JPH0128837B2 - - Google Patents

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JPH0128837B2
JPH0128837B2 JP57225757A JP22575782A JPH0128837B2 JP H0128837 B2 JPH0128837 B2 JP H0128837B2 JP 57225757 A JP57225757 A JP 57225757A JP 22575782 A JP22575782 A JP 22575782A JP H0128837 B2 JPH0128837 B2 JP H0128837B2
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JP
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nickel
electrode
cobalt
electrode according
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JP57225757A
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Purijan Mitsusheru
Marutan Ryushian
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ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
Original Assignee
ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
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Publication date
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Publication of JPH0128837B2 publication Critical patent/JPH0128837B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、とりわけアルカリ性媒質中における
水の電解に利用し得る、酸素放出のために弱い過
電圧を呈する、触媒の被覆する新規な電極(陽
極)に関する。 ラネー合金の融解した粒子の射出によつて極め
て細分したニツケルの薄い箔を製造することは知
られている。このような薄い箔の電極としての利
用もまた記載がある(米国特許第3637437号)。強
度の陽極分極下にあるために、この型の電極の表
面は電流の伝導を不良ならしめる酸化ニツケルの
薄い層におおわれ、酸素放出のための過電圧は増
大して塊状ニツケルの箔(またはグリツド)上に
見られるものより強くになるまでに到る。 酸素過電圧を低下せしめるためにコバルトを主
成分とする酸化物の使用もまた既知である。英国
特許第1352995号においては、式La1-xSrxCoO3
有するペロブスカイト型酸化物を粉末として製造
し、次いで有機結合剤(ポリテトラフルオロエチ
レン)を用いてこれを金属導体に塗布している。
用いる結合剤の量が多い場合は、接着は良好であ
るが、触媒層の電気抵抗が過大となり、電流密度
が大きい時に見られる酸素過電圧が大きい。接合
剤の量を少なくすれば、生成物の密着が低下し、
触媒層の寿命が短くなる。 さらには、硫化ニツケル(ドイツ特許第
2812399号)あるいはニツケル・コバルト混成硫
化物(フランス特許第78/35343号)を層を以て
する電気鍍金によつて電極を被覆することもまた
提案されている。 ニツケル・フリツトの箔またはニツケル・フリ
ツトで被覆したニツケル薄板を以て構成した電極
を用いることもまた知られているが、前記ニツケ
ル・フリツトの塩の溶液による含浸とその後の熱
処理によつて組込まれる各種の金属の酸化物を含
むものである。これらのニツケル・フリツトの層
はニツケル粉末のアグロメレーシヨンによつて得
られ、一般に直径1〜100μmの細孔を示すもので
ある。0.1μm以下の大きさの細孔の欠如は基材と
なる金属上における酸化物層の適切な配分を不可
能にする。 また、この型の電極の細孔の内部への酸素の放
出は、電極が高い電流密度下で用いられる場合に
は、時には極めて急速な解離を惹起する。 本発明による過電圧の弱い電極はラネー・ニツ
ケル型の極めて細分したニツケルを主成分とする
既知の電極、あるいはポリテトラフルオロエチレ
ンによつて結合した酸化物の粉末で被覆した電
極、さらにはまた酸化物を含浸せしめたニツケ
ル・フリツト層を以て構成した電極の示す不具合
を示さない。この電極を被覆する触媒層は、事
実、集電担体への接触がすぐれており、酸素放出
のための過電圧は(1A/cm2またはそれ以上に到
る)高い電流密度においても、また160゜あるいは
200℃に達する電解液温度においても、極めて長
時間(10000時間以上)弱いままに止まるもので
ある。 本発明による電極は過電圧を低下せしめ、従つ
てこの場合における電力消費を減少せしめること
を目指す触媒層を以て被覆してある。極めて微細
に細分した多孔性ニツケルの被覆で、コバルト含
有酸化物をそれに少量定着せしめるべく続いて処
理された表面を有するものを、電導基体上に担持
せしめることによつて、過電圧の弱い電極を得る
ことが可能であることが見出された。 水のアルカリ電解の場合は、この電導基体は好
ましくはニツケルを以て製作することになる。ニ
ツケルに富む合金またはニツケル鋼もまた用いる
ことができるであろう。この基体は、例えば、プ
レート、管、金網あるいはグリツドの形態のもの
であればよいであろう。 電導基体上に担持せしめる本発明による触媒層
は、普通は次の2つの主要工程によつて製造せら
れる。すなわち (1) 先ず、金属基体上に極めて微細に細分した多
孔性ニツケル(あるいはニツケルを主成分とす
る極めて微細に細分した多孔性混合物または合
金)の層を形成する。 (2) 工程(1)の生成物を、コバルト含有酸化物を少
量その表面に定着せしめ得るように処理する。 極めて微細に細分した多孔性ニツケル層とは、
(電子顕微鏡あるいはX線回折Klug and
Alexander「X―Ray Diffraction Procedures」
第642〜708頁、J.Wiley and Sous編ニユーヨー
ク1974年を用いて測定した)大きさが5〜
150nm、好ましくは5〜50nmである極めて微細
な粒子の集合物を以て形成されたニツケルの層を
いう。 これらの小さいニツケル粒子の配置は、好まし
くは、0.5〜50nm、好ましくは2〜10nmの直径
の細孔を有するスポンジ様の多孔体を形成し、例
えばBET法に従つて測定し得る1〜120m2/g、
好ましくは10〜80m2/gの比表面積を呈する如き
ものとする。 本発明による電極の第1層を形成するのに適す
るその他の被覆は、電極上に塗布した微細に細分
した多孔性ニツケルの被覆に代えるに、ニツケル
を主成分とし、被覆中のニツケルに対して50重量
%までのMn,Fe,Co,NbまたはTa、および/
または15重量%までのMg,Al,Si,Ti,V,
Cu,Zn,Zr,Mo,Sn,La,Hf,W,Pbまたは
Biを含む被覆を以てすることによつて得ること
ができる。 一般に、この層の厚さは有利には5〜500μm、
好しくは50〜150μmであるものとする。 本発明による電極上にニツケルを主成分とする
層を担持せしめるのに好ましいと考えられる方法
は、例えば、中実プレート、金網またはグリツド
の形態の塊状金属の担体上に、好ましくはニツケ
ルおよびアルミニウムをそれぞれ45〜55重量%含
むニツケル・アルミニウム合金の層をプラズマ・
トーチを用いて吹付けて塗布することである。こ
の合金層の塗布は予め形成したニツケル・アルミ
ニウム合金を用いて行えばよい。この2種の別々
の金属の同時吹付けを実施することもできる。ニ
ツケルおよびアルミニウムの間の合金の形成を促
進するには、例えば、1〜8時間、200゜より800
℃に到る温度において焼なましを行えばよい。そ
の他如何なる方法でも、電極上にニツケル・アル
ミニウム合金層の形成を可能にするものであれば
用いることができる。例えば、アルミニウムの真
空蒸着によつてニツケルの表面にアルミニウムの
薄膜を形成し、次いで焼なましを行つてアルミニ
ウムをニツケル中に拡散せしめることができる。
また、ニツケル箔とアルミニウム箔の共圧延
(Colaminage)を行つて、引続き熱処理を施すこ
ともできる。ニツケル・アルミニウム合金層の厚
さは有利には5〜500μmまたはそれ以上の間、好
ましくは50〜150μmの間に含まれておればよいこ
とにする。 このニツケル・アルミニウム合金層は、次い
で、アルミニウムを溶解せしめるために、ナトリ
ウムまたはカリウムの水溶液による既知の型の化
学侵蝕に付される。 好ましい操作方式は次の如きものである。すな
わち、侵蝕は先ず、水素の放出の停止に到るま
で、希釈苛性溶液(例えば1〜2規定)を以て冷
間で行なわれる。次いで、苛性ソーダまたは苛性
カリの濃度を高くし(6〜10規定)、温度を60〜
80℃まで上昇せしめる。 特に、細分ニツケル層がニツケル・アルミニウ
ム合金の塗布によつて形成され、アルカリによる
侵蝕がこれに続いている場合には、得られる多孔
性ニツケルの自燃発火(d′epyrophorisation)を
実施して、このニツケルの保持することのある水
素を除去するようにするのが有利である。この操
作はアルカリ性媒質(例えば1規定苛性カリ溶
液)中における過酸化水素との接触によつて実施
され得、電極の電位が安定するに到るまで続行さ
れる。空気の吹込みによつてもまた操作すること
ができる。 本発明による電極の製造に適する細分ニツケル
層は、ニツケル・マグネシウム、ニツケル・亜
鉛、ニツケル・珪素、ニツケル・水素の如き合金
からも同様の方式を以て得ることができるが、こ
れらの金属は適宜の割合で用い、W.I.
Kirkpatrickの記載する技術(Catalysts from
alloys of nickel and non―catalystic metals―
ICL出版物―12―The International Nickel
Company,Inc.ニユーヨークU.S.A.1948年)で、
なかんずく選択蒸着、酸またはアルカリ加水分
解、選択塩素化および酸化を含むものを用いて活
性化する。 電気鍍金法、ニツケルカルボニルあるいは例え
ばニツケルのアセチルアセテートの如き有機金属
化合物の熱分解、例えば硝酸塩、蟻酸塩、蓚酸
塩、炭酸塩の如きニツケルの塩の分解および還元
もしくはその他一切の方法を以て得られるその他
の形態の極めて細分された多孔性ニツケルは、粒
子の大きさ、細孔の寸法および比表面積に関する
各パラメーターが上述の如きものでありさえすれ
ば、電極の製造に用いることができるはずであ
る。 工程(1)において製造された生成物の表面に、工
程(2)において担持せしめるコバルト含有酸化物
は、CoO,Co3O4,Co2O3の如き単純酸化コバル
トか、あるいはAが二価の陽イオンとして働いて
いるTi,V,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,Geまたは
Snの如き金属の1種を示す、例えばACo2O4型の
スピネル、あるいはBが三価の陽イオンとして働
いているAl,V,Cr,Mn,Fe,GaまたはInの
如き金属の1種を示すCoB2O4型のスピネル、も
しくはLnが三価の陽イオンとして働いているラ
ンタニド系(周期率表上原子番号57より71を有す
る元素)の1種の遷移金属を示し、MがCa,
Mg,SrまたはBaの如きアルカリ土類元素の1種
を示し、xが0〜1の値を有するLn1-xMxCoO3
型のペロブスカイト、さらにまた少ない割合のコ
バルトがNb,Mo,Sb,Ta,W,Uの如き別の
元素を以て代えられている、上記の型のペロブス
カイトの如き複酸化物のいずれかである。 アルカリ溶液による侵蝕に対する抵抗と酸素を
含む反応における触媒活性という点について既知
であるその他のコバルト含有酸化物は、本発明の
範囲を逸脱することなく用い得るであろう。 極めて微細に細分した多孔性ニツケル層上への
この酸化物層の担持は、当業者に周知の技術を以
て行うことができるはずである。 細分したニツケルの層の表面に形成すべき酸化
物の金属を担持せしめるには、電気鍍金の技術を
用い、次いでこの担持物を電気化学的または化学
的方法を以て酸化すればよいであろう。 形成すべき酸化物の金属の塩の溶液による多孔
性ニツケル層の含浸を行い、次いで、溶媒を蒸発
せしめた後この塩に熱処理を施して、これを分解
し、酸化物を形成するようにしてもよいであろ
う。この含浸液に、要すれば、種々のゲル化剤、
例えばクエン酸を加えてもよい。 また、酸化物より成る表層の形成は、気体の状
態でもたらされた化合物の間で被覆すべき表面上
において生ずる反応、例えば M〔C,H,O〕→MOx+〔C,H〕 型の反応による揮発性有機化合物の熱分解、あ
るいは MCl4+2H2+2CO2 →MO2+4HCl+2CO 型の反応による当該金属の揮発性ハロゲン化物
と細分ニツケル面に接触せしめた水素・二酸化炭
素混合物の間の反応の如きものによつて行うこと
もできるであろう。 細分ニツケル層に含浸せしめるコバルト含有酸
化物の量は、前記ニツケル層の1〜30重量%、好
ましくは5〜15%でなければならない。 以下の実施例は本発明を例示するものである
が、如何なる意味においてもこれを限定するもの
ではない。実施例1,3,4,8および9は比較
例として記載するものである。 実施例1 (比較例) 厚さ0.3mmに伸ばしたニツケル薄板から、4.5mm
の長対角線を有する菱形の複数の穴のある4×4
cmのグリツド2個を切取る。これらの穴は巾1mm
の金属ひも状物によつて分離してある。 これらのグリツドをサンドブラストにより下地
処理し、脱脂し、次いで36%KOH溶液を電解液
として大気圧下80℃において作動する水電解槽内
に取付ける。この2個の電極は双方とも白色石綿
(Ferlamアスベスト844)の隔壁を以て圧付けて
ある。 電極のうち1個は直流発電機のプラス極に連結
して陽極として用いられる。もう1つの電極はこ
の同じ発電機のマイナス極に連結して陰極として
用いられる。 電解液として36%の苛性カリを含む水銀・酸化
水銀基準電極によつて、この陽極の作用面近くに
開口するLugginの毛管の助けを借りて、この陽
極の電気化学ポテンシヤルを測定することが可能
である。 活性化していないこの陽極の電気化学ポテンシ
ヤルの推移は定電流密度が1A/cm2に等しい場合
の電解時間に応じて表に示してある。 実施例 2 実施例1に記載するものと同一の2個のグリツ
ドを再度用いる。 (a) これらのグリツドをサンドブラストによつて
下地処理し、次いで25〜80μmの間に含まれる
粒度を有する市販のMi―Al50―50合金粉末を
プラズマ・トーチを用いて吹付けて、平均の厚
さ100μmのニツケル・アルミニウム合金の層を
以て被覆する。 400℃の不活性雰囲気(窒素)中において4
時間焼なましを行つた後、この電極を2規定水
酸化カリウム浴に浸漬する。アルミニウムに対
する化学侵蝕の惹起する水素の放出が停止すれ
ば、2規定水酸化カリウム溶液を8規定溶液に
代え、浴温を漸次80℃まで上昇せしめる。 第1の電極を用いて、その特性を下記の通り
確定する。すなわち水酸化カリウムの一切の残
留痕跡が完全に除去されるに到るまで水洗後、
電極の表面の触媒層を電子顕微鏡およびX線回
折によつて検査する。次いで、77゜K(−196℃)
における窒素の吸着・脱着等温線を確定し、
Brunauer,Emmett et Tellerの方程式(J.
Am.Chem.Soc.第60巻第309頁、1938年)に従
つて生成物の比表面積を算出する。これらの各
種の検査は、電極を被覆する触媒層がわずかの
量のアルミニウム(多分NiAlの形で、酸化物
としてニツケルとの合金になつている)を含
む、良く結晶化していないニツケルで出来てい
ることを示すものである。ニツケルのクリスタ
リツトの大きさは5〜50nmの間に含まれてお
り、細孔は2〜10nmの直径を有し、BET面積
は65m2/gである。 (b) 第2の電極もまた同じく蒸留水を以て洗浄
し、次いで、細分ニツケル層中に残存する水素
を過酸化水素による自燃発火により酸化する。
この操作は電極を1規定苛性カリの入つている
容器内に浸して行なわれる。1モル過酸化水素
溶液を漸次加えながらHg・HgO基準電極に対
してその電位を測定する。 当初は約−830mVであるこの電極の電位は、
過酸化水素を加える場合には低下する。電極の
電位が少なくとも10分間−590mVに止まる時
には、過酸化水素の添加を止める。 次いで、この電極は1につき58.20gのCo
(NO32・6H2Oを含む溶液中に20分間浸漬す
る。さらに電極は水を切り、次に温度を500℃
にした空気中の炉に1時間入れる。 X線回折による触媒層の検査によつて、これ
がニツケル、Co3O4のスピネル相ならびに少量
のNiOおよびAl2O3を含んでいることがわか
る。 次いで、この電極を実施例1におけると同様
の条件下において陽極として用いる。この電極
の電気化学ポテンシヤルおよびその経時推移は
表に示す通りである。 実施例3 (比較例) 水酸化カリウムによる化学侵蝕に到るまで、実
施例2(a)と同様に操作を行い、細分ニツケルの被
覆する電極を得る。 蒸留水で洗浄した後、この電極を実施例1にお
けると同様の条件下において陽極として用いる。
定電流密度1A/cm2下におけるこの電極の電気化
学ポテンシヤルおよびその経時推移は表に示す
通りである。 実施例4 (比較例) 実施例2(a)と同様の操作を再度行うが、今回は
ニツケル45重量%、コバルト5%およびアルミニ
ウム50%を含む合金の粉末を用いる。 蒸留水で洗浄した後、この電極を実施例1にお
けると同様の条件下において陽極として用いる。
電解の初めから陽極に近い電解液に青い着色が展
開するが、これはコバルトの溶解を示すものであ
る。電解液の化学分析は、コバルトが溶液になつ
ていることを実際に確認するものである。電解の
過程において測定した陽極の電気化学ポテンシヤ
ルは表に示す通りである。 実施例 5 Co(CH3CO22・4H2O25g、Ni(CH3CO22
4H2O12.5gおよびNH4CH3CO27.7gを
CH3OH500mlに溶解する。粒状活性炭4gを加
え、空気・アンモニア流をこの溶液を通して2時
間吹込む。次いで、過して活性炭を除去する。 実施例2(a)における如く調製し、実施例2(b)に
おける如く過酸化水素を以て自燃発火した電極を
この酢酸ニツケルヘキサミン(hexammine)
およびコバルトヘキサミン溶液中に15分間浸漬
し、次いで水を切り、空気乾燥し、次に450℃に
おいて1時間焼成する。 X線回折による触媒層の検査は、これがニツケ
ル、NiCo2O4のスピネル相ならびに少量のNiO,
Co3O4およびAl2O3を含んであることを示してい
る。 得た電極を実施例1におけると同条件下におい
て陽極として用いる。1A/cm2の電流密度下80℃
における電解の過程において測定した電気化学ポ
テンシヤルは表に示す通りである。 実施例 6 実施例2(a)における如く電極を調製し、次いで
6時間空気を吹込んで水中で自燃発火する。次い
で、この電極を1につきCo(NO32
6H2O58.20g、Fe(NO33・9H2O161.6gおよび
クエン酸30gを含む溶液中に浸漬する。水を切つ
た後、電極を80℃において真空乾燥し、次いで
450℃において空気中で1時間焼成する。 X線回折による触媒層の検査は、これがニツケ
ル、CoFe2O4のスピネル相ならびに少量のNiOお
よびFe3O4を含んでいることを示している。 この陽極の電気化学ポテンシヤルの推移は、
1A/cm2の定電流密度の場合の電解時間に応じて
表に示す通りである。 実施例 7 細分ニツケルで被覆する電極を実施例2(a)にお
ける如く調製する。蒸留水で洗浄した後、実施例
2(b)に記載する如く、電極中に残存する水素を過
酸化水素を以て酸化する。 次いで、この電極を、1につきSr
(NO3221.16g、La(NO33・6H2O43.30g、Co
(MO32・6H2O58.20gおよびクエン酸20gの溶
液内に20分間浸漬する。さらに、電極を水切り
し、次いで、温度を500℃にした空気中の炉内に
1時間入れる。 X線回折による触媒層の検査は、これがニツケ
ル、良く結晶化していないLaxSr1-xCoO3型の相
ならびに少量のNiO、SrOおよびCo3O4を含んで
いることを示している。 得た電極は実施例1におけると同条件下におい
て陽極として用いる。1A/cm2の電流密度下80℃
における電極の過程において測定したその電気化
学ポテンシヤルは表に示す通りである。 実施例8 (比較例) Sr(NO3210.58g、La(NO33・6H2O21.65g
およびCo(NO32・6H2O29.10gを蒸留水500mlに
溶解し、次いで−196℃の液体窒素を入れた等温
容器内にこの溶液を雨下せしめることによつて、
La0.5Sr0.5CoO3なる組成を有する混合酸化物の粉
末を調整する。このようにして得る凝固生成物の
球を次いで減圧下で脱水(凍結乾燥)し、次に温
度を500℃にした炉内で空気中で熱分解する。焼
成物を乳鉢内で粉砕し、次いで得られる粉末2g
をPTFE(Dupont de Nemours社テフロン30の
分散液)0.6gおよび水40cm3と混合する。次いで、
この懸濁液を加熱板上に置いた実施例1のものと
同一のグリツドの両面に吹付けガンを用いて吹付
ける。このようにして、電極1cm2につき15mgのコ
バルトを主成分とする酸化物を担持せしめる。終
りに、320℃において30分間空気中焼成を行う。 次いで、この電極は実施例1におけると同様の
条件下において陽極として用いる。この電極の電
気化学ポテンシヤルおよびその経時推移は表に
示す通りである。 実施例9 (比較的) 実施例1において用いたものと同一のグリツド
の表面に5μmの市販ニツケルexカルボニル粉末
(Baudier―Poudmet77NM5μ)および増粘剤
(ニトロセルロース)のアセトン溶液より成るス
ラリーを担持せしめることによつて、ニツケル・
フリツトで被覆する電極を調製する。電極は、先
ず、その温度を漸次180℃にまでして空気中の脱
ガスをし、次いで850℃において30分間水素添加
窒素中において熱処理する。その半融層の厚さは
95μmである。 この電極を、次いで、1につきSr
(NO3221.16g、La(NO33・6H2O43.30g、Co
(NO32・6H2O58.20gおよびクエン酸20gを含
む溶液中に20分間浸漬する。さらに、電極を水切
りし、次いで温度を500℃にした空気中の炉内に
1時間入れる。 得た電極は実施例1におけると同一の条件下に
おいて陽極として用いられる。1A/cm2の電流密
度下80℃における電解の過程において測定したそ
の電気化学ポテンシヤルは表に示す通りであ
る。 実施例 10 細分ニツケルで被覆した電極を、Ni48重量%、
Ti2重量%およびAl50重量%を含む合金の粉末を
出発物質として用いて、実施例2(a)における如く
調製する。 この電極を、実施例7における如く、硝酸コバ
ルト、硝酸ランタンおよび硝酸ストロンチウムな
らびにクエン酸を含む溶液を以て含浸し、次いで
同条件下において熱処理を行う。 X線回折による検査は同じ相に加えるに少量の
酸化チタンの存在を示している。 終りに、電極を実施例1におけると同様の条件
下において陽極として用いる。1A/cm2の電流密
度下80℃における電解の過程において測定したそ
の電気化学ポテンシヤルは表に示す通りであ
る。
【表】 これらの成績は、本発明による実施例の電極
が、同一条件下において用いられる、従来の技術
を代表する電極よりも低い電位において、従つて
一層弱い電圧を以て酸素を放出し得ることを示し
ている。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 5〜150nmの大きさを有するニツケル粒子よ
    り成り、0.5〜50nmの直径を有する細孔を示し、
    かつ1〜120m2/gの比表面積を呈するニツケル
    層を以て被覆した金属担体を備え、前記ニツケル
    層がその表面に1種のコバルト含有酸化物を有し
    ていることを特徴とする電極。 2 (a) 金属担体にニツケルおよびアルミニウム
    を含む合金を担持せしめ、 (b) アルミニウムの少なくとも大部分を除去し
    て、特許請求の範囲第1項記載の極めて微細に
    細分したニツケル層を得るようにし、 (c) 前記ニツケル層上に少なくともコバルトある
    いは少なくとも1種のコバルト化合物を担持せ
    しめ、しかして (d) 得られる担持物をコバルト含有酸化物に変換
    せしめる 方法により得られることを特徴とする、特許請
    求の範囲第1項記載の電極。 3 工程(a)において用いるニツケル・アルミニウ
    ム合金が各金属を45〜55重量%含んでいることを
    特徴とする、特許請求の範囲第2項記載の電極。 4 工程(a)における合金の沈着がプラズマ・トー
    チを用いて行われることを特徴とする、特許請求
    の範囲第2または3項記載の電極。 5 工程(a)において合金に被覆される金属担体が
    200〜800℃において工程(b)前に1〜8時間焼なま
    しに付せられることを特徴とする、特許請求の範
    囲第2〜4項のうちのいずれか1項記載の電極。 6 工程(b)において、アルミニウムの除去が苛性
    ソーダまたは苛性カリによる侵蝕によつて行われ
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第2〜5項
    のうちのいずれか1項記載の電極。 7 工程(b)後において、極めて微細に細分した多
    孔性ニツケル層に被覆された担体が、工程(c)前
    に、過酸化水酸とのアルカリ溶液中での接触ある
    いは空気の吹込みによる自燃発火
    (d′epyrophorisation)に付せられることを特徴
    とする、特許請求の範囲第2〜6項のうちいずれ
    か1項記載の電極。 8 極めて微細に細分した多孔性ニツケルの層を
    以て被覆する担体が、工程(c)において、少なくと
    も1種のコバルト化合物を含む溶液によつて含浸
    せしめられ、溶媒の蒸発後、前記コバルト化合物
    が工程(d)において熱分解によつて酸化物に変換さ
    れることを特徴とする、特許請求の範囲第2〜7
    項のうちのいずれか1項記載の電極。 9 工程(c)における含浸に用いる溶液がその他に
    ゲル化剤を含んでいることを特徴とする、特許請
    求の範囲第8項記載の電極。 10 細分ニツケル層が5〜500μmの厚さを有し
    ていることを特徴とする、特許請求の範囲第1〜
    9項のうちのいずれか1項記載の電極。 11 前記ニツケル層において、ニツケルの50重
    量%に到るまでの部分が同重量のマンガン、鉄、
    コバルト、ニオブおよびタンタルのうちより選ば
    れた少なくとも1種の金属を以て代えられ、およ
    び/またはニツケルの15重量%に到るまでの部分
    が同重量のマグネシウム、アルミニウム、珪素、
    チタン、バナジウム、銅、亜鉛、ジルコニウム、
    モリブデン、錫、ランタン、ハフニウム、タング
    ステン、鉛および蒼鉛のうちより選ばれた少なく
    とも1種の金属を以て代えられることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第1〜10項のうちのいずれ
    か1項記載の電極。 12 前記ニツケル層において、ニツケルの15重
    量%に到るまでの部分が同重量のチタンを以て代
    えられていることを特徴とする、特許請求の範囲
    第1〜11項のうちのいずれか1項記載の電極。 13 コバルト含有酸化物の量が細分ニツケル層
    の1〜30重量%であることを特徴とする、特許請
    求の範囲第1〜12項のうちのいずれか1項記載
    の電極。 14 前記コバルト含有酸化物が少なくとも一部
    はCoO,Co3O4,Co2O3のうちより選ばれた1種
    の単酸化物、Aがチタン、バナジウム、マンガ
    ン、鉄、ニツケル、銅、亜鉛、ゲルマニウムおよ
    び錫のうちより選ばれた1種の金属を示す
    ACo2O4型の1種のスピネル複酸化物、Bがアル
    ミニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、
    ガリウム、およびインジウムのうちより選ばれた
    1種の金属を示すCoB2O4型の1種のスピネル複
    酸化物、あるいはLnがランタニド系の1種の金
    属を示し、Mが1種のアルカリ土金属を示し、x
    が0〜1の値を有するLn1-xMxCoO3型の1種の
    ペロブスカイト複酸化物、さらにはまたコバルト
    の過半に満たざる割合が同重量のニオブ、モリブ
    デン、アンチモン、タンタル、タングステンおよ
    びウランのうちより選ばれた1種の金属を以て代
    えられている上記の型の1種のペロブスカイト複
    酸化物の形態であることを特徴とする、特許請求
    の範囲第1〜13項のうちのいずれか1項記載の
    電極。 15 前記コバルト含有酸化物が少なくとも一部
    は、Bが鉄を示すCoB2O4型の1種のスピネル複
    酸化物の形態であることを特徴とする、特許請求
    の範囲第1〜14項のうちのいずれか1項記載の電
    極。 16 前記コバルト含有酸化物が少なくとも一部
    は、Lnがランタンを示し、Mがストロンチウム
    を示すLn1-xMxCo3型の1種のペロブスカイト複
    酸化物の形態であることを特徴とする、特許請求
    の範囲第1〜14項のうちのいずれか1項記載の
    電極。 17 ニツケルが5〜50nmの粒子の形態で存在
    し、2〜10nmの細孔を示し、10〜80m2/gの比
    表面積を呈することを特徴とする、特許請求の範
    囲第1〜16項のうちのいずれか1項記載の電
    極。 18 アルカリ性媒質中なので水の電解法におい
    て陽極とに用いられる特許請求の範囲第1〜17
    項のうちのいずれか1項記載の電極。
JP57225757A 1981-12-21 1982-12-21 特にアルカリ性媒質中における水の電解に利用し得る、酸素放出のための弱い過電圧を示す、触媒の被覆する電極 Granted JPS58136789A (ja)

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