JPS5834185A - 電解用陰極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発ｆ１杜、アルカリ金属〕ｓ　ｇ　／ン化物水Ｓ＊中
アルカリ水溶ＩＩ［勢の電解に用いるＯｔｃ適し九電解
用陰極に関するものであシ、水素過電圧が低く、アルカ
リに対して耐食性があシ且つ活性持続性が優れた電解用
陰極を提供するものである。

従来、アルカリ金属）１０ゲン化物水ＩＩＩＩＩＩ１等
の電解に用いる陰極として社、鉄部が用いられてきたが
、これらは水素過電圧がＴｏｔＪ＞低くないので、電力
費の高騰に伴い、よシ低い水素過電圧の陰極の開発が必
費となう九。

現在、水素過電圧の点から有力視されているのはｘｙケ
ルの多孔質被覆を有する陰極であ゛漬、多孔質ニッケル
被覆層の形成方法として、粉末状のニッケルを溶射によ
シ鉄系素地に四着させゐ方法（＃Ｍｌｉ５２−３２８５
２）、粒子状＝　ｙ　？　ｋ　ト粒子状アルミ１ウムの
１合糎車を湊射後アル々具つムを溶出する方法（特開４
５２−３４５８３）、及びニッケルとアルイエりムＯ相
互拡散合金層からアル建具りムを溶出してラネーニッケ
ルの表面層を形成する方法（特開昭５５−８１４８４）
＄がある。

しかしながら、溶射法によ多形成されるニッケルの被覆
層は、化学的耐食性の点で不十分であシ、電解槽の通電
停止時の電流変化に基づく陽分極によｎ＝ニッケル溶出
が起とｐやずいという問題が参った０本発明看は、金属
よシも化学的耐食性に優れ、且つ陽分極によ）影響を受
けない材質について、連射Ｏ可能性及び電気化学的特性
を検討し、水素過電圧及び耐食性ともに優れ九電解用陰
極を提供すべく研究した結果、溶射される材質として酸
化ニッケルを見い出し、本発明に到達したものである。

本願第１の発明は、導電性基体表面上に、溶射によｐＨ
化ニッケルの被覆層を設けてなる電解用陰極に関する。

まえ、本願第２の発明は、導電性基体表面上に、溶射に
よ〉酸化ニッケルと犠牲金属との混合被覆層を設は九畿
、腋被榎層よル犠牲金属を溶出除去してなる電解用陰極
に関する。

導電性基体としては、鉄、ニッケル、鋼又れこれらの合
金等が用いられるが、酸化ニッケルの又は酸化ニッケル
を含む溶射層との結合力を高めるために鉄、ニッケル、
銅又はこれらの合金からなる基材上にニッケルを溶射し
たものを基体として用いるのが望ましい。

本願第１の発明においては、導電性基体表面上に、溶射
によシ酸化ニッケルの被覆層を設ける。

酸化ニッケルは５〜２００μ程度の粉末を使用する。溶
射は、プラズマ溶射、火炎溶射のいずれでもよく、溶射
によ多形成される酸化ニッケルの被覆層の厚さは２０，
４以上、好ましくは５０〜２００Ｐである。

本願第２の発明においては、導電性基体表面上に、溶射
によシ酸化ニッケルと犠牲金属との混合被覆層を般社た
後、諌被覆層よシ犠牲金属を溶出除去する。

犠牲金属としては、アルミニウム、”亜鉛、スズ等であ
り、このうち特に好ましい犠牲金属はアルミニウムであ
る。

酸化ニッケルと犠牲金属紘各々５〜２００Ｐ程度の粉末
を使用し、あらかじめ混合したものを溶射してもよいし
、また溶射ガンを２個以上用意し、酸化ニッケルと犠牲
金属とを別々のガンから同時に溶射してもよい。

酸化ニッケル粉末と犠牲金属粉末との割合は、陰極の水
素過電圧と耐久性の両者の兼ね合いから、体積百分率で
酸化ニッケル粉末５０〜９０％、犠牲金属５０〜１０１
ＪＩからなる範囲が好ましく、特に好ましくは酸化ニッ
ケル粉末６０〜７０−１犠牲金属４０〜５０−の範囲で
ある。犠牲金属が１０−以下で社、犠牲金属の滲出によ
る水素過電圧低下の効果がなく、犠牲金属が５０−以上
では耐久性が劣るようになる。尚、酸化ニッケル粉末の
一部を具ツケル粉末で置きかえることもできる。

溶射はプラズマ溶射、火炎溶射のいずれを用いることも
でき、溶射によ多形成される被覆層の厚さはｓａｐ以上
、好ましくａ５０〜３００ｐである。

溶射後、犠牲金属の拡散を良くするためには、６０〜７
０℃で１〜３時間加熱処理するのが望ましい。

上記のようにして、酸化ニッケルと犠牲金属との混合被
覆層を設けた後、被覆層中よシ犠牲金属を溶出除去する
。仁の溶出は力七イソーダ等のアルカリ中に浸漬するこ
とにより行う、溶出の条件は、被覆層中の犠牲金属の種
類、成分量によっても異なるが、はじめ５重量−１ｉ度
の低鎖度カセイソーダ涛液中に一昼夜浸漬後、２０〜３
０重量−の高濃度カセイソーダ溶液中に数時間浸漬する
方法が被覆に耐久性を持たせる上で望ましい。

本願第１０発明の酸化ニッケルの溶射被覆を有する論極
拡、ニッケルの溶射被覆を有する陰極よりも、水素過電
圧、耐食性ともに優れたものである。また、本願第２の
発明の酸化ニッケルと犠牲金属との混合溶射被覆から犠
牲金属を溶出除去してなる陰極線、微多孔質の酸化ニッ
ケル被覆を有し、水素過電圧値が更に低く、優れたもの
となる。

実施例１ 軟鋼板（２００■×６００■）、ニッケル板（２００■
×６００■）、及び軟鋼板にプラズマ溶射によｐニッケ
ル層（厚さ５０μ）を設けた一基板（２００■×６００
閤）各々に粒径１０〜１００μの酸化ニッケル粉末をプ
ラズマ溶射して試料１〜３を作成した。グッズマ済射に
敵、プラズマダイン社製プラズマトｏｙＳＱ１００を使
用し、形成された酸化ニッケル層の厚さはいずれも１０
０μであうた。各試料から３０ｍＸ３０■の試片を切ｐ
出し、下記の条件下で陰極としての初期水素過電圧を測
定しえ。

水酸化ナトリクム水ｓｅｎ度　　　　　　１０ｗｔ％温
　　度　　　　　　　　　　　　　　　　　　７５℃電
ｔＩＩ１１１度　　　　　　　　　　　　　　５０　Ａ
／ｄｍ”陽　極　　　　　　　　　　　　　ニッケル板
照會電１ｉ　　　　　　　　　　　　　　　Ｈｐ／Ｈｔ
Ｏ上記の１〜３の試料を各々陰極として用い、陽極とし
てルテニウム酸化物被覆チタンを使用し、會フッ素スル
フォン駿系イオン交換膜（デ瓢ボン社製ナフィオン２２
７）で仕切られ九イオン交換属電解槽において食塩の電
解を行った。電流密度はｓ　ｏ　Ａ／ｄｍ”、陰極室か
らの抜き出しカセイソーダ水溶液の濃度は２０重量−と
した。１２０日間の連続運転を行った後、上記と同様に
して電解試験後の水素過電圧を測定した。

初期水素過電圧及び電解試験後の水素過電圧の測定値を
表１に示す。また、電解槽の停止と通電を１０回繰ｐ返
し友が、陰極電位及び陰極表面層に変化は見られなかっ
た。

表　１ 比較例１ 軟鋼板（２００■×６００■）に、グッズマダイン社製
グツズ！トロン８Ｇを使用して粒径１０〜１００μのニ
ッケル粉末をプラズマ溶射して１００μの厚さのニッケ
ル層を形成した試料から５０■Ｘ３０−の試片を切夛出
し、実施例１と同様にして初期水素過電圧及び電解試験
後の水素過電圧を測定し九とζろ各々２４０　ｍＶ、２
５０　ｍＶであった。

実施例２ 軟鋼板にプラズマ溶射によシニッケル層（厚さ５０Ｐ）
を設は九基板（２００ｗＸ’６００■）に、酸化ニッケ
ル粉とアル建ニウム粉（いずれも粒径１０〜１００声）
からなり、体積百分率が各々５０１５０．６０／４０．
７０／３０．８０／２０の混合粉末をプラズマダイン社
製プラズマ溶射シＢＧ１００を使用しプッズ−ｆ＃ｌｌ
射し、試料４〜７を作成し友。

被覆層の厚さはいずれ４１００μとした。各試料から５
０箇×３０−の試片を切９出し、５重量−のカセイソー
ダ水溶液に一昼夜浸漬後、２０重量−のカセイソーダ水
溶液に５時間浸漬し、更に同Ｓｍ中７０〜７５℃に加温
状態で５時間浸漬して被覆層中からアル（＝ラム成分を
溶出除去した。

このようにして作成された試料について実施例１と同様
にして初期水素過電圧を測定し、また、実施例１と同様
の電解条件下２５０日電解試験を行っ死後の水素過電圧
をＩｌｌ定した結果を表２に示す。

また、電解槽の停止と通電を１０回繰り返したが、陰極
電位及び陰極表面に変化は生じなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　導電Ｉｋｍ体表面上に、溶射によ〉酸化ニッ
   ケルＯ被覆層を設けてなる電解用陰極。 に）導電性基体が、鉄、ニッケ・ル、銅又社これらＯ合
   金かｂｔｋｈａ＃上Ｋｘツケルを溶射したもＯ″ｅ魯り
   特許請求０１１１１第（１）項記載の電解用陰極。 に）導電愉基体貴藺上に、溶射によ〕酸化品ツケルと１
   憧金属とＯ１１金被覆層を設けた後、該被覆層よｐ＠牲
   金金属１１１出除去してなる電解用−極。 （旬　体積１分率で、酸化品ッケル看車５０〜９０−と
   犠噛金属湯車ｓＯ〜１０４０割会で溶射する善許請京Ｏ
   聰閤第に）項記載０電鱗用陰極。 に）１愉金属がアル電エクムである特許請求の範囲第に
   ）項記載Ｏ電解用陰極。 （句　導電性基体が、鉄、ニッケル、銅又は辷れらＯ合
   金からｔｋる基材上にニッケルを湊射しえもＯ″ｅ番る
   特許請求ｏｍｗｓ第（句項記載の電解用陰極。