Спосіб виготовлення електрода для електролізу води
СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ ЕЛЕКТРОДУ ДЛЯ ЕЛЕКТРОЛІЗУ ВОДИ, що включає алітування нікелевої основи шляхом випалу її в засипці, що містить суміш порошків алюмінію і окису алюмінію з подальшим вилуговуванням , який відрізняється тим, що, з метою підвищення активності. єнням у суспензію , що складається з 10-20 мас.% суміші порошків алюмінію та фториду алюмінію при співвідношенні останніх
РЕСПУБЛІК (19) (11) 3(51) З 25 11/00
Н ABTOPCH0MV СВІДЧЕННЯМ
ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ СРСР
ПО СПРАВАХ ВИНАХОДІВ І ВІДРИТТІВ
f21) 3442562/23-26 (22) 21.05. 82 (46) 15 . 10 . 83. Бюл. ((38 (72) Л.А.Котляренко, В.Є,Шеремет, В.П.Білокопитов, )0.Й.Головкін, Я. С.Лапін та І. B. Наумов (53) 621. 3.035.2 (088. 8) (56) 1. Заявка ФРН 9 2751382, клас З 25 В 11/06, 1978.
2. Авторське свідоцтво СРСР
9 591529, кл. З 25 В 11/06, 19 78 (прототип>. (5 4) (5 7) СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ ЕЛЕ КТРОДУ ДЛЯ ЕЛЕКТРОЛІЗУ ВОДИ, що включає алітування нікелевої основи шляхом випалювання її в засипці, що містить суміші порошків відрізняється тим, що, з метою підвищення активності електрода і зниження вартості його виготовлення, перед відпалом основу обробляють зануренням в суспензію, що складається е 10-20 мас.Ъ суміші порошків алюмінію і фториду алюмінію при співвідношенні останніх (9-19): 1 в 5 -8Ъ-ном розчині каучуку в бензині, з подальшим сушінням і повторюють зазначені операції до утворення на основі шару осаду товщиною 0,51,5 мм, а засипка додатково містить фторид алюмінію при наступному співвідношенні компочентів, мас.%
Алюміній 2-4 фторид алюмінію О, 7-1, 0
Окис алюмінію Інше
50. 55, зобр. - ня відносигся до технологи 1 е роки мічних виробництв, е.:-. часності до способу та виготовлення електродів для електролізу води.
З вест н спосіб : =- готування е лєтрода, цля електролізу води, включаю щі і на анесіння на поверхню основи електрода суміші нікелю і алюмінію, її термодифузійну обробку при
660-1000 С, з наступним: очим вилуговуванням алюк ня (1) .
Даний спосіб характеризується труднощью,,ости>ке ни я зданного і рівномірного coDT носіння компонентів суміші.
Найбільш близьким до винаходу є спосіб виготовлення електроца для електролізу води, що включає алітування нікелевої, основи шляхом відпалу її в засипці, що містить суміш порошків алюмінію і окису алюмінію, з подальшим вилужуванням алюмінію. Відпал здійснюють при 700-750 С в неокислювальній атмосфері t.2).
Достатками відомого способу є складність у досягненні оптимального фазового складу і товщини покриття, що не дозволяє забезпечити високу активність електрода і міцність зчеплення покриття з основою електрода, підвищена витрата компонентів засипки і труднощі повторного використання основного компонента засипки, а іменвЂ" але окису алюмінію.
Пель винаходу вЂ" підвищення активності електрода та зниження вартості er o виготовлення.
Поставлена мета досягається тим, що згідно способу виготовлення електрода для електролізу води, що включає алітування нікелевої основи шляхом відпалу її в засипці, що містить суміш порошків алюмінію і окису алюмінію, з наступним в';лужуванням алюмінію, перед відпалом основу обробляють -20 мас.Ъ суміші порошків алюмінію і фториду ал>мінія при співвідношенні останніх 9-19):1 в 5вЂ"
ЯЪ-ном розчині каучуку в бензині, знаступним сушінням і повторюють зазначені операції до утворення на основі шару осаду товщиною 0,5.,5 мм, а засипка додатково містить фторид алюмінію при наступному співвідношенні комгонентів, мас.
2-4 фторид алюмінію О, 7-1, 0
Окис алюмінію решта
При зменшенні вмісту твердої 60 дої фази в суспензії нижче 10Ъ знижується її в'язкість, що призводить до стікання її з поверхні електрода і ускладнює отримання шару осаду необхідної товщини навіть 0,5 мм.
Крім того, при висиханні шару осаду спостерігається її жолоблення, розриви, підвищена газопроникність.
Це призводить до зниження кількості алюмінію, що наноситься, і відповідно до зменшення активності електродів.
Збільшення вмісту твердої фази в суспензії вище 20Ъ призводить до зростання її в'язкості, погіршення адгезії до основи електрода, що призводить до обсипання шару осаду в процесі сушіння і зниження електрохімічної активності електродів.
При вмісті алюмінію в твердій фазі суспензії менше 9 год спостерігається різке падіння активності електродів і через уміння товщини активного шару, а підвищення вмісту алюмінію більше 19 год призводить до обсипання утворюваного активного шару, і електрохімічна активність при цьому не .
Умі ни ня вмісту каучуку в гумовому клеї нижче 5Ъ призводить до нестабільності суспензії .і утруднює нанесення суспензії на електрод, збільшення вмісту його вище
ВЪ призводить до різкого зростання кількості вуглецевого залишку в шарі осаду при термообробці, який екранує частину поверхні електрода, перешкоджаючи впровадженню в нього алюмінію, що призводить до зниження електрохімічної активності електродів після вилуговування.
При товщині шару осаду менше 0,5 мм.товщина активного шару, що утворюється, дорівнює 15 мкм, не забезпечує необхідної активності електродів, а понад 1,5 мм товщина активного шару перевищує 40 мкм. Це призводить до його осипання.
Зменшення кількості алюмінію в засипці менше 2К призводить до різкого зниження захисної здатності засипки проти окислення поверхні електрода в процесі термообробки киснем повітря.
Збільшення вмісту алюмінію в засипці вище 4Ъ призводить до зміни фазового складу і - олщини активованого шару електрода, що веде до його осипання в процесі вилуговування.
Зниження кількості галогенсодержащего активатора в засипці нижче 0, 7-. призводить до зниження захисних властивостей та загасання процесу перенесення алюмінію з шару осаду на поверхню електрода. Це зменшує е"o електрохімічну активність".
Збільшення кількості активатора вище 1Ъ призводить до ун осу алюмінію з обмазки =àñûïêó і відповідно до зниження електрохімічної активності електродів.
20 Базовий об'єкт
1,275 0,620 1,895 1,135
1 035 0 540 1 575
Як видно з таблиці, катод, приготований 30 пропонованим способом, має потенціал на 100 мВ нижче, ніж катод, отриманий по прототипу. Крім того, електрод, виготовлений пропонованим способом, можна використовувати і як анод при електролізі води, причому активація досягається також.
Порівняно з базовим об'єктом електродом, що використовується в промислових електролізерах типу ФВ-500
4О та СЕУ-400 для електролізу води застосування електрода, приготованого пропонованим способом, дає зниження напруги на комірці 320 мВ, що дає річний економічний
22500 руб, а для електролізерів
СЕУ-400 вЂ" 1800 руб.
Бабинець Коректор А. Ференц
Замовлення 7871/30 тираж 643Передплатне
ВНДІПД Державного комітету СРСР у справах винаходів та відкриттів
113035, Москва, Ж-35, Рауська наб., д. 4/5
Філія ПВП "Патент", r. Ужгород, вул. Проектна, 4
Пропонований спосіб виготовлення електродів дозволяє забезпечити утворення на поверхні електрода сплаву певної товщини і фазового складу незалежно від розміру електрода, отримання однієї і тієї ж технології активованих катодів і анодів з високою електрохімічною активністю і стабільністю характеристик у тривалій роботі.
Крім того, фториди в умовах відпалу практично не розкладаються і не випаровуються, тоді як хлориди, зокрема хлористий амоній віз
84 до 2-4 мас.Ъ, що дозволяє багаторазово використовувати засипки, так як при такому малому вмісті алюмінію практично не відбувається його виділення з шихти як за рахунок переконденсації відносно холодних стінках контейнера, так і за рахунок плавлення, подальшого злиття крапель алюмінію і виділення його у вигляді фази на дні контейнера
приклад. На електрод з нікелевої сітки методом багаторазового занурення з проміжним підсушуванням з суспензії, що містить 15Ъ суміші алюмінієвої пудри і фториду алюмінію у співвідношенні 12:1, решта 5Ъ-ний розчин каучуку в бензині, наносять шар осаду товщиною 1, Після остаточної сушіння при 80. С протягом 5 год електрод поміщають в металевий контейнер з засипкою, що містить, Ъ: алюмінієва пудра 4, фтористий алюміній 1 і окис алюмінію 95. Контейнер герметизують плавким затвором, в якості якого використовують борний і піддають термообробці при 700" С протягом 8 год. Після охолодження електрод вилучають нз кон- . тейнера, очищають від засипки, вилуговують алюміній в розчині КОН, постпідвищуючи температуру до
100 С до припинення виділення водоСкладіть
Редактор М. Бандура Техред A. роду, відмивають від лугу і сушать на повітрі.
Отриманий таким способом активований електрод, електрод-прототип і електрод по базовому об'єкту випробовують як катоди та аноди при виділенні водню і кисню відповідно з водного розчину про
6Н калієвої лугу при 70 С та щільності струму 2000 А/м.. Значення еле2.
10 тродних потенціалів електрода вимірюють щодо окисно-ртутного електрода порівняння.
Результати випробувань наведено у таблиці.
Тип Потенціали, В Сума! електрода потенцикатоду анода алів