SE457004B - Elektrolyselektrod med ett mellanskikt mellan substrat och elektrodbelaeggning samt foerfarande foer framstaellning av elektroden - Google Patents

Elektrolyselektrod med ett mellanskikt mellan substrat och elektrodbelaeggning samt foerfarande foer framstaellning av elektroden

Info

Publication number
SE457004B
SE457004B SE8501026A SE8501026A SE457004B SE 457004 B SE457004 B SE 457004B SE 8501026 A SE8501026 A SE 8501026A SE 8501026 A SE8501026 A SE 8501026A SE 457004 B SE457004 B SE 457004B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
electrode
oxide
intermediate layer
substrate
substance
Prior art date
Application number
SE8501026A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8501026L (sv
SE8501026D0 (sv
Inventor
H Asano
T Shimamune
K Hirao
R Hirayama
Original Assignee
Permelec Electrode Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Permelec Electrode Ltd filed Critical Permelec Electrode Ltd
Publication of SE8501026D0 publication Critical patent/SE8501026D0/sv
Publication of SE8501026L publication Critical patent/SE8501026L/sv
Publication of SE457004B publication Critical patent/SE457004B/sv

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091—Electrodes 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
    • C25B11/093—Electrodes 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 at least one noble metal or noble metal oxide and at least one non-noble metal oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
    • C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
    • C25B11/061—Metal or alloy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Description

457 004 bibehålla en låg kloröverspänning under lång tidrymd sâsom“““”" elektroder för generering av klor.
När de ovan nämnda metallelektroderna användas såsom anoder vid elektrolys för framställning av syre eller elektrolys varvid bildning av syre innefattas ökar emellertid anod- överspänningen gradvis. I extrema fall passiveras anoden och det blir därför omöjligt att fortsätta elektrolysen.
Fenomenet med passivering av anoden antages orsakas huvud- sakligen av bildning av elektriska icke-ledande titanoxider som erhållas genom (1) oxidation av titanbasmaterialet med syre av den elektrodbeläggningsersättande oxidsubstansen själv, (2) syre som diffunderar-permeaerar_genom elektrod- beläggningen eller (3) elektrolyten.
Bildning av sådana elektriskt icke-ledande oxider i gräns- ytan mellan basmaterialet och elektrodbeläggningen orsakar att elektrodbeläggningen skalas av. Detta orsakar problem, t.ex. förstöring av elektroden.
,Elektrokemiska processer vid vilka anodprodukten är syre, eller varvid syre bildas vid anoden såsom en sidoreaktion, inkluderar (1) elektrolys med användning av ett svavelsyra- bad, ett salpetersyrabad, ett alkalibad eller liknande, (2) elektrolytisk separation av krom (Cr), koppar (Cu), zink (Zn) eller liknande, (3) olika typer av elektroplätering, (4) elektrolys av utspätt saltvatten, havsvatten, saltsyra, eller liknande, och (5) elektrolys för framställning av klorat, o.s.v. Dessa processer är alla industriellt bety- delsefulla. De ovan beskrivna problemen har emellertid hindrat användning av metallelektroder vid dessa processer.
US patentet 3 775 284 beskriver ett förfarande för att över- É 'vinna passivering av elektroden på grund av inträngning ' _(permeation) av syre. Vid denna metod åstadkommas ett bar- ¿riärskikt av en platina(Pt)-iridium(Ir)-legering eller av _ É L___í 457 004 en oxid av kobolt (Co), mangan (Mn), bly (Pb), palladium (Pd) och Pt mellan det elektriskt ledande substratet och elektrodbeläggningen.
De substanser som bildar det intermediära barriärskiktet förhindrar diffusion-permeation av syre under elektrolys i viss grad. Dessa substanser är emellertid elektrokemiskt mycket aktiva och reagerar därför med den elektrolyt som passerar genom elektrodbeläggningen. Detta ger elektrolys- produkter, exempelvis gas, på ytan av det mellanliggande (intermediära) barriärskiktet, vilket ger upphov till ytter- ligare problem. Såsom exempel försämras eller förstöres vid- häftningen av elektrodbeläggningen på grund av fysiska och kemiska inverkningar av elektrodbeläggningen så att denna avskalas eller avflagar före slutet av livslängden hos substansen i elektrodbeläggningen. Ett annat problem är att korrosionsbeständigheten hos de erhållna elektroderna är dålig. Den metod som beskrives i US patentet nr 3 775 284 ger sålunda icke elektrolyselektroder som har hög bestån- dighet.
Japanska patentansökan (OPI) nr 40 381/76 (uttrycket "OPI" som användes häri avser "publicerad icke patenterbarhets- prövad patentansökan") beskriver ett intermediärt belägg- ningsskikt innefattande tennoxid dopad med antimonoxid för beläggning av anoden. Den anod som användes är emellertid en anod avsedd för framställning av klor, och sålunda uppvi- sar en elektrod försedd med en intermediär beläggningsbil- dande substans, som beskrives i den ovannämnda publikationen icke bildning av syre.
US patentet nr 3 773 555 beskriver en elektrod med ett skikt av en oxid av t.ex. Ti och ett skikt av en platinagruppme- tall eller en oxíd därav laminerad och belagd på elektroden. Denna elektrod har emellertid problemet att när den användes vid elektrolys varvid bildning av syre före- kommer, uppträder passivering. 457 004 -Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning gör det möjligt att övervinna de ovan beskrivna problemen. Speciellt är det sålunda ett ända- mål med föreliggande uppfinning att åstadkomma elektrolys- elektroder som är speciellt lämpade för användning vid elektrolys vid vilken bildning av syre innefattas, d.v.s. som är beständiga mot passivering och har lång varaktighet.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för framställning av sådana elektrolyselektroder.
De ovan beskrivna ändamålen uppfyllas med: (I) (n) (a) (b) (c) (i) stående av titan (Ti) och tenn (Sn), vardera med ett valenstal av 4, och (ii) stående av aluminium (Al), gallium (Ga), järn (Fe), kobolt (Co), nickel (Ni) och tallium (Tl), vardera med ett valenstal 2 eller 3, och platina (Pt) disper- gerat i den blandade oxiden, och ett förfarande för framställning av en elektrolys- elektrod innefattande såsom steg: en elektrolyselektrod innefattande ett elektrodsubstrat av en elektriskt ledande metall, en elektrodbeläggning av en elektrodaktiv substans, och ~ ett intermediärt skikt anordnat mellan elektrod- substratet och elektrodbeläggningen, varvid det intermediära skiktet (c) innefattar en blandoxid av en oxid av minst ett ämne valt från gruppen be- en oxid av minst ett ämne valt från gruppen be- 457 004 (1) beläggning av ett elektrodsubstrat av en elektriskt ledande metall med en lösning innehållande (i) salt eller salter av Ti och/eller Sn, (ii) salt eller salter av minst en metall vald från gruppen bestående av Al, Ga, Fe, Co, Ni och Tl, och (iii) ett salt av Pt för att ge ett belagt substrat, (2) upphettning av elektrodsubstratet som är belagt med lösningen enligt steg (l) i en oxiderande atmosfär för bildning på elektrodsubstratet av ett intermediärt skikt innefattande en blandad oxid av (i) en oxid av minst ett ämne valt från gruppen be- stående av Ti och Sn, och (ii) en oxid av minst ett ämne valt från gruppen be- stående av Al, Ga, Fe, Co, Ni, Tl och Pt dispergerat i den aktiva oxiden, och (3) därefter beläggning av det intermediära skiktet med ett skikt av en elektrodaktiv substans.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Föreliggande uppfinning är baserad på upptäckten att anord- nandet av det intermediära skiktet mellan substratet och elektrodbeläggningen ger möjlighet att erhålla en elektrod som kan användas med tillräcklig varaktighet såsom anod för elektrokemiska processer vid vilka bildning av syre innefattas.
Det intermediära skiktet enligt föreliggande uppfinning är korrosionsbeständigt och elektrokemiskt inaktívt. En verkan 457 004 'av det intermediära skiktet är att skydda elektrodsubstratetï" exempelvis Ti, för att förhindra passivering av elektroden utan minskning av dess elektriska ledningsförmåga. Samtidigt bidrar det intermediära skiktet till att förbättra vidhäft- ningen eller bindningen mellan basmaterialet och elektrodbe- läggningen.
Föreliggande uppfinning r ger sålunda elektrolyselektroder som har tillräcklig varaktighet vid användning vid elektrolys för bildning av syre eller elektrolys vid vilken syre bildas såsom en sidoreaktion. Sådana processer har tidigare ansetts besvärliga att genomföra med konventionella elektroder.
Uppfinningen förklaras utförligare nedan.
Vid framställningen av elektrodsubstratet enligt föreliggan- de uppfinning kan man använda korrosionsbeständiga elektriskt ledande metaller, exempelvis, Ti, Ta, Nb och Zr och dessas baslegeringar. Lämpliga exempel är metalliskt Ti och Ti-bas- legeringar, t.ex. Ti-Ta-Nb och Ti-Pd, som tidigare använts.
Elektrodbasmaterialet kan föreligga i någon lämplig form, exempelvis i form av en plåt, en perforerad plåt, en stång eller ett nätliknande föremål.
Elektrodsubstratet enligt föreliggande uppfinning kan vara av en typ som är belagd med en platinagruppmetall, exempel- vis Pt, eller en ventilmetall (anodoxidbildande metall), exempelvis Ta och Nb, för att öka korrosionsbeständigheten och förbättra bindningen mellan substratet och det inter- mediära skiktet. šDet intermediära skiktet är anordnat på det ovan beskrivna .elektrodsubstratet och innefattar en komposit med Pt dis- pergerad i en blandad oxid av en oxid av Ti och/eller Sn ~med ett valenstal av 4 och en oxid av minst ett ämne valt _från gruppen bestående av Al, Ga, Fe, Co,-Ni och Tl med ett :.__...._.....1...__ ,....a.__.._.._..-._....._.i.. .. .. .<.......-.. ._ ..._ .. . v.. Évalenstal av 2 eller 3.
L fi... 457 004 En elektrolyselektrod innefattande ett elektrodsubstrat av en elektriskt ledande metall, såsom Ti, och en elektrodbe~ läggning av en metalloxid, vari ett intermediärt skikt av en blandad oxid av en oxid av Ti och/eller Sn och en oxid av Ta och/eller Nb finnes anordnad mellan substratet och elektrodbeläggningen anges i US patenten nr 4 481 006 och 4 484 999. Denna elektrod är beständig mot passivering och har god beständighet. Det intermediära skikt som användes i elektroden uppvisar god ledningsförmâga såsom en N-typ- halvledare. Eftersom emellertid det intermediära skiktet har begränsad bärarkoncentration var ytterligare förbätt- ring vad beträffar ledningsförmågan önskvärd.
Genom att man åstadkommer ett intermediärt skikt som uppvi- sar mycket högre ledningsförmåga än det intermediära skiktet hos elektroden enligt dessa patent har föreliggande uppfin- ning gjort det möjligt att framställa en elektrod som elimi- nerar olägenheterna som uppvisas av elektroden enligt dessa patent och erbjuder ännu högre ledningsförmåga och bestän- dighet. .
Såsom substans för bildning av det intermediära skikt som användes enligt uppfinningen har en komposit med Pt disper- gerad i en blandad oxid av en oxid av Ti och/eller Sn och en oxid av minst ett ämne valt från gruppen bestående av Al, Ga, Fe, Co, Ni och Tl visat sig vara lämpliga för ända- målet enligt uppfinningen och ger en mycket god effekt.
Substansen i det intermediära skiktet ger mycket god bestän- dighet mot korrosion, uppvisar icke någon elektrokemisk ak- tivitet och har lämplig ledningsförmàga. Uttrycket "oxid" eller "blandad oxid" är avsedd att innefatta fasta lösningar av metalloxider och metalloxider som är icke-stökiometriska eller har gitterdefekter. Vid användning häri innefattar uttrycket: "TiO2", "SnO2", "Al2O3", "Ga2O3“, "FeO“, “Fe2O ", "CoO", "Co2O3", "NiO“, "Tl2O3", etc. och ut- trycket "blandad oxid” fasta lösningar av sådana metalloxider och sådana metalloxider som är icke-stökiometriska eller har 457 004 í gitterdefekter, för att förenkla beskrivningen. --t Substansen i det intermediära skiktet, som beskrivits ovan, är någon kombination av Pt i huvudsak i en metallisk form, en oxid av en metall med en valens av 4 (Ti eller Sn) och en oxid av en metall med en valens av 2 eller 3 (Al, Ga, Fe, Co, Ni och Tl).
Speciellt kan godtyckligt av de blandade oxiderna TiO2-A12 5, TiO2-Ga2O3, SnO2-PeO, SnO2-C00, Ti02-Sn02-Co2O3, TiO2-Sn02-NiO, TíO2-Al2O3-Tl2O3, SnO2-Ga2O3-Fe2O3 Och TiO2-Sn02-Al203-Ga203 användas med fördel för att ge en fördelaktig effekt i kombination med Pt dispergerad däri.
Proportionerna av komponentoxiderna i den blandade oxiden är icke speciellt definierade och ett vidsträckt omrâde av proportioner kan användas. För skyddat bibehållande av var- aktighet och ledningsförmâga hos elektroden är det önskvärt att förhållandet av oxiden av den fyrvärda metallen till oxiden av den tvåvärda eller trevärda metallen ligger inom området cirka 95:5 till cirka l0:§0 i mol av metall. Mängden av Pt som skall dispergeras i den blandade oxiden faller _lämpligen inom området cirka l till 20 mol-% baserat på den totala mängden av ämnen som bildar det intermediära skiktet. I zßildningen av det intermediära skiktet i elektroden kan pâ- overkas fördelaktigt genom den termiska sönderdelningsmetoden ivilken innefattar stegen att pâföra en blandad lösning inne- :hållande klorider eller andra salter av komponentmetaller šavsedda att bilda det förutnämnda intermediära skiktet på Emetallsubstratet och därefter upphetta det belagda substra- štet under en atmosfär av en oxiderande gas vid temperaturer šav cirka 350 till 6000 C för att härigenom bilda en blandad šoxid. Andra metoder kan tillämpas om så önskas så länge lmetoden.kan ge bildning av en homogen, kompakt beläggning _ Imed Pt dispergerad i en elektriskt ledande blandad oxid. 457 004 'Genom den förutnämnda termiska sönderdelningsmetoden kan, '"~' Ti, Sn, Al, Ga, Fe, Co, Ni och Tl lätt omvandlas till dessas motsvarande oxider under det att Pt endast sönderdelas termiskt till metallisk platina och icke alls omvandlas till en oxid.
Den mängd substans av det intermediära skiktet som skall påföras på substratet överstiger företrädesvis cirka 5 x 10-3 mol/m2 beräknat såsom metall. Om mängden är mindre än cirka 5 x 10-3 mol/m2 som nämnts ovan ger det intermediära skikt som därefter bildas icke tillräckliga effekter.
Det pâ detta sätt framställda intermediära skiktet belägges därefter med en elektrodaktiv substans som är elektrokemiskt aktiv till bildning av den önskade produkten. Lämpliga exempel på sådana elektrodaktiva substanser är metaller, metalloxider eller blandningar därav, som har överlägsna elektrokemiska egenskaper och god beständighet. Typen av aktiv substans kan bestämmas på lämpligt sätt beroende på elektrolysreaktionen i vilken elektroden skall användas.
Lämpliga substanser som är särskilt lämpade för de i det föregående beskrivna elektrolysprocesserna vid vilka bild- ning av syre är förekommande inkluderar: platinagruppmetall- oxider, blandade oxider av platinagruppmetalloxider, samt ventilmetalloxider. Typiska exempel innefattar Ir-oxid, Ir-oxid-Ru-oxid, Ir-oxid-Ti-oxid, Ir-oxid-Ta-oxid, Ru-oxid- Ti-oxid, Ir-oxid-Ru-oxid-Ta-oxid och Ru-oxid-Ir-oxid-Ti-oxid.
.Elektrodbeläggningen kan framställas på något lämpligt sätt, -t.ex. genom termisk sönderdelning, elektrokemisk oxidation 'eller pulversintring. En särskilt lämplig metod är den ter- Émiska sönderdelningsmetod som beskrives detaljerat i US gpatenten a 711 385 och 3 632 498.
:Det exakta skälet varför anordnandet av det intermediära äskiktet, d.v.s. skiktet av de blandade oxiderna av 4-värda åoch 2- eller 3-värda metaller samt Pt dispergerad däri, mell ____l__ __J 457 004 I0 ' _ -lan metallelektrodsubstratet och den elektrodaktiva belägg: .... Q ningen ger de i det föregående beskrivna resultaten är icke helt klarlagd. Även om detta icke är bindande antages skälet vara följande.
Kristallografiskt har bekräftats att Al, Ga, Fe, Co, Ni och Ti befinner sig väsentligen i 6-koordinationstillstånd och jonradierna hos dessa metaller i ett 6-koordinerat till- stånd varierar inom området mellan ett värde cirka 10 % större än och ett värde cirka 10 % mindre än detta värde för Ti eller Sn. Detta indikerar att de blandade oxiderna av metallerna bildar ett skikt med en likformig tät fast lösning eller blandade oxider bestående huvudsakligen av en kristallfas av rutiltyp. Eftersom ett sådant intermediärt skikt innefattande en komposit av Pt fördelad i en sådan blandad oxid har hög beständighet mot korrosion är ytan av substratet som är täckt med det täta intermediära skiktet av metalloxid skyddat mot oxidation varför passivering av substratet förhindras.
I det intermediära skiktet är de 4-värda och 2- eller 3- värda metallerna samtidigt närvarande såsom oxider och de är dispergerade i de blandade oxiderna. Enligt allmänt kända principer för reglerad valens blir därför mellanskiktet en halvledare av n-typ med mycket hög elektrisk ledningsförmåga.
Vidare ger Pt som är fördelad i de blandade oxiderna hög elektronledningsförmâga åt den blandade oxiden. É :Eftersom vidare Pt är ett ämne som erbjuder extremt hög íbeständighet mot korrosion och har mycket hög potential §för bildning av syre har den låg elektrokemisk aktivitet och :reagerar generellt icke med elektroden och fungerar därför Étill att förbättra beständigheten hos elektroden. Om me- " :tallisk titan t.ex. användes såsom substrat kommer även šnär elektriskt icke-ledande Ti-bildas på ytan av substratet šunder framställningen av elektroden eller under användning åav elektroden vid elektrolys, den 2- eller 2-värda metallen' ii det intermediära skiktet att diffundera och göra Ti-oxidernal 457 004 11 till halvledare. Den elektriska ledningsförmågan hos elektro- den bibehålles sålunda och passivering förhindras.
Dessutom förbättrar materialet i det intermediära skiktet, som består huvudsakligen av oxider av rutiltyp innehål- lande dispergerad Pt, vidhäftningen eller bindningen mellan substrat av t.ex. metallisk Ti, och den elektrodaktiva be- läggningen av t.ex. platinagruppmetalloxider och ventilme- talloxider, och ökar därför elektrodens beständighet.
Uppfinningen beskrives mer detaljerat under hänvisning till följande exempel som på intet sätt är avsedda att begränsa föreliggande uppfinning. Om icke annat anges häri avser alla delar, procent, förhållanden och liknande vikten.
Exempel l En kommersiellt tillgänglig Ti-plåtmed en tjocklek av 1,5 mm och en storlek av 50 mm x 50 mm avfettades med aceton. Där- efter underkastades plåten en etsningsbehandling med an- vändning av en 20-procentig vattenlösning av saltsyra som hölls vid 1os° c. Den på detta sätt behanaiaae Ti-plåten användes såsom elektrodsubstrat.
En blandning av 10 % saltsyrablandad lösning av koboltklorid innehållande 10 g/l Co, titanklorid innehållande 10,4 g/l Ti och 10 % saltsyralösning av klorplatinasyra innehållande 10 g/l Pt belades på Ti-plåtelektrodsubstratet och torkades.
Därefter upphettades plåten 10 minuter i en muffelugn som hölls vid 5000 C. Denna behandling upprepades fyra gånger för bildning av intermediärt skikt av TiO2-Co2O3-blandoxid (molförhâllandet av Ti till Co = 80:20) innehållande 0,5 g/m Pt dispergerad däri på Ti-substratet. 2 En butanollösning av iridiumklorid innehållande 50 g/l Ir belades på det enligt ovan framställda intermediära skiktet och upphettades 10 minuter i en muffelugn som hölls vid ° ___.:___.í___._. 457 004 12 5200 C. Denna behandling upprepades tre gånger för framstälï-~ ning av en elektrod med Ir-oxid innehållande 3,0 g/m2 Ir såsom elektrodaktiv substans.
Med den på detta sätt framställda elektroden som anod och en grafitplatta såsom katod genomfördes accelererad elektro- lysprovning i en 150 g/1 svavelsyraelektrolyt vid 600 C och vid en strömtäthet 100 A/dmz. Resultaten visade att denna elektrod kunde användas på ett stabilt sätt under 420 timmar.
För jämförelse framställdes en elektrod på samma sätt som ovan med undantag av att det intermediära skiktet icke inne- höll Pt. Denna elektrod provades även på samma sätt som ovan. Resultaten visade att denna elektrod passiverades på 280 timmar och icke längre kunde användas.
Exemgel 2 Elektroder framställdes med användning av tillvägagångs- sättet enligt exempel 1 med undantag av att substansen för det intermediära skiktet och för den aktiva beläggningen av elektroden varieras såsom anges i tabell l nedan. De på detta sätt framställda elektroderna underkastades accelerad e i elektrolysprovning beträffande användningsegenskaperna.
Elektrolysen genomfördes i en vattenlösning av 150 g/1 svavelsyra såsom elektrolyt vid en temperatur av 800 C och en strömtäthet 250 A/dmz med en platinaplåt såsom katod.
Resultaten som erhölls visas i tabell 1 nedan. 457 004 13 * 0" Tabell l -------- ~ försök substrat intermediärt elektrodaktiv användnings- nr skikt substans livslängd (h) 1 'ri Pc-Tio2-A12o3 1:02 75 (75:25) 2 Ti Pt-Ti02O3-Fe203 IIO2 80 (80:20) 3 Ti Pt-TiO2-C0203- IrO2 80 SnO2 (40:50:l0) 4 Ti Pt-TiO2-Al2O3- RuO2-IrO2 45 Ga203 (50:50) (80:l0:l0) s 'ri Pt-'rio2-'r12o3 Ruoz-Iroz 38 (70:30) (50:50) 6 Ti Pt-Ti02-Al203~ RUO2-IIO2 55 F8203 (30:70) (30:40:30) 7 Ti Tí02-Al203 RuO2-IIO2 10 (jämförelse) (80:20) (50:50) Anmärkning: de numeriska värden som anges i parenteserna representerar molförhållandena av komponent- metaller med undantag av Pt. Mängden av Et i det intermediära skiktet av 0,5 g/m2 för varje elektrod. Mängden av den elektrodaktiva substan- sen var oförändrat 3 g/m2 såsom metallkomponent.
§Av resultaten i tabell l framgår att elektroderna enligt :denna uppfinning innefattande ett Pt-haltigt intermediärt šskikt hade en avgjort längre användningslivslängd och upp- :visade högre varaktighet än den elektrod (jämförelse) som innehöll ett konventionellt skikt vilket icke innehöll Pt._ 457 004 14 Énempel 3 Man framställde en elektrod med användning av tillvägagångs- sättet enligt exempel l med undantag av att en blandad oxid av SnO2-NiO med Pt dispergerad däri (Sn 80:Ni 20 metallmolförhållande, med Pt dispergerad i ett förhållande av 1,3 g/m2) användes såsom det intermediära skiktet och likartad provning genomfördes. Elektrolysprovningen genom- fördes i en 12 N NaOH vattenlösning vid en temperatur av 950 C och en strömtäthet av 250 A/dmz med en platinaplât använd såsom katod.
Denna elektrod hade en användningslivslängd av 38 timmar.
En annan elektrod framställdes för jämförelse genom upp- repning av samma tillvägagångssätt med undantag av att Pt utelämnades från det intermediära skiktet. Denna jämförelse- elektrod hade en användningslivslängd av 22 timmar. Elektro- den enligt uppfinningen visade sig sålunda ha mycket hög varaktighet jämfört med den andra elektroden.
Uppfinningen har beskrivits i detalj och under hänvisning till specifika utföringsformer därav, men det är uppenbart för en fackman att olika förändringar och modifikationer kan göras däri utan att man avviker från uppfinningstanken.

Claims (1)

1. 457 004 15 PÄTENTKRAV l' (a) (b) (0) 2. Elektrolyselektrod innefattande: ett elektrodsubstrat av en elektriskt ledande metall, en elektrodbeläggning av en elektrodaktiv substans, och ett intermediärt skikt anordnat mellan elektrodsub- stratet (a) Och elektrodbeläggningen (b), varvid det intermediära skiktet (c) innefattar en blandad oxid av: (i) en oxid av minst ett ämne valt från gruppen be- stående av titan och tenn, bâda med ett valenstal av 4, och (ii) en oxid av minst ett ämne valt från gruppen be- stående av aluminium, gallium, järn, kobolt, nickel och tallium, vardera med ett valenstal av 2 eller 3, samt platina dispergerad i denna blandade oxid. Elektrod enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av, att elektrodsubstratet (a) utgöres av titan, tantal, niob eller zirkonium eller en legering av något av dessa ämnen. 3. t e c k n a d Elektrod enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e - av, att det intermediära skiktet (c) inne- fattar en elektroledande blandad oxid av (i) TiO2 och/eller SnO2 och minst ett ämne valt från gruppen bestående av 2 203, FeO, Fe2O3, C00, Co2O3, NiO och Tl2O3, samt Pt dispergerad i denna blandade oxid. (ii) A1 03, Ga Elektrod enligt något av föregående patentkrav, _. __., _.._.._...__..|__..._ v __J 457 004 -..__..__ __ _ 16 krä n n e t e c k n a d av att den elektrodaktiva sub- --i stansen innehåller en platinagruppmetall eller en oxid därav. 5. Förfarande för framställning av en elektrolytelektrod, k ä n n e t e c k n a t av, att det såsom steg innefattar: (1) - beläggning av ett elektrodsubstrat av en elektriskt ledande metall med en lösning innehållande (i) salt eller salter av Ti och/eller Sn, (ii) salt eller salter av minst en metall vald från gruppen bestående av Al, Ga, Fe, Co, Ni och Tl, samt (iii) ett salt av Pt, för åstadkommande av ett belagt elektrodsubstrat, (2) upphettning i en oxiderande atmosfär av elektrodsub- stratet som belagts med denna lösning i steg (1) för bildning på substratet av ett intermediärt skikt in- nefattande en blandad oxid av (i) en oxid av minst ett ämne valt från gruppen be- stående av Ti och Sn, och (ii) en oxid av minst ett ämne valt från gruppen be- stående av Al, Ga, Fe, Co, Ni, Tl,och Pt dispergerad i den blandade Oxiden, och (3) därefter beläggning av det intermediära skiktet med ett skikt av en elektrodaktiv substans. f6. Förfarande enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k - 1 in a t av, att beläggningen av det intermediära skiktet imed den elektrodaktiva substansen genomföras genom termisk šsönderdelning. 'r - E7. Förfarande enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e - Et e c k n a t av, att det intermediära skiktet framstäl- Éles genom upphettning av det belagda elektrodsubstratet i 'en oxiaeranae atmosfär via cirka 350 till eoo° c. ' ________l____ _ ___J - -w -n_ s ._ _ _____._._.~_..:_. 457 004 l7 8. Förfarande enligt patentkrav 5 - 7, k ä n n e -V wnun t e c k n a t av, att elektrodsubstratet utgöres av titan, tantal, niob eller zirkonium eller en legering av något av dessa ämnen. 9. Förfarande enligt något av patentkraven 5 - 8, k ä n n e t e c k n a t av, att den elektrodaktiva sub- stansen innehåller en platinagruppmetall eller en oxid därav.
SE8501026A 1984-03-02 1985-03-01 Elektrolyselektrod med ett mellanskikt mellan substrat och elektrodbelaeggning samt foerfarande foer framstaellning av elektroden SE457004B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59038734A JPS60184691A (ja) 1984-03-02 1984-03-02 耐久性を有する電極及びその製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8501026D0 SE8501026D0 (sv) 1985-03-01
SE8501026L SE8501026L (sv) 1985-10-14
SE457004B true SE457004B (sv) 1988-11-21

Family

ID=12533551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8501026A SE457004B (sv) 1984-03-02 1985-03-01 Elektrolyselektrod med ett mellanskikt mellan substrat och elektrodbelaeggning samt foerfarande foer framstaellning av elektroden

Country Status (13)

Country Link
US (1) US4581117A (sv)
JP (1) JPS60184691A (sv)
KR (1) KR890003164B1 (sv)
AU (1) AU566539B2 (sv)
CA (1) CA1259053A (sv)
DE (1) DE3507072C2 (sv)
FR (1) FR2560611B1 (sv)
GB (1) GB2155954B (sv)
IT (1) IT1181758B (sv)
MY (1) MY101997A (sv)
NL (1) NL187695C (sv)
SE (1) SE457004B (sv)
SG (1) SG25588G (sv)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3776187D1 (de) * 1986-04-17 1992-03-05 Eltech Systems Corp Elektrode mit platinmetallkatalysator in der oberflaechenschicht und ihre verwendung.
JPS62274087A (ja) * 1986-05-22 1987-11-28 Permelec Electrode Ltd 耐久性を有する電解用電極及びその製造方法
JPS62284095A (ja) * 1986-06-02 1987-12-09 Permelec Electrode Ltd 耐久性を有する電解用電極及びその製造方法
US5156726A (en) * 1987-03-24 1992-10-20 Tdk Corporation Oxygen-generating electrode and method for the preparation thereof
DE3930671A1 (de) * 1989-09-14 1991-03-28 Basf Ag Metall-metalloxidelektrode zur bestimmung von chlor
JP2885913B2 (ja) * 1990-09-04 1999-04-26 ペルメレック電極株式会社 クロムめっき用陽極およびその製造方法
KR100196094B1 (ko) * 1992-03-11 1999-06-15 사토 히로시 산소발생전극
KR20030095012A (ko) * 2002-06-11 2003-12-18 이수테크 주식회사 전해조 전극 및 그를 제조하기 위한 제조방법
DE102004001863A1 (de) * 2004-01-13 2005-08-11 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung eines Sprachsignals
US20090022997A1 (en) * 2004-01-23 2009-01-22 Russo David A Transparent Conductive Oxide Films Having Enhanced Electron Concentration/Mobility, and Method of Making Same
KR100930790B1 (ko) * 2009-02-18 2009-12-09 황부성 수소산소 발생용 전극판 및 그를 제조하기 위한 제조방법
US8282812B2 (en) 2009-02-24 2012-10-09 John Christopher Burtch Apparatus for producing hydrogen from salt water by electrolysis
KR101257921B1 (ko) * 2011-06-29 2013-04-24 고희찬 전해조용 수소 발생용 전극 및 이의 제조방법
WO2013122693A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-22 Wisconsin Alumni Research Foundation Electrocatalysts having mixed metal oxides
US9062384B2 (en) 2012-02-23 2015-06-23 Treadstone Technologies, Inc. Corrosion resistant and electrically conductive surface of metal
TWI730967B (zh) * 2015-06-23 2021-06-21 義商第諾拉工業公司 電解過程中適於釋氧用之電極,以及從水溶液陰極電沉積金屬之製法
CN107604388B (zh) * 2017-09-11 2023-08-08 昆明理工恒达科技股份有限公司 复合阳极材料及其制备方法、阳极板及其制备方法
IT201900009753A1 (it) * 2019-06-21 2020-12-21 Fondazione St Italiano Tecnologia STABLE HYDROGEN EVOLUTION ELECTROCATALYST BASED ON 3D METAL NANOSTRUCTURES ON A Ti SUBSTRATE

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1327760A (en) * 1969-12-22 1973-08-22 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Electrodes
US3775284A (en) * 1970-03-23 1973-11-27 J Bennett Non-passivating barrier layer electrodes
US3711385A (en) * 1970-09-25 1973-01-16 Chemnor Corp Electrode having platinum metal oxide coating thereon,and method of use thereof
US3882002A (en) * 1974-08-02 1975-05-06 Hooker Chemicals Plastics Corp Anode for electrolytic processes
JPS5178787A (en) * 1974-12-28 1976-07-08 Tdk Electronics Co Ltd Denkaiyodenkyoku
JPS5268076A (en) * 1975-12-03 1977-06-06 Tdk Corp Electrode for electrolysis
JPS5826383B2 (ja) * 1978-08-25 1983-06-02 大阪瓦斯株式会社 コ−クス炉廃ガスの脱硝方法
JPS5544514A (en) * 1978-09-22 1980-03-28 Permelec Electrode Ltd Electrode for electrolysis and production thereof
US4267025A (en) * 1979-11-26 1981-05-12 Diamond Shamrock Technologies, S.A. Electrodes for electrolytic processes, especially perchlorate production
US4331528A (en) * 1980-10-06 1982-05-25 Diamond Shamrock Corporation Coated metal electrode with improved barrier layer
JPS6017834B2 (ja) * 1981-03-11 1985-05-07 昭和電工株式会社 不溶性電極をそなえた電気化学的装置
JPS6022074B2 (ja) * 1982-08-26 1985-05-30 ペルメレツク電極株式会社 耐久性を有する電解用電極及びその製造方法
JPS6022075B2 (ja) * 1983-01-31 1985-05-30 ペルメレック電極株式会社 耐久性を有する電解用電極及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6320313B2 (sv) 1988-04-27
IT8547747A1 (it) 1986-08-28
SE8501026L (sv) 1985-10-14
KR850006552A (ko) 1985-10-14
CA1259053A (en) 1989-09-05
NL187695C (nl) 1991-12-16
DE3507072C2 (de) 1987-03-12
IT1181758B (it) 1987-09-30
AU566539B2 (en) 1987-10-22
AU3941085A (en) 1985-09-05
GB2155954A (en) 1985-10-02
GB2155954B (en) 1987-09-16
FR2560611B1 (fr) 1987-07-10
US4581117A (en) 1986-04-08
IT8547747A0 (it) 1985-02-28
JPS60184691A (ja) 1985-09-20
NL8500559A (nl) 1985-10-01
NL187695B (nl) 1991-07-16
FR2560611A1 (fr) 1985-09-06
KR890003164B1 (ko) 1989-08-25
MY101997A (en) 1992-02-29
DE3507072A1 (de) 1985-09-12
GB8504994D0 (en) 1985-03-27
SE8501026D0 (sv) 1985-03-01
SG25588G (en) 1988-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4288302A (en) Method for electrowinning metal
US4469581A (en) Electrolytic electrode having high durability
US4554176A (en) Durable electrode for electrolysis and process for production thereof
US4471006A (en) Process for production of electrolytic electrode having high durability
SE456915B (sv) Elektrolyselektrod med ett mellanskikt mellan substrat och elektrodbelaeggning, foerfarande foer dess framstaellning samt anvaendning av elektroden saasom anod vid elektrolys
US4331528A (en) Coated metal electrode with improved barrier layer
CA1259053A (en) Durable electrode for electrolysis and process for production thereof
JP2761751B2 (ja) 耐久性電解用電極及びその製造方法
EP0955395A1 (en) Electrolyzing electrode and process for the production thereof
JP2596807B2 (ja) 酸素発生用陽極及びその製法
US5354444A (en) Electrode for electrolytic processes
JPH02282491A (ja) 酸素発生陽極及びその製法
JPH02179891A (ja) 酸素発生用陽極
EP4183903A1 (en) Oxygen-generating electrode
CA1259052A (en) Durable electrode for electrolysis and process for production thereof
JPS62260086A (ja) 電解用電極及びその製造方法
HK1167693B (en) Electrode for electrolytic applications

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8501026-2

Effective date: 19941010

Format of ref document f/p: F