JPS5813629B2 - 海水電解用陰極 - Google Patents

海水電解用陰極

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JPS5813629B2
JPS5813629B2 JP49060157A JP6015774A JPS5813629B2 JP S5813629 B2 JPS5813629 B2 JP S5813629B2 JP 49060157 A JP49060157 A JP 49060157A JP 6015774 A JP6015774 A JP 6015774A JP S5813629 B2 JPS5813629 B2 JP S5813629B2
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ジユセツペ・ビアンキ
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DAIYAMONDO SHAMUROTSUKU TEKUNOROJIIZU SA
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Description

【発明の詳細な説明】 （開示の摘要） 外面の少くとも一部に、パラジュウムと鉛との合金の被
覆を有する導電性電極基体より成る海水電解用陰極。
（当技術分野の状態） 従来、電解反応に使用するための種々なる陰極が研究さ
れており、またパラジュウムは海水の電解時に陰極に於
ける水素発生時に使用されているが、それらの従来の陰
極は、パラジュウム被覆が水素発生条件のもとで充分な
機械的安定性を有していないために、満足なものではな
かった。
例えばチタンのようなバルブメタル基体上のパラジュウ
ム被覆の機械的安定度は、パラジュウム被覆を逆に透過
してのバルブメタル基体内への水素の拡散量によって異
なる。
被覆及び基体金属への吸着水素の拡散は次の機構によっ
て行われるものと推定される。
１ 水素の放出 Ｈ＋＋ｅ−→Ｐｄ被覆上に吸着されたＨ０２ Ｐｄ被
覆とチタン基体との間の界面を経ての吸着水素の拡散。
３ チタン基体を経ての水素の拡散。
４ （ＴＩＨ２）相の沈殿。
水素の拡散は、被覆とバルブメタル基体との間の界面に
於ける活性被覆に「フクレ」を生じさせると共にそれを
脆弱化し、その結果、被覆の損失をもたらす。
また水素は基体内にも侵入して好ましからぬバルブメタ
ル水素化物を形成する。
水素発生に対する電気触媒活性はパラジュウムに於ける
電子孔の濃度によって異なり、水素の発生は次の式によ
って行われる。
Ｈ ＋＋．ｅ−→吸着されたＨ 吸着吸着され
たＨ十Ｈ”＋ｅ−→Ｈ２ 脱着２ Ｈ”＋ ２
ｅ一→Ｈ２ 総合反応故に水素の発生を促進
すると共に、被覆を経ての水素の拡散を減少するために
は、電気触媒活性を増大させることと、１よりも僅かに
小なる吸着脱着比とを得ることが望ましい。
（発明の目的） この発明の目的は、外面の少くとも一部にパラジュウム
と鉛との合金の被覆を有する導電性電極基体より成る新
規な海水電解用陰極を提供することにある。
この発明の他の目的は、導電性電極基体と、前記基体の
一方側面上のパラジュウムと鉛との合金より成る陰極被
覆と、前記基体の他方側面上の陽極被覆とより成る新規
な海水電解用複極電極を提供するにある。
この発明の以上の目的及びその他の目的、並びにその利
点は以下のこの発明の詳細な説明によって明らかになる
筈である。
（発明の概要） この発明の新規な陰極は、外面の少くとも一部にパラジ
ュウムと鉛との合金の被覆を有する導電性電極基体より
成る。
パラジュウム被覆に於ける鉛のパーセントは５０重量係
までの値で、とりわけ１０−３５重量％の範囲内が望ま
しい。
電極基体は、鉄、ニッケル、鉛、銅等の金属及びその合
金のような任意の導電性材料で形成しても差支えないが
、特に例えばタングステン、チタン、タンタル、ニオブ
、アルミニウム、ハフニウム、パナジウム及びジルコニ
ウムのようなバルブメタル並びにそれら金属の２種又は
２種以上の合金で形成するのが望ましい。
またバルブメタル電極基体は、バルブメタルの酸化物層
又は白金族金属類のうちの一金属のような他の金属の被
覆層の如き中間層を有していても差支えない。
電気触媒性被覆は基体の外面の僅かに５％ほど被覆して
いても差支えないが、５０−１００％被覆しているのが
望ましい。
この発明の陰極は、そのまま使用することもできれば、
或いは複極式電解槽に使用するための複極電極を製造す
るのに使用することもできる。
例えばチタンのようなバルブメタル基体の一方の側面を
陰極鉛−パラジュウム被覆層で被覆し、他方の側面を白
金族金属又は酸化白金族金属又はバルブメタルと白金族
金属との混合結晶酸化物のような陽極被覆層で被覆する
。
この種の陽極被覆層については英国特許第１，１４７，
４４２号及び第１，１ ９ ５，８ ７ １号明細書に
記載されている。
この発明の陰極は特に水性媒質中に於ける電解反応に有
用である。
特にそれらの陰極は、長期に亘る操作時にも低陰極電位
を有するのみならず、恐らく被覆及びバルブメタルの「
フクレ」及び脆弱化の原因となる被覆を経ての水素の逆
拡散が少いために優秀な機械的定安性を有しているので
、海水電解に於ける水素発生用として有用である。
この発明の新規な陰極を製造するには、パラジュウムと
鉛との熱分解性塩の混合物の溶液を導電性電極基体に塗
布し、それを乾燥させ、こうして被覆した電極基体を加
熱して、外面の少くとも一部にパラジウムと鉛との合金
の被覆を有する陰極を形成する。
前記熱分解性塩の溶液は、水又は、水と例えばエタノー
ル又はイソプロパノールのような水混和性有機溶剤との
混合物のような水性媒質が望ましい。
また熱分解性塩は例えばハロゲン化物、亜硝酸塩、硫酸
塩、スルホン酸塩等のような任意の適当な塩でも差支え
ないが、経済上の理由と水に溶解性であることから、特
に塩化物が望ましい。
また溶液は多少アルカリ性であることが望ましい。
被覆した陰極は準備工程に於いて加熱して予め水性溶剤
を蒸発させてもよく、その後２金属の合金を形成するの
に充分な高温に於いて加熱する。
熱分解は、空気中で酸化物を形成するには不充分な温度
に於いて行うか、或いは、例えば窒素又はアルゴンのよ
うな不活性雰囲気内で行う。
望ましい加熱温度範囲は２５０−６００℃であるが、特
に４００−５５０℃の範囲が望ましい。
塗料は一回に塗布しても差支えないが、これを多数回に
わたって塗布すれば最適の結果が得られる。
即ち１ ５−２０回塗布し、その都度塗布層を加熱し、
最終回の塗布後には中間加熱時間よりも長時間加熱して
被覆を形成すれば最適の結果が得られる。
なお、塗料塗布のたびにそれを加熱した後、電極を空気
中で又は不活性雰囲気中で自然冷却させる。
以下次に掲げるこの発明の実施例によってこの発明を具
体的に説明する。
但しそれによってこの発明をそれらの実施例のみに限定
するものでないことは言うまでもない。
例１ １６個のチタン板試料（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を、共沸
２０％ＨＣＩ中で還流温度に於いて４０分間に亘って腐
食させた。
腐食処理後にチタン試料を、次の表１に示すそれぞれ異
った液体塗料で塗布した。
表１に示すアンモニア水溶液はアンモニアを２．６３重
量％含有していた。
表１中、金属の量は遊離金属として計算した量である。
これらの塗料を試料にそれぞれ２０層に塗布し、第１９
層までは塗布後に炉中で次の表２に示す制御雰囲気内で
３００℃に於いて１０分間熱分解させた後、同一雰囲気
内で冷却させた。
塗料の最終塗布（２０回目）後に、前記雰囲気内で４０
０℃に於いて１時間に亘って試料を終熱処理した後、そ
の雰囲気内で冷却させた。
次いでそれら１６個の試料を２ ０ ０ ０ Ａ／ｍ２
に於いての海水の電解用として試験した。
３０００−６０００時間の操作後に陰極電位と被覆の重
量損失とを測定し、次の表３に示す結果を得た。
前掲の表３は、鉛一パラジウム合金中に３３．３重量％
の鉛を含有する陰極により最適の低陰極過電圧が得られ
ることと、また被覆の低重量損失から明らかなようにそ
の被覆の機械的性状も極めて良好であることとを示す。
以上この発明をその実施例によって具体的に詳述したが
、それを以ってこの発明をそれらの実施例のみに限定す
るものではなく、この発明の精神を逸脱せずして種々改
変を加えて多種多様の変形となし得ることは言うまでも
ない。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 外面の少くとも一部に、パラジュウムと鉛との合金
    の被覆を有する導電性電極基体より成る海水電解用陰極
    。
JP49060157A 1973-06-25 1974-05-28 海水電解用陰極 Expired JPS5813629B2 (ja)

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