[go: up one dir, main page]

RU2045583C1 - Способ получения электрода - Google Patents

Способ получения электрода Download PDF

Info

Publication number
RU2045583C1
RU2045583C1 SU803223545A SU3223545A RU2045583C1 RU 2045583 C1 RU2045583 C1 RU 2045583C1 SU 803223545 A SU803223545 A SU 803223545A SU 3223545 A SU3223545 A SU 3223545A RU 2045583 C1 RU2045583 C1 RU 2045583C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
coating
hydrogen
nickel
oxide
Prior art date
Application number
SU803223545A
Other languages
English (en)
Inventor
Есида Мицуо
Сироки Хироюки
Original Assignee
Асахи Касеи Кагио Кабусики Кайся
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
Priority claimed from JP16818079A external-priority patent/JPS5693885A/ja
Priority claimed from JP55157582A external-priority patent/JPS5782483A/ja
Application filed by Асахи Касеи Кагио Кабусики Кайся filed Critical Асахи Касеи Кагио Кабусики Кайся
Application granted granted Critical
Publication of RU2045583C1 publication Critical patent/RU2045583C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C25B11/055Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам получения электродов. Выделяющий водород электрод, снабженный покрытием, содержащим окисел, по меньшей мере, одного металла, выбираемого из группы, которая включает в себя никель и кобальт, обладающий, как это было установлено, исключительно низким перенапряжением водорода и не только высокой каталитической активностью, но и высокой прочностью. В том случае, если такой электрод снабжен восстановительным покрытием, которое получено восстановлением упомянутого покрытия, содержащего окисел по меньшей мере, одного упомянутого металла, он проявляет исключительно низкое перенапряжение водорода даже тогда, когда содержание окиси или окислов в материале его покрытия мало. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к выделяющему водород электроду, а именно к электроду, выделяющему водород, который обладает не только высокими коррозионной стойкостью и механической прочностью, но также низким перенапряжением водорода и высокой стабильность в течение длительного периода времени в связи с тем, что на нем не происходит осаждения железа.
В результате резкого увеличения стоимости энергии приобрело большое значение все большее уменьшение чрезмерного потребления энергии за счет снижения перенапряжения водородвыделяющего электрода, применяемого при электролизе, например воды или водного раствора хлорида щелочного металла. С этой целью проводились многие исследования и разработки, но до настоящего времени не был создан какой-либо промышленно приемлемый водородвыделяющий электрод, обладающий не только достаточной долговечностью, но также и достаточной активностью.
Известные в промышленности водородвыделяющие электроды включают электроды, выполненные из железа или стали. Они широко используются в виде пластины, проволочного сита, перфорированной пластины, растянутого металла или т. п. В качестве материала электрода наиболее широко используется железо, потому что оно является легко доступным и дешевым и, кроме того, обладает относительно низким перенапряжением водорода, когда его применяют в качестве материала электрода. Имеются указания на то, что в качестве материала электрода, выделяющего водород, может быть использован никель или его сплав, который используют только в качестве материала биполярного электрода в процессе электролиза воды и почти не применяют в качестве материала электрода, выделюящего водород, для других целей. Это обусловлено тем, что никель или его сплав является дорогостоящим материалом. Например, электропроводящую подложку покрывают коррозионными веществами, в частности алюминием, цинком, двуокисью циркония, молибденом и тому подобным, совместно с такими металлами, как никель, кобальт, металлы платиновой группы и тому подобное путем распыления расплава, плакирования и тому подобного с последующей обработкой щелочью или тому подобным с целью селективного выщелачивания коррозионных участков, в результате чего химическим путем можно получить пористую структуру. Осуществление указанного способа позволяет изготовлять электроды, которые обладают достаточно низким перенапряжением водорода. Однако такой электрод, проявляющий достаточно низкое перенапряжение водорода, обычно настолько хрупок и обладает настолько плохими механическими прочностными свойствами, что отказывается непригодным к длительному применению в промышленных условиях.
С другой стороны электрод, который включает в себя электропроводящую подложку, снабженную покрытием из одного только антикоррозионного вещества, в частности из никеля, кобальта, металла платиновой группы и тому подобного, нанесение которого не сопровождается никакой химической обработкой, в частности выщелачиванием или тому подобным, обычно обладает высокой механической прочностью, но не проявляет характеристик достаточно низкого перенапряжения водорода. По этой причине в том случае, когда такой электрод применяют в процессе электролиза в течение длительного периода времени, ионы железа, которые постепенно попадают в электролитический раствор из основного сырого материала, вспомогательных материалов, материалов, из которых выполнен электролизер, материала подложки электрода и тому подобного, подвергаются постепенному электроосаждению на электроде. В результате этого в течение относительно короткого промежутка времени электрод приобретает величину перенапряжения водорода, свойственную железу, благодаря чему теряется эффективность электродов указанного типа. Кроме того, в качестве дополнительного примера электрода, включающего в себя электропроводящую подложку, которая снабжена покрытием из одного антикоррозионного вещества, следует упомянуть предложенный электрод, снабженный покрытием из никеля или никелевого сплава, где диспергирован в виде части металл платиновой группы. Однако недостаток такого электрода состоит в том, что необходимый для его изготовления металл платиновой группы дорог, а также в том, что возможно благодаря потере материала слоя покрытия, содержащего металл платиновой группы в качестве активно-действующего компонента, наблюдается тенденция к расходу материала электрода, и, следовательно, длительная эксплуатация этого электрода вызывает потерю его активности.
Что касается создания практически полезного электрода, выделяющего водород, обладающего низким перенапряжением водорода, то были проведены обширные и интенсивные исследования. В результате было установлено следующее:
в том случае, когда в составе покрытия выделяющего водород электрода присутствует окисел, по меньшей мере, одного металла, выбираемого из группы, которая включает в себя никель и кобальт, электрод характеризуется крайне низким перенапряжением водорода;
в том случае, когда в составе покрытия выделяющего водород электрода присутствует, по меньшей мере, один металл (А), выбираемый из группы, которая включает в себя никель и кобальт, и, по меньшей мере, один металл (В) или его окисел, причем валентность такого металла меньше валентности указанного вначале, по меньшей мере, одного металла (А), выбираемого из группы, которая включает в себя никель и кобальт, и дополнительно входящего в состав упомянутого покрытия, электрод дополнительно проявляет исключительно низкое перенапряжение водорода, даже если содержание окисла в материале покрытия оказывается высоким, например достигающим целых 90%
в том случае, когда в составе покрытия указанного выделяющего водород электрода содержится окисел или содержатся окислы и эти окислы подвергают восстановительной обработке в относительно мягких условиях, готовый электрод проявляет крайне низкое перенапряжение водорода даже в том случае, если содержание окисла или окислов в материале покрытия мало.
Было также установлено, что факторы, определяющие срок службы электрода, в значительной степени изменяются в зависимости от того, является либо потенциал выделения водорода положительным или менее положительным в сравнении с 0,98В для нормального водородного потенциала. Установление этих новых фактов и послужило основой для создания изобретения.
Целью изобретения является создание выделяющего водород электрода, который характеризуется превосходной коррозионной стойкостью и высокой механической прочностью и не только проявляет низкое перенапряжение водорода в течение длительного промежутка времени, но также является стойким.
Другой целью изобретения является разработка способа изготовления выделяющего водород электрода вышеописанного типа, который пригоден для практического применения с достижением относительной простоты и высокой производительности.
В соответствии с одним и существенным аспектом изобретения предлагается выделяющий водород электрод, который включает в себя электропроводную подложку, на поверхности которой имеется покрытие, содержащее окисел, по меньшей мере, одного металла, выбираемого из класса, который включает в себя никель и кобальт.
Далее необходимо пояснить значение термина "электропроводящая подложка", которая предназначена для испорльзования согласно изобретению. Что касается электрического тока, который проходит между парой электродов, установленных в электролизере, один напротив другого, то в этом электролизере наблюдается горизонтальное и вертикальное неоднородное распределение тока. Такое неравномерное распределение тока обусловлено разницей в расстоянии между противостоящими электродами, неравномерностью скорости пробулькивания газа через электролитический раствор и неравномерностью распределения удельного сопротивления в разделяющей стенке. По этой причине, в том, что касается электрода, который является выделяющим водород электродом, перенапряжение электрода также изменяется в зависимости от участков этого электрода. Для иллюстрации необходимо указать, что так концентрируется на лицевом участке выделяющего водород электрода, обращенном к противостоящему электроду, на участках элекетрода, на которых скорость пробулькивания газа через раствор относительно мала, на участках вблизи электрода и тому подобном. Таким образом, на участках, на которых концентрируется ток, наблюдается относительно высокое перенапряжение водорода, что обуславливает относительно менее положительный потенциал указанных участков. С другой стороны, на задней стороне выделяющего водород электрода относительно противостоящего электрода, на участках, где скорость пробулькивания газа через раствор относительно велика, и на тому подобных участках течет сравнительно малый ток. Таким образом, на участках, где протекает лишь относительно малый ток, наблюдается сравнительно малое перенапряжение водорода, вследствие чего на указанных участках проявляется относительно положительный потенциал. В таких условиях ради удобства в качестве величины потенциала выделения водорода на электроде используются такие величины, которые получают измерением на задней стороне электрода, выделяющего водород.
Обычно процесс электролиза в промышленном масштабе проводят с использованием электролитического раствора, который часто содержит ионы тяжелых металлов, главным образом ионы железа, хотя количество таких ионов является очень небольшим.
С другой стороны, в случае электрода, потенциал выделения водорода которого является положительным в сравнении с 0,98 В для нормального водородного электрода, его жизнь не определяется последующим восстановительным осаждением небольшого количества ионов железа из электролитического раствора на электроде. Однако в том случае, если электропроводящая подложка выполнена из железа или мягкой стали, что является наиболее обычным в данной области техники, электролитический раствор проникает через пористое покрытие электрода с низким перенапряжением водорода, вызывая коррозию и растворение железа, являющегоя материалом, из которого выполнена подложка. В результате этого происходит отслаивание покрытия и его потеря с поверхности подложки электрода. Промежуток времени, в течение которого покрытие отслаивается и теряется с поверхности, имеется в зависимости от степени пористости покрытия. В связи с этим необходимо отметить, что высокоактивное покрытие, обладающее потенциалом выделения водорода, который положителен в сравнении с 0,98В для нормального водородного электрода, часто характеризуется высокой пористостью, вследствие чего подложка электрода находится в постоянном контакте с электролитическим раствором через поры покрытия. По этой причине в том случае, когда применяют покрытие электрода, проявляющие потенциал выделения выдорода, который положителен в сравнении с 0,98В для нормального электрода, используют железо, это железо подвергается электролитическому растворению. По вышеуказанным причинам согласно предпочтительному варианту в качестве материала подложки электрода следует использовать такой материал, который практически не подвергается электрохимическому растворению даже при положительном потенциале в сравнении с 0,98 В для нормального водородного потенциала. Для выбора подходящего материала, который предназначен для использования в качестве подложки электрода при осуществлении изобретения, можно эффективно применять данные, полученные с помощью кривой характеристик поляризации материала.
Предпочтительной формой подложки электрода является такая структура, которая обеспечивает в процессе электролиза настолько равномерное выделение образующегося разнообразного водорода, что при этом обеспечивается возможность избежать чрезмерных потерь напряжения вследствие экранирования тока газообразным водородом и что при этом эфффективная площадь поверхности электролиза оказывается настолько большой, что концентрирование тока сопряжено с затруднениями. Подложка такой формы, как указанная выше, может быть выполнена из перфорированного металла, обладающего приемлемой толщиной, размерами отверстий и расстояниями и расположениями отверстий, из губчатого металла, обладающего приемлемыми длинами продольной оси и поперечной оси, из проволочной сетки, характеризующейся приемлемыми диаметрами проволоки и расстояниями между смежными между собой проволоками, или тому подобного материала.
Как указано выше, выделяющий водород электрод в соответствии с изобретением характеризуется наличием покрытия, которое содержит окисел, по меньшей мере, одного металла, выбираемого из группы, включающей в себя никель и кобальт. Особенно предпочтительным является покрытие, содержащее никель и окись никеля. Термин "окисел, по меньшей мере, одного металла", в данном описании использован как охватывающий окисел металла, смесь окислов металлов, твердый раствор, содержащий окисел металла, и окисное соединение.
Причина того, почему покрытие, содержащее окись, по меньшей мере, одного металла, выбранного из группы, состоящей из никеля и кобальта, отрицательно влияет на высокую активность выделяющего водород электрода, еще полностью не выяснена, но видимо заключается в следующем. В окиси металла, например окиси никеля, содержащейся в покрытии электрода, имеется много участков, где отсутствует металл, а такие участки не только характеризуются исключительно высокой каталитической активностью в процессе адсорбирования ионов водорода, их восстановления до атомов, соединения атомов в молекулы водорода и десорбции газообразного водорода, но также отрицательно влияют на электропроводность окиси никеля.
Покрытие, степень окисления которого находится в интервале от 20 до 70% обладает потенциалом восстановления водорода, который характеризуется крайней эффективностью с практической точки зрения. Предполагается, что это происходит по нижеследующей причине. Наличие такого предпочтительного интервала степени окисления обусловлено тем фактом, что в то время, как каталитическая активность повышается в соответствии с повышением степени окисления при степени окисления в интервале от 0 до 50% электронная проводимость понижается в соответствии со степенью окисления при степени окисления в интервале от 50 до 100%
Следует заметить, что для сохранения стабильности активного покрытия является эффективным введение, по крайней мере, одного элемента, выбранного из хрома, марганца, молибдена, титана, циркония и их окислов в активное покрытие, содержащее окись, по меньшей мере, одного металла, выбранного из никеля и кобальта.
Возвращаясь снова к общему объяснению электрода, предусмотренному изобретением, предпочтительная толщина покрытия электрода составляет 10 мк или более. Даже при толщине покрытия менее 10 мк можно получить электрод с перенапряжением водорода, уменьшенным до некоторой степени. Однако, для того, чтобы электролиз сопровождаемый выделением водорода, мог проходить не только при потенциале, при котором небольшое количество ионов железа не восстанавливается с осаждением на электроде, то также и при практически предпочтительной плотности тока, желательно, чтобы толщина покрытия составляла 10 мк или более. Верхний интервал толщины покрытия конкретно не ограничен, но увеличение толщины до более, чем несколько сот микрон, лишь вызывает увеличение стоимости покрытия без какого-либо соответствующего преимущества. Что касается покрываемой поверхности электрда, то здесь нет никакого ограничения. В зависимости от цели применения электрода, покрытие можно наносить на одну сторону или на обе стороны электрода, или же на его отдельные участки. При определении поверхности электрода, на которую необходимо нанести покрытие можно, например произвести измерения, в ходе которых принимается во внимание желаемая степень снижения перенапряжения водорода электрода. Нет необходимости напоминать о том, что чем больше покрытие, тем ниже перенапряжение водорода электрода.
По предварительному варианту электропроводящую подложку перед распылением расплава необходимо подвергнуть предварительной обработке. Такая предварительная обработка состоит в обезжиривании и шлифовке поверхности подложки. Посредством такой предварительной обработки удается удалить пятна с поверхности подложки и обеспечивается соответствующее загрубление поверхности подложки, благодаря чему достигается прочное соединение между поверхностью подложки и распылением в расплаве материалом покрытия. Что касается способа предварительной обработки, то в этом отношении отсутствуют какие-либо ограничения. Обычно при этом проводят шлифовку путем протравливания кислотой, струйную отделку, например обдувку дробью или металлическим порошком, обдувку металлической дробью, пескоструйную очистку или электролитическую шлифовку или тому подобное в сочетании с обезжириванием посредством органической жидкости, паров, кальцинирования или тому подобного.
Методы нанесения покрытия распыления расплава включают в себя методы пламенного распыления, плазменного распыления и распыления взрывом. Из них предпочтительными для осуществления изобретения являются методы плазменного распыления. Было установлено, что в процессе плазменного распыления имеется особая взаимосвязь между словиями распыления и составом и активностью распыляемого материала покрытия. Обычно в качестве условий плазменного распыления следует упомянуть тип и размер частиц порошкового материала, толщину напыленного покрытия, вид и расход газа, используемого для подачи порошка, напряжения и ток прямой дуги, расстояние от распылительного сопла до покрываемой подложки, и угол, под которым распылительное сопло расположено по отношению к покрываемой поверхности подложки. Указанные условия оказывают большее или меньшее влияние на состав и свойства покрытия, полученного плазменным напылением, в частности при получении выделяющего водород электрода, обладающего высокой электрохимической активностью и низким перенапряжением водорода, излучению должны быть подвергнуты вид и размер частиц порошкового материала, толщина напыленного покрытия и вид газообразной плазмы как источника плазмы. Кроме того, расстояние от распылительного сопла до подложки, подвергаемой напылению, и угол, под которым распылительное сопло расположено относительно поверхности напыляемой подложки, оказывают влияние на производительность напыления и степень окисления покрытия. Слишком большое расстояние от распылительного сопла до покрываемой подложки приводит к снижению производительности напыления, но увеличивает степень окисления покрытия. Слишком короткое расстояние от распылительного сопла до покрываемой подложки связанное с проблемой перегрева покрытия. Что касается угла, под которым распылительное сопло расположено относительно поверхности покрываемой подложки, угол, образующий напыленное покрытие при наивысшей производительности. В предлагаемом способе расстояние от распылительного сопла до покрываемой подложки предпочтительно составляет 50-300 мм, а угол, под которым распылительное сопло расположено относительно покрываемой подложки, составляет предпочтительно 30-150о. При надлежащем регулировании оговоренных выше условий, даже путем просто плазменного напыления порошкообразного металла, такого как, например, порошкообразного никеля, на токопроводящую подложку, получают электрод с напыленным покрытием, в котором содержится окись никеля. Такой электрод способен выделять водород, при сравнительно высокой плотности тока 40-50 А/дм2, при потенциале более положительном по сравнению с потенциалом 0,98В для нормального водородного электрода.
Определения количеств окиси никеля в полученном покрытии методом рентгеновской диффрактометрии свидетельствует, что согласно снижению размера частиц напыляемого порошкового никеля, количество окиси никеля, образованной в напыленном покрытии, имеет тенденцию к увеличению. Причина этого, как полагают, заключается в том, что в ходе распыления расплава при некоторых условиях одновременно происходят плавление, например порошкообразного металлического никеля, и частичное окисление порошкообразного металлического никеля вследствие захвата из окружающей атмосферы кислорода.
Когда покрытие получают распылением расплава, размер частиц или диаметр частиц порошкообразного материала и его распределение оказывают большое влияние на степень окисления материала готового покрытия, электрохимическую активность электрода и выход при напылении порошкообразного материала. В качестве порошкообразного материала предпочтительнее использовать такие материалы, которые были классифицированы.
Приемлемыми являются частицы среднего размера от 0,1 до 200 мк. Более предпочтительным является средний размер частиц от 1 до 50 мк. В том случае, когда средний размер частиц превышает 200 мк, степень окисления готового покрытия мала, а активность покрытия оказывается недостаточной. В случае электрода, обладающего таким покрытием, проведение электролиза с выделением водорода в течение длительного промежутка времени с одновременным устойчивым поддержанием перенапряжения водорода на низком уровне оказывается невозможным. С другой стороны, в случае, когда средние размеры частиц меньше 0,1 мк, выход при напылении порошкообразного материала проявляет тенденцию к снижению до исключительно низкого уровня.
Газы, которые могут быть использованы в качестве источника плазмы в процессе плазменного распыления, включают в себя азот, кислород, водород, аргон и гелий. Газы в струях плазмы, получаемых с использованием этих газов, находятся в диссоциированном и ионизированном состояниях, присущих их соответствующим молекулам и атомам, вследствие чего температуры, потенциальные значения теплоты и их скорости сильно отличаются друг от друга. Предпочтительными источниками плазмы, которые предназначены для использования при осуществлении изобретения, являются аргон, гелий, водород, азот и их смеси.
В зависимости от технологии плазменного напыления, при осуществлении которой порошкообразный материал напыляют на поверхность электропроводящей подложки при высокой температуре и с высокой скоростью, может быть изготовлен электрод, выделяющий водород, снабженный нанесением напыления покрытием, которому сообщается не только высокая электрохимическая активность, но также исключительная прочность, что не сопровождается нежелательной деформацией и тому подобное вследствие воздействия тепла.
П р и м е р 1 и сравнительный пример 1.
Две пластины размерами 10 см х 10 см и толщиной 1 мм из никеля 201 подвергли штамповке с целью получить пару перфорированных пластин, в каждой из которой имелись круглые отверстия диаметром 2 мм, расположенные на вершинах равносторонних треугольников, а именно вдоль 60-градусных зигзагов с шагом, равным 3 мм. Каждую из перфорированных пластин подвергли обдувке посредством частиц окиси алюминия и обезжирили трихлорэтиленом. Каждую из перфорированных пластин подвергли напылению расплавом с каждой стороны с использованием порошкового никеля чистотой не менее 99% и размером частиц 4-7 мк путем плазменного напыления, как указано ниже. Плазменное напыление повторяют 12 раз относительно каждой стороны с целью получения электрода А1 со средней толщиной покрытия 150 мк.
Плазменное напыление было осуществлено при следующих средних параметрах напыления:
Расход плазменного газообразного аргона и водорода: 4 м3 (при нормальных условиях) за 1 ч и 0,5 м3 (при нормальных условиях) за 1 ч соответственно.
Расход аргона и газа, подающего порошок, 1,5 м3 (при нормальных условиях) за 1 час.
Расстояние сопла 15 см.
Угол сопла 90о.
Практически те же операции повторили для получения электродов А2, А3, А4, за исключением того, что вместо никеля 201 в качестве материалов подложки использовали, соответственно, пластины, изготовленные из Инколоя 825 (установленная торговая марка сплава, изготовляемого и поставляемого Интернейшнл Никель Ко, США), Инконель 600 (установленная торговая марка сплава, изготовляемого и поставляемого Интернейшнл Никель Ко, США) и Леонель 400 (установленная торговая марка сплава, изготовляемого и поставляемого Интернейшнл Никель Ко, США).
Кадждый образец из четырех типов пары электродов, полученных таким образом, исследовали методом рентгеновской дифракции для определения степени окисления никеля.
Практически те же операции повторили за исключением того, что вместо никеля 201 для получения электрода А5 была использована перфорированная пластина, выполненная из малоуглеродистой стали.
В целях сравнения был получен электрод В1 вышеописанным образом, за исключением того, что перфорированную пластину лишь нагревали на газовой горелке с дутьем, но не покрывали.
Каждый другой образец из пяти типов электродов А1-А5 и электрода В1, соответственно, поместили в качестве катода, при использовании в качестве анода никелевой пластины, в электролизеры, в каждом из которых содержался 25%-ный водный раствор гидрата окиси натрия. Электролиз проводили при температуре 90оС, при плотности тока, приведенной в табл.1, с целью выделения водорода. Потенциал выделения водорода катода определяли таким образом, что капилляры Луггина были соединены с обратной поверхностью стандартного ртуть-окись ртути полуэлектролизера, и, в свою очередь, были соединены с обратной поверхностью катода.
Результаты измерений приведены в табл. 1.
Кроме того, были предусмотрены электролизеры, каждый из котрых включает катод и анод, выполненный из растянутого металлического титана, содержащего покрытие из окиси рутения, окиси циркония и окиси титана, и катинообменную мембрану карбонокислотного типа, известную на рынке под зарегистрированным товарным знаком "Асиалекс-К-150" (производится и поставляется на рынок фирмой Асахи касеи когио К.К. Япония), благодаря чему была создана анодная камера и катодная камера, разделенные упомянутой мембраной. В качестве катода в электролизерах были соответственно использованы вышеуказанные электроды, Подавая в анодную камеру рассол концентрацией 175 г/л и в катодную камеру 25% -ный раствор гидрата окиси натрия при токе величиной 40 А/дм2 и температуре 90оС проводили непрерывный процесс электролиза. Измерили анодно-катодное напряжение и потенциал выделения водорода на катоде; полученные результаты сведены в табл.2.
Что касается электрода А5, то как анодно-катодное напряжение, так и потенциал выделения водорода изменялись с одинаковой скоростью, и по истечении 3200 ч после начала электролиза между электродом А5 и электродом В1 не оказалось никакого различия в анодно-катодном напряжении и потенциале выделения водорода. По истечении 3200 ч процесса электролиза электролизера демонтировали, их подвергли исследованиям электроды А5 и В1. Почти все поверхности элеткродов А5 и В1 имели по результатам осмотра покрытие с черной поверхностью, а Х-лучевой дифракционный анализ показал, что черный осадок представлял собой восстановленное железо. Это восстановленное железо, налипшее на поверхности электрода А5, удалили для изучения напыленного плазмой слоя, в результате чего установили, что произошли частичное отслаивание и потеря покрытия, и часть напыленного посредством плазмы слоя отделилась от подложки.
В противоположность этому у электродов А1, А2, А3, А4 не обнаружили никакого изменения во внешнем виде, когда эти электроды подвергли изучение после демонтажа электролизеров, в рабочие характеристики электродов сохранялись даже после проведения процесса электролиза в течение 3200-часового периода. Более конкретно, как анодно-катодное напряжение, так и потенциал выделения водорода у электродов в соответствии с настоящим изобретением оставались неизменными в сравнении с теми же характеристиками на начальной стадии, причем в этих случаях не обнаружили наличия какого-либо осадка железа на поверхности электрода и отслаивания нанесенного напылением в плазме слоя.

Claims (3)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА для электротехнических процессов выделения водорода, включающий плазменное напыление порошкового материала на по крайней мере одну сторону электропроводной подложки с образованием активного покрытия, отличающийся тем, что порошковый материал выбран из группы никель или оксид никеля, или их смеси со средним размером частиц 0,1 200,0 мкм.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что активное покрытие выполнено толщиной 10 400 мк.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что электропроводная подложка выполнена из никеля или сплава никеля с нержавеющей сталью аустенитного типа.
SU803223545A 1979-12-26 1980-12-25 Способ получения электрода RU2045583C1 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16818079A JPS5693885A (en) 1979-12-26 1979-12-26 Electrode for generating hydrogen and the preparation thereof
JP54-168180 1979-12-26
JP55157582A JPS5782483A (en) 1980-11-11 1980-11-11 Electrode for production of hydrogen and its production
JP55-157582 1980-11-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2045583C1 true RU2045583C1 (ru) 1995-10-10

Family

ID=26484981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803223545A RU2045583C1 (ru) 1979-12-26 1980-12-25 Способ получения электрода

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4496453A (ru)
EP (1) EP0031948B1 (ru)
AU (1) AU541149B2 (ru)
BR (1) BR8008538A (ru)
CA (1) CA1188254A (ru)
DE (1) DE3071799D1 (ru)
FI (1) FI67576C (ru)
NO (1) NO157461C (ru)
RU (1) RU2045583C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7374647B2 (en) 2001-10-10 2008-05-20 Oro As Arrangement of an electrode, method for making same, and use thereof
RU2473716C2 (ru) * 2007-12-10 2013-01-27 Принтер Риббон Инкерс П.Р.И. Лимитед Генератор водорода
RU2553737C2 (ru) * 2013-03-01 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Удмуртский государственный университет" (УдГУ) Катод для электрохимического получения водорода и способ его изготовления
RU2830159C1 (ru) * 2020-01-24 2024-11-14 Инеос Текнолоджиз Лимитед Электродный узел и электролизер

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4384928A (en) * 1980-11-24 1983-05-24 Mpd Technology Corporation Anode for oxygen evolution
JPS58136787A (ja) * 1982-02-04 1983-08-13 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 耐蝕性電解槽
US4555413A (en) * 1984-08-01 1985-11-26 Inco Alloys International, Inc. Process for preparing H2 evolution cathodes
IT1208128B (it) * 1984-11-07 1989-06-06 Alberto Pellegri Elettrodo per uso in celle elettrochimiche, procedimento per la sua preparazione ed uso nell'elettrolisi del cloruro disodio.
JPS61113781A (ja) * 1984-11-08 1986-05-31 Tokuyama Soda Co Ltd 水素発生用陰極
JPH0375392A (ja) * 1989-08-18 1991-03-29 Asahi Chem Ind Co Ltd 水素発生用電極
GB9224595D0 (en) * 1991-12-13 1993-01-13 Ici Plc Cathode for use in electrolytic cell
US20110100834A1 (en) * 2004-06-03 2011-05-05 Vittorio De Nora High stability flow-through non-carbon anodes for aluminium electrowinning
EP2830135A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-28 NIM Energy Catalyzer body and hydrogen generator device
DE102018132399A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Forschungszentrum Jülich GmbH Gasdiffusionskörper
CN109628952A (zh) * 2018-12-31 2019-04-16 武汉工程大学 一种泡沫镍负载银掺杂镍基双金属氢氧化物电催化析氢催化剂及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049841A (en) * 1975-09-08 1977-09-20 Basf Wyandotte Corporation Sprayed cathodes
US3992278A (en) * 1975-09-15 1976-11-16 Diamond Shamrock Corporation Electrolysis cathodes having a melt-sprayed cobalt/zirconium dioxide coating
US4024044A (en) * 1975-09-15 1977-05-17 Diamond Shamrock Corporation Electrolysis cathodes bearing a melt-sprayed and leached nickel or cobalt coating
IL50217A (en) * 1976-08-06 1980-01-31 Israel State Electrocatalytically acitve spinel type mixed oxides
AT360314B (de) * 1977-12-13 1980-01-12 Evg Entwicklung Verwert Ges Verfahren und vorrichtung zum vereinzeln von ein loses buendel bildenden abgelaengten draehten, insbesondere zwecks drahtzufuhr zu einer ver- arbeitungsmaschine, z.b. einer gitterschweiss- maschine
CA1117589A (en) * 1978-03-04 1982-02-02 David E. Brown Method of stabilising electrodes coated with mixed oxide electrocatalysts during use in electrochemical cells
FR2434213A1 (fr) * 1978-08-24 1980-03-21 Solvay Procede pour la production electrolytique d'hydrogene en milieu alcalin
IN153057B (ru) * 1978-09-21 1984-05-26 British Petroleum Co
US4200515A (en) * 1979-01-16 1980-04-29 The International Nickel Company, Inc. Sintered metal powder-coated electrodes for water electrolysis prepared with polysilicate-based paints
CA1134903A (en) * 1979-02-12 1982-11-02 Mary R. Suchanski Electrode having mixed metal oxide catalysts
GB2015032B (en) * 1979-02-26 1982-06-23 Asahi Glass Co Ltd Electrodes and processes for preparing them
CA1153244A (en) * 1979-07-30 1983-09-06 John M. Choberka Data matrix print head
US4384928A (en) * 1980-11-24 1983-05-24 Mpd Technology Corporation Anode for oxygen evolution
JPS5932606Y2 (ja) * 1981-10-13 1984-09-12 村田機械株式会社 空気式紡績装置における空気ノズル先端部の空気の整流板

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4049841, кл. 427-34, 1975. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7374647B2 (en) 2001-10-10 2008-05-20 Oro As Arrangement of an electrode, method for making same, and use thereof
RU2473716C2 (ru) * 2007-12-10 2013-01-27 Принтер Риббон Инкерс П.Р.И. Лимитед Генератор водорода
RU2553737C2 (ru) * 2013-03-01 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Удмуртский государственный университет" (УдГУ) Катод для электрохимического получения водорода и способ его изготовления
RU2830159C1 (ru) * 2020-01-24 2024-11-14 Инеос Текнолоджиз Лимитед Электродный узел и электролизер

Also Published As

Publication number Publication date
FI804023L (fi) 1981-06-27
EP0031948B1 (en) 1986-10-15
BR8008538A (pt) 1981-07-21
DE3071799D1 (en) 1986-11-20
US4496453A (en) 1985-01-29
CA1188254A (en) 1985-06-04
NO803917L (no) 1981-06-29
AU541149B2 (en) 1984-12-20
EP0031948A1 (en) 1981-07-15
AU6580780A (en) 1981-07-02
FI67576C (fi) 1985-04-10
NO157461B (no) 1987-12-14
NO157461C (no) 1988-03-23
FI67576B (fi) 1984-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4024044A (en) Electrolysis cathodes bearing a melt-sprayed and leached nickel or cobalt coating
RU2045583C1 (ru) Способ получения электрода
KR950011405B1 (ko) 전해용 음극 및 이의 제조방법
US4049841A (en) Sprayed cathodes
JPH0225994B2 (ru)
US4005004A (en) Electrode coating consisting of a solid solution of a noble metal oxide, titanium oxide, and zirconium oxide
US7001494B2 (en) Electrolytic cell and electrodes for use in electrochemical processes
US4238311A (en) Cathode for use in electrolysis and method for the production thereof
US3992278A (en) Electrolysis cathodes having a melt-sprayed cobalt/zirconium dioxide coating
CA1060844A (en) Ruthenium coated cathodes
FI73246C (fi) Vaetealstrande elektrod och foerfarande foer dess framstaellning.
US4411761A (en) Spinel-containing electrode and process for its production
CA1311443C (en) Method for extending service life of a hydrogen-evolution electrode
US3945907A (en) Electrolytic cell having rhenium coated cathodes
CA1260427A (en) Low hydrogen overvoltage cathode and method for producing the same
KR840001428B1 (ko) 수소 방출전극
JP2979691B2 (ja) 酸素発生用陽極の製法
JPS5923890A (ja) 不溶性電極
US4222842A (en) Electrode for electrolysis
EP0100659A1 (en) Process for making Raney nickel coated cathode, and product thereof
US4214017A (en) Preparation of platinum-coated substrates
JPS5834185A (ja) 電解用陰極
US4422921A (en) Bipolar electrodes with graphite as the carrier and their production
GB2023659A (en) Cathode for the electrolytic treatment of alkali halide
JPH08296075A (ja) ハロゲン化水素酸の製造方法