierten flächenhaft erstreckten Abschnitt des metallischen Flachmaterials , wobei die Beschichtung aus durch thermisches Spritzen oder Laserauftragsschweißen aufgebrachten Partikeln aus Nickel und Partikeln aus der Aluminium-Nickel-Molybdän-Legierung besteht , in denen durch die Temperierung entstandene Al3Ni und Al3Ni3 Phasen ausgebildet sind . Verwendung einer Elektrode nach Anspruch 17 zur Wasserstof f erzeugung in einer Halbzelle einer elektrochemischen Zelle bei der alkalischen Elektrolyse von Wasser . Stapel förmige Anordnung aus elektrochemischen Zellen für die Verwendung bei der Wasserstof f erzeugung mittels alkalischer Elektrolyse , wobei j ede elektrochemische Zelle eine anodenseitige und eine kathodenseitige Halbzelle umfasst , zwischen denen eine für OH~- Ionen durchlässige Diaphragmamembran angeordnet ist , gekennzeichnet durch Elektroden, hergestellt nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1- 16 oder nach Anspruch 17 .
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