FR2540141A1 - Electrode durable pour electrolyse et son procede de fabrication - Google Patents

Electrode durable pour electrolyse et son procede de fabrication Download PDF

Info

Publication number
FR2540141A1
FR2540141A1 FR8401453A FR8401453A FR2540141A1 FR 2540141 A1 FR2540141 A1 FR 2540141A1 FR 8401453 A FR8401453 A FR 8401453A FR 8401453 A FR8401453 A FR 8401453A FR 2540141 A1 FR2540141 A1 FR 2540141A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
electrode
metal
oxide
support
intermediate layer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
FR8401453A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2540141B1 (fr
Inventor
Hiroshi Asano
Takuyuki Shimamune
Kazuhiro Hirao
Ryuta Hirayama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
De Nora Permelec Ltd
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 FR2540141A1 publication Critical patent/FR2540141A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2540141B1 publication Critical patent/FR2540141B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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
    • C25B11/073Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091Electrodes 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
    • C25B11/093Electrodes 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26Chlorine; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02Electrodes; Connections thereof

Landscapes

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

Abstract

Une électrode comprenant un support en un métal conducteur, une couche d'une substance active d'électrode et une couche intercalée entre le support et la couche pour servir de barrière protectrice au support acquiert une longévité améliorée grâce à l'emploi, comme couche intermédiaire, d'une couche contenant du platine dispersé dans un oxyde mixte consistant en un oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe composé de titane et d'étain, chacun possédant une valence de 4 et en un oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe composé de tantale et de niobium, chacun possédant une valence de 5. L'électrode douée d'une longévité améliorée est produite par un procédé qui comprend les étapes de préparation d'un support en un métal conducteur, de dépôt sur le support d'une solution contenant des sels de Ti et/ou de Sn, de Ta et/ou de Nb et de Pt, de chauffage du support revêtu résultant sous couverture d'un gaz oxydant en vue de la formation d'une couche intermédiaire sur le support et ensuite de recouvrement de la couche intermédiaire par une couche d'une substance active d'électrode.

Description

ELECTRODE DURABLE POUR ELECTROLYSE ET SON PROCEDE
DE FABRICATION
Cette invention concerne une électrode destinée à l'électrolyse et plus particulièrement une électrode pour électrolyse qui présente une longévité remarquable lojrs
de l'électrolyse d'une solution aqueuse susceptible d'en-
traîner la formation d'oxygène à l'anode.
Jusqu'ici, les électrodes pour électroiyse utilisant des supports en métaux d'arrêt tels que le titane (Ti)
ont été reconnues comme d'excellentes électrodes métal-
liques insolubles et ont trouvé en tant que telles un in-
térêt dans divers domaines de l'électrochimie Dans l'in-
dustrie spécialisée dans l'électrolyse du chlorure de so-
dium en particulier, ces électrodes se sont révélées ex-
trêmement utiles comme anodes pour la production de chlore.
En dehors du Ti mentionné plus haut, le tantale (Ta), le
niobium (Nb), le zirconium (Zr), l'hafnium (Hf), le vana-
dium (V), le molybdène (Mo), le tungstène (W), etc étaient
connus de l'homme de l'art comme des métaux d'arrêt.
Ces électrodes métalliques sont généralement obte-
nues par revêtement des supports en titane métallique à l'aide de diverses substances électrochimiquement actives représentées par les métaux du groupe du platine ou leurs oxydes De telles électrodes, décrites dans les brevets
US 3 632 498 et 3 711 385, sont des exemples classiques.
Ces électrodes, lorsqu'elles sont utilisées en particulier pour la production de chlore, sont capables de conserver
une faible surtension de chlore pendant une longue durée.
Lorsqu'une électrode métallique telle que celle dé-
crite plus haut est adoptée comme anode dans l'électrolyse destinée à produire ou à entraîner la formation d'oxygène, la surtension de l'anode s'élève graduellement Dans le cas extrême, cette augmentation de la surtension peut pro voquer un sérieux problème en ce sens que l'anode est passivée et empêche l'électrolyse de se poursuivre On estime que ce phénomène de passivation dé l'électrode s'explique le mieux par l'hypothèse selon laquelle le support de Ti est oxydé par l'oxygène provenant de la
couche d'oxyde de l'électrode elle-même ou par la réac-
tion du support avec l'oxygène ou l'électrolyte péné-
trant dans la couche et parvenant jusqu'au support Il se forme par conséquent une couche d'oxyde de Ti non conductrice sur le support Etant donné également que l'oxyde non conducteur se forme à l'interface entre le support et la couche de l'élez:trode, il peut apparaître
un inconvénient supplémentaire en ce sens que l'inter-
face d'oxyde est susceptible de provoquer la séparation
de la couche d'électrode du support et rendre éventuelle-
ment l'électrode complètement inutilisable.
comme processus électrolytiques dans lesquels le pro-
duit anodique est l'oxygène ou dans lesquels de l'oxygène se forme à l'anode en tant que réaction secondaire, on peut citer: 1) l'électrolyse utilisant un bain d'acide sulfurique, un bain d'acide nitrique, des bains alcalins et analogues; 2) la séparation électrolytique des Cr, Cu, Zn et analogues; 3) diverses formes d'électrodéposition; 4) l'électrolyse d'eau saumâtre diluée, de saumure, d'acide chlorhydrique et analogues et 5) l'électrolyse pour la
production de chlorates et ainsi de suite.
A ce jour, le problème mentionné plus haut a cons-
titué un sérieux obstacle pour l'utilisation efficace
d'électrodes métalliques dans ces domaines industriels.
Comme solution à ce problème, on décrit dans le bre-
vet US 3 775 284 une technique visant à empêcher la passi-
vation de l'électrode due à la pénétration de l'oxygène.
Cette technique consiste à intercaler entre le support conducteur et la couche de revêtement de l'électrode une couche barrière constituée par un alliage de Pt-Ir ou un Dxyde de cobalt (Co), de manganèse (Mh), de palladium (Pd), de plomb (Pb) ou de platine (Pt) Les substances qui constituent la couche barrière intercalée empêchent, dans une certaine mesure, la dispersion de l'oxygène dans le support pendant l'électrolyse Néanmoins, les substances de la couche barrière possèdent un degré d'activité électrochimique assez élevé et réagissent par conséquent avec l'électrolyte qui traverse la couche de l'électrode en donnant naissance à des produits d'électrolyse, par ex du gaz, à la surface de la couche barrière intercalée Il en découle ainsi la possibilité
que les actions physiques et chimiques du produit d'élec-
trolyse compromettent la forte adhérence de la couche de
l'électrode vis à vis du support et provoquent la sépa-
ration de la couche de l'électrode du support avant la fin de la durée de vie de la substance constituant la
couche de l'électrode De plus, la couche barrière elle-
même pose des problèmes en ce sens qu'elle empêche
l'électrode de résister suffisamment à la corrosion.
C'est ainsi que la solution crée un nouveau problème et
ne permet pas d'assurer une protection durable de l'élec-
trode. Le brevet US 3 773 555 décrit une électrode qui est revêtue d'un composite composé d'une couche d'un oxyde tel que de Ti et d'une couche d'un métal du groupe du platine ou d'un ce ses oxydes Cette électrode présente néanmoins l'inconvénient qu'elle subit une passivation lors d'une électrolyse s'accompagnant d'un dégagement d'oxygène. La présente invention se propose de résoudre les
problèmes exposés plus haut.
Un objet de la présente invention est par coinsé-
quent de fournir une électrode pour électrolyse résistant à la passivation, très durable et donc particulièrement
apte à être utilisée dans les divers processus électroly-
tiques précités impliquant un dégagement d'oxygène.
2540 i 41 Un autre objet de la présente invention est un procédé pour la production d'une électrode possédant
les caractéristiques susmentionnées.
Les objectifs ci-dessus ont été atteints grâce à une électrode pour électrolyse comportant en tant que support un métal conducteur tel que Ti et une couche externe d'une substance active D'électrode, ladite électrode pour électrolyse étant caractérisée en ce que, entre le support et le revêtement d'électrode, est intercalée une couche intermédiaire comportant du Pt dispersé dans un oxyde mixte consistant en un oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe composé de Ti et de Sn, les deux possédant une valence de 4 et en un oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe composé
de Ta et de Nb, les deux possédant une valence de 5.
Cette invention concerne également un procédé
pour la fabrication de l'électrode pour électrolyse.
La couche intermédiaire précitée de cette inven-
tion possède une résistance à la corrosion élevée, une une activité électrochimique extrêmement faible et remplit une fonction principale, celle de protéger le
support d'électrode tel que de Ti et d'empêcher la pas-
sivation de l'électrode Conjointement à la fonction prin-
cipale, la couche intermédiaire remplit comme fonction subsidiairecelle de conférer une bonne conductivité à
l'électrode et d'assurer une liaison solide entre le sup-
port et la couche de revetement de l'électrode.
Il est donc prévu, conformément à cette invention, une électrode pouvant être utilisée comme électrode à forte longévité dans un processus électrolytique qui est adopté pour la production d'oxygène ou qui entraîne une
réaction secondaire dégageant de l'oxygène.
La présente invention sera à présent décritede fa-
con plus détaillée.
Le support de l'électrode de la présente invention.
2540 1
peut être réalisé en un métal conducteur résistant à la corrosion tel que Ti, Ta, Nb ou Zr ou un alliage à base d'un tel métal Le Ti métallique et les alliages à base de Ti tels que Ti-Ta-Nb et Ti-Pd qui ont trouvé un large accueil à ce jour se prêtent à l'emploi pour
la confection du support.
Ce support peut être façonné sous forme de plaque, de plaque perforée, de barre ou de treillis ou sous toute autre forme désirée De plus, ce support peut être prérevêtu d'un métal du groupe du platine tel que Pt ou d'un métal d'arrêt tel que Ta ou Nb en vue de rendre l'électrode plus résistante à la corrosion ou d'assurer
une meilleure adhésivité vis à vis de la couche intermé-
diaire. Une couche intermédiaire comportant du Pt dispersé dans un oxyde mixte composé d'un oxyde de Ti et/ou de Sn possédant chacun une valence de 4 et d'un oxyde de
Ta et/ou de Nb possédant chacun une valence de 5 est su-
perposée à ce support Cette invention a été perfectionnée sur la base d'une connaissance nouvelle selon laquelle l'intercalation de cette couche intermédiaire entre le support et la couche de revêtement de l'électrode permet
la fabrication d'une électrode douée d'une excellente con-
ductivité et qui se révèle parfaitement utile comme anode
hautement durable, notamment dans un processus électroly-
tique qui se déroule avec dépgement d'oxygène.
Les inventeurs ont mis antérieurement au point une électrode pour électrolyse utilisant un métal conducteur
tel que Ti comme support qui est revêtu d'un oxyde métal-
lique, laquelle électrode pour électrolyse est caractéri-
sée par l'intercalation entre le support et la couche de
revêtement de l'électrode d'une couche intermédiaire for-
mée d'un oxyde mixte composé d'un oxyde de Ti et/ou de Sn et d'un oxyde de Ta et/ou de Nb Cette électrode pour électrolyse est décrite dans la demande de brevet US en instance de la demanderesse no d'ordre 521 764, déposée
2540,41
le 9 Août 1983 Cette électrode possède de la résis-
tance à la passivation et une excellente longévité.
La couche intermédiaire utilisée dans l'électrode pré-
sente une bonne conductivité comme semi-conducteur de type N Etant donné toutefois que la couche intermé- diaire possède une concentration limitée en porteur,
il existait une possibilité d'amélioration supplémen-
taire en ce qui concerne la conductivité.
Du fait de la conception d'une idée de fourniture d'une couche intermédiaire possédant une conductivité beaucoup plus élevée que la couche intermédiaire de l'invention antérieure, la présente invention a rendu possible la fabrication d'une électrode qui supprime l'inconvénient présenté par l'invention antérieure tout en offrant une conductivité et une longévité
plus élevées.
Comme substance constitutive de la couche inter-
médiaire considérée par cette invention, un composite avec d;l t dispersé dans un oxyde mixte composé d'un oxyde de Ta et/ou de Nb s'est révélé apte à répondre au
but de cette invention et manifeste un effet remarquable.
La substance de la couche intermédiaire présente une ex-
cellente résistance à la corrosion, ne manifeste aucune
activité électrochimique et possède une conductivité im-
portante Par le terme "oxyde mixte", on entend englober les oxydes métalliques qui sont non stoechiométriques ou possèdent des défauts dans le réseau Tel qu'utilisé dans cette invention, le terme "oxyde mixte" recouvre, pour
des raisons de commodité, ceux des oxydes métalliques re-
présentés par Ti O 2, Sn O 2, Ta 205 etc. La substance de la couche intermédiaire, telle que décrite plus haut, est sensiblement une combinaison de Pt sous forme métallique, d'un oxyde d'un métal (Ti ou Sn) possédant une valence de 4 et d'un oxyde d'un métal (Ta
ou Nb) possédant une valence de 5.
2540 ' 4 1
De manière spécifique, n'importe lequel des oxydes mixtes Ti O 2-Ta O Ti O 2-Nb 205 Sn O 2-Ta 205, Sn O -Nb O Ti O 2-Sn O 2-Ta 205 Ti O 2-Sn O 2- Nb 205 Ti O 2-Ta 205-Nb 205 Sn O 2-Ta 2 O -Nb 2 O et Ti O 2-Sn O 2-Ta 2 O -Nb 2 puêteti 2 25 25 2 2 25 2 05 peuer i lisé avec avantage pour produire un effet important lors-
qu'il est combiné avec du Pt dispersé en son sein.
Les proportions des oxydes constituants de l'oxyde mixte ne sont pas définies avec précision et peuvent
être fixées dans de larges limites Pour un maintien pro-
l O longé de la longévité et de la conductivité de l'électrode, il est souhaitable de fixer le rapport de l'oxyde du métal tétravalent à l'oxyde du métal pentavalent dans la limite
de 95:5 à 10:90 en mole de métal La quantité de Pt à dis-
perser dans l'oxyde mixte se situe avantageusement dans
la gamme de 1 à 50 % molaire par rapport à la quantité to-
tale de la substance constitutive de la couche intermé-
diaire.
La formation de la couche intermédiaire dans l'élec-
trode s'opère avantageusement par la méthole de décompo-
sition thermique qui comprend les étapes d'application sur le support métallique d'une solution mixte contenant des chlorures ou d'autres sels de métaux constituants destinés à former la couche intermédiaire mentionnée plus
haut et ensuite de chauffage du support revêtu sous cou-
verture d'un gaz oxydant à une température d'environ 3500 à 6000 C en vue de l'obtention d'un oxyde mixte comportant du Pt dispersé en son sein Toute autre méthode peut être adoptée dans la mesure o elle est capable de former une
couche de revêtement compacte, homogène avec du Pt disper-
sé dans un oxyde mixte conducteur Grâce à la méthode par décomposition thermique précitée, les Ti, Sn, Ta et Nb sont aisément transformés en les oxydes correspondants alors que le Pt est simplement décomposé thermiquement en platine métallique et n'est pas du tout transformé en oxyde Il est souhaitable que la quantité de substance de
la couche intermédiaire devant être appliquée sur le sup-
2 mole lm 2 port dépasse environ 0,1 x 10 calculéeen métal Si
la quantité est inférieure à la limite inférieure men-
tionnée plus haut, la couche intermédiaire consécutive-
ment formée ne manifestera pas suffisamment son effet.
Par la suite, une substance active d'élec-
trode douée d'une activité électrochimique est superpo-
sée à la couche intermédiaire formée sur le support comme décrit plus haut, pour réaliser une électro-e Comme
substance destinée à la formation de la couche de revête-
ment de l'électro-e, on peut avantageusement utiliser un
métal, un oxyde métallique ou un de ses mélanges qui ex-
celle par ses propriétés électrochimiques et sa longé-
vité Parmi les diverses substances qui remplissent cette
condition, on sélectionnera la substance adéquate en te-
nant soigneusement compte de la réaction électrolytique pour laquelle on désire utiliser l'électrode Les oxydes des métaux du groupe du platine ou des oxydes mixtes de ces oxydes avec des oxydes d'un métal d'arrêt conviennent particulièrement bien pour le processus électrolytique
susmentionné qui se déroule avec un dégagement d'oxygène.
Comme exemples typiques de tels oxydes, on peut citer
l'oxyde d'Ir, les oxyde d'Ir-oxyde de Ru, oxyde d'Ir-
oxyde de Ti, oxyde d'Ir-oxyde de Ta, oxyde de Ru-oxyde de Ti, oxyde d'Iroxyde de Ru-oxyde de Ta et les oxyde de Ru-oxyde d'Ir-oxyde de Ti Il est bien évident que ces substances, semblables ou différentes, peuvent être appliquées par superposition en deux ou davantage de couches. La méthode de formation de la couche d'électrode n'est pas définie avec précision N'importe laquelle
des diverses méthodes telles que la méthode par décom-
position thermique, la méthode par oxydation électro-
chimique et la méthode par frittage de poudre peut être
adoptée de manière appropriée La méthode par décompo-
sition thermique qui est décrite en détail dans les
2540 '1
brevets US 3 711 385 et 3 632 498 est particulièrement attrayante. Aucune théorie précise n'a encore été avancée pour interpréter l'effet marquant précité de cette invention qui se produit lorsque la couche intermédiaire compor-
tant du Pt dispersé dans un oxyde mixte de métaux possé-
dant les valences 4 et 5 est intercalée entre le support
de métal et la couche active de l'électrode Une expli-
cation logique peut être trouvée dans l'hypothèse sui-
vante: Dès lors que la couche intermédiaire d'un oxyde mixte
compact de métaux contenant du Pt dispersé recouvre la sur-
face métallique du support et la protège par conséquent contre l'oxydation, on empêche la passivation du support,
possible par ailleurs La substance de la couche intermé-
diaire proprement dite contient du Pt dispersé dans
l'oxyde mixte d'un métal tétravalent et d'un métal penta-
valent Conformément au principe de contrôle de valence
généralement admis, cet oxyde mixte constitue un semi-
conducteur de type N et possède une conductivité élevée.
Du reste, le Pt incorporé à l'état dispersé dans l'oxyde mixte confère à celui-ci une conductivité électronique élevée. Etant donné également que le Pt est une substance qui présente une résistance à la corrosion extrêmement
élevée et possède un potentiel très élevé pour la pro-
duction d'oxygène, il est dépourvu d'activité électro-
chimique, ne réagit généralement pas avec l'électrode et agit ainsi dans le sens d'un accroissement de la longé vité de l'électrode Si le support réalisé en Ti par
exemple permet la formation d'un oxyde de Ti non conduc-
teur à la surface de l'électrode au cours de la fabrica-
tion de l'électrode ou pendant l'utilisation de l'-élec-
trode dans un processus électrolytique, le métal penta-
valent dans la couche intermédiaire est dispersé pour
transformer pareillement l'oxyde en semi-conducteurs.
Ainsi, l'électrode dans son ensemble est à même de con-
server intacte sa conductivité et d'empêcher une pro-
gression de la passivation possible par ailleurs.
Mieux encore, la substance de la couche intermé- diaire a la faculté d'adhérer intimement au métal du support tel que Ti et à la couche active de l'électrode
telle que celle d'un oxyde d'un métal du groupe du pla-
tine ou d'un oxyde d'un métal d'arrêt et forme par con-
séquent une liaison solide entre le support et la couche
de revêtement Ainsi, la couche intermédiaire est effi-
cace pour accroître la longévité de l'électrode.
La présente invention sera à présent décrite de ma-
nière plus spécifique par référence à des exemples de
mise en oeuvre Cette invention n'est en aucune façon li-
mitée par ces exemples de mise en oeuvre.
Exemple 1
Une plaque de titane du commerce de 1,5 mm d'épais-
seur a été dégraissée avec de l'acétone et soumise ensuite à un traitement de décapage à 105 'C dans une solution
aqueuse d'acide chlorhydrique à 20 % pour produire un sup-
port pour l'électrode Après cela, une solution obtenue
par mélange d'une solution chlorhydrique à lo% de chlo-
rure de t i t a N e contenant du Ta à une concentration de 10 g/litre (calculée en métal, le même calcul s'applique à ce qui suit) et de chlorure de titane contenant du Ti à une concentration de 10,4 g/litre, avec une solution chlorhydrique à 10 % d'acide chloroplatinique contenant du Pt à une concentration de 10 g/litre, a été appliquée sur
la face supérieure du support et séchée et le support re-
vêtu a été-cuit dans un four à moufle maintenu à 5000 C
pendant 10 minutes On a répété deux fois cette opération.
Une couche intermédiaire d'un oxyde mixte de Ti O 2-Ta 205 (Ti 8 O: Ta 2 O, rapport molaire de métal) contenant du Pt dispersé en son sein à raison de 1,3 g/m a ete par
conséquent superposée au support de Ti.
Par la suite, une solution chlorhydrique de chlo-
rure d'iridium contenant de l'Ir a une concentration de g/l a été appliquée sur la couche intermédiaire Les couches revêtues ont été cuites dans un four à moufle maintenu à 50 WC pendant 10 minutes On a répété trois fois cette opération On a donc obtenu une électrode avec un oxyde d'Ir contenant de l'Ir à raison de 3 g/m 2
en tant que substance active d'électrode.
Dans un électrolyte à 150 g de solution d'acide sulfurique par litre maintenu à 60 WC, cette électrode a été utilisée comme anode avec une plaque de graphite comme cathode et essayée en électrolyse accélérée à une densité de courant de 100 A/dm L'anode a maintenu l'électrolyse dans des conditions stables pendant 360
heures Pour les besoins de la comparaison, on a con-
fectionné une électrode en suivant fidèlement la tech-
nique décrite plus haut, à ceci près que l'incorporation de Pt dans la couche intermédiaire susmentionnée a été omise Au cours de la même électrolyse, cette électrode était passivée après 150 heures d'électrolyse et est
devenue inutilisable.
Exemple 2
On a confectionné des électrodes en suivant le mode opératoire de l'exemple 1 à ceci près qu'on a fait varier, comme indiqué dans le tableau 1, la substance destinée à la couche intermédiaire et celle destinée à la couche active de l'électrode Les électrodes ainsi préparées ont été soumises à une électrolyse accélérée
au moyen d'un essai pour vérification des caractéris-
tiques L'électrolyse a été conduite dans une solution
aqueuse d'acide-sulfurique à 150 g/litre comme électro-
lyte dans des conditions de température de 80 'C et de densité de courant de 250 A/dm 2, avec une plaque de platine comme cathode Les résultats sont indiqués dans
le tableau 1.
2540 '141
TABLEAU I
Support Couche intermédiaire Substance active d'électrode Ti Pt-Ti O 2-Ta 205 Ti 2 25
( 75: 25)
Ti Pt-Ti O 2-Nb 205 Ti 2 25
( 80: 20)
Ti Pt-Ti O 2-Ta 205-Sn O 2
( 70: 20: 10)
Ti Pt-Ti O 2-Ta 205 O-Nb 205 O
( 80: 10: 10)
Ti Pt-Ti O 2-Ta 20 Ti 2 25
( 40: 60)
-Ti P-t-Ti O 2-Ta 205 -Nb 2 5
( 30: 40: 30)
Ti Ti O 2-Ta 205
( 80: 20)
Ir O 2 Ir O 2 Ir O 2 Ru O 2-Ir O 2
( 50: 50)
Ru O 2-Ir O 2
( 50: 50)
Ru O 2-Ir O 2
( 30: 70)
Ru O 2-Ir O 2
( 50: 50)
(Comparaison) Note: Les valeurs numériques entre parenthèses représentent des rapports molaires des métaux constituants, à l'exclusion du Pt La quantité de Pt dans la couche intermédiaire était invariablement de 1,3 g/m 2 La quantité de la substance active
d'électrode était invariablement de 3 g/m 2 sous forme de com-
posant métallique.
N d'essai Durée de service (hres)
D'après le tableau 1, on constate que les élec-
* trodes de cette invention comportant une couche intermé-
diaire contenant du Pt possédaient une durée de service nettement plus longue et présentaient une longévité plus grande que l'électrode (comparaison) comportant une couche
intermédiaire sans Pt.
Exemple 3
On a préparé une électrode en suivant le mode opé-
ratoire de l'exemple 1 à cette différence près qu'un oxyde mixte de Sn O 2-Ta 205 avec du Pt dispersé en son sein
(Sn 8 O: Ta 2 O dans un rapport molaire de métal, avec Pt dis-
persé dans un rapport de 1,3 g/m 2) a été utilisé comme couche intermédiaire et l'électrode a été testée de la même manière L'essai d'électrolyse a été effectué dans une solution aqueuse de Na OH 12 N dans ces conditions de température de 950 C et de densité de courant de 250 A/dm
avec une plaque de platine utilisée comme cathode.
Cette électrode avait une durée de service de 46 heures rour comparaison, on a préparé une autre électrode
en répétant le même mode opératoire, à ceci près que l'in-
clusion de Pt dans la couche intermédiaire a été omise.
Cette électrode comparative avait une durée de service de 16 heures Il a été ainsi démontré que l'électrode de cette invention possédait, comparativement à l'autre électrode,
une longévité très grande.
14 2540141

Claims (11)

Revendications
1 Une électrode pour électrolyse comprenant un sup-
port en un métal conducteur, une couche intermédiaire déposée à la surface de ce support et une couche d'une substance active d'électrode déposée à la surface de cette couche intermédiaire, ladite couche intermédiaire
renfermant du platine dispersé dans un oxyde mixte con-
ducteur consistant en un oxyde d'au moins un métal choi-
si dans le groupe composé de titane et d'étain, chacun possédant une valence de 4 et en un oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe composé de tantale et de
niobium, chacun possédant une valence de 5.
2 Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit support est le titane, le tantale, le
niobium, le zirconium ou un de leurs alliages.
3 Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite couche intermédiaire renferme du platine dispersé dans un oxyde mixte conducteur composé de Ti O 2 et /ou de Sn O 2 et Ta 205 et/ou de Nb 205 4 Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite substance active d'électrode renferme
un métal du groupe du platine ou un de ses oxydes.
Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la quantité de platine dispersée dans ledit oxyde mixte se situe entre 1 et 50 % molaire par rapport à la quantité totale de la substance constitutive de la
couche intermédiaire.
6 Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe composé de titane et d'étain et l'oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe composé de tantale et de niobium sont présents dans un rapport d'environ
: 5 à 10: 90 en mole de métal.
7 Electrode selon la revendication 1, caractérisée 3 en ce que laditecouche intermédiaire est présente en une quantité dépassant 0,1 x 102 mole/m 2, calculée en métal. 8 Un procédé de fabrication d'une électrode pour électrolyse comprenant les étapes de préparation d'un support en un métal conducteur, de dépôt sur ledit sup-* port d'une solution contenant des sels de Ti et/ou de Sn, de Ta et/ou de Nb et de Pt en vue de l'obtention d'un support revêtu, de chauffage du support revêtu avec la solution dans une atmosphère oxydante en vue de la formation d'une couche intermédiaire sur ledit support
et subséquemment de recouvrement de ladite couche inter-
médiaire par une couche d'une substance active d'électrode.
9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le revêtement de la couche intermédiaire à l'aide de la substance active d'électrode s'effectue par
un procédé par décomposition thermique.
Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite couche intermédiaire est formée par chauffage du support revêtu dans une atmosphère oxydante entre environ 350 et 6000 C. 11 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit support est le titane, le tantale, le
niobium, le zirconium ou un de leurs alliages.
12 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite couche intermédiaire renferme du platine dispersé dans un oxyde mixte conducteur composé de Ti O 2
et/ou de Sn O 2 et' Ta 205 et/ou de Nb 205.
13 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite substance active d'électrode contient
un métal du groupe du platine ou un de ses oxydes.
14 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la quantité de platine dispersée dans ledit oxyde mixte se situe entre 1 et 50 % molaire par rapport à la quantité totale de la substance constitutive de la
couche intermédiaire.
Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe composé de titane et d'étain et l'oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe composé de tantale et de niobium sont présents dans un rapport d'environ 95: 5
à 10: 90 en moles de métal.
16 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite couche intermédiaire est présente en une quantité dépassant 0,1 x 10-2 mole/m 2 calculée en
métal.
17 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le support en un métal conducteur est muni d'une couche de revêtement à base d'un métal du groupe
du platine ou d'un métal d'arrêt avant l'étape de forma-
tion de la couche intermédiaire.
FR848401453A 1983-01-31 1984-01-31 Electrode durable pour electrolyse et son procede de fabrication Expired - Lifetime FR2540141B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58012919A JPS6022075B2 (ja) 1983-01-31 1983-01-31 耐久性を有する電解用電極及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2540141A1 true FR2540141A1 (fr) 1984-08-03
FR2540141B1 FR2540141B1 (fr) 1990-03-02

Family

ID=11818740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR848401453A Expired - Lifetime FR2540141B1 (fr) 1983-01-31 1984-01-31 Electrode durable pour electrolyse et son procede de fabrication

Country Status (11)

Country Link
US (2) US4481097A (fr)
JP (1) JPS6022075B2 (fr)
KR (1) KR900006632B1 (fr)
CA (1) CA1252066A (fr)
DE (1) DE3401952A1 (fr)
FR (1) FR2540141B1 (fr)
GB (1) GB2134544B (fr)
IN (1) IN159220B (fr)
IT (1) IT1177518B (fr)
MY (1) MY8600674A (fr)
SE (1) SE455605B (fr)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60184691A (ja) * 1984-03-02 1985-09-20 Permelec Electrode Ltd 耐久性を有する電極及びその製造方法
MX169643B (es) * 1985-04-12 1993-07-16 Oronzio De Nora Impianti Electrodo para procesos electroquimicos, procedimiento para su produccion y cuba de electrolisis conteniendo dicho electrodo
ES2029851T3 (es) * 1986-04-17 1992-10-01 Eltech Systems Corporation Electrodo con catalizador de platino en una pelicula superficial y utilizacion del mismo.
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
US4696731A (en) * 1986-12-16 1987-09-29 The Standard Oil Company Amorphous metal-based composite oxygen anodes
JPS63235493A (ja) * 1987-03-24 1988-09-30 Tdk Corp 酸素発生用電極及びその製造方法
JPH0660427B2 (ja) * 1988-05-31 1994-08-10 ティーディーケイ株式会社 酸素発生用電極及びその製造方法
JP2999854B2 (ja) * 1991-05-18 2000-01-17 株式会社堀場製作所 水素センサ、ガスセンサ用またはpH応答用金属薄膜製造方法
JP3212327B2 (ja) * 1991-08-30 2001-09-25 ペルメレック電極株式会社 電解用電極
WO1993007100A1 (fr) * 1991-09-30 1993-04-15 Electric Power Research Institute, Inc. Utilisation et selection de materiaux de revetement et de surface pour lutter contre l'encrassement et la corrosion de surface, par la mesure du potentiel zeta
JP3212334B2 (ja) * 1991-11-28 2001-09-25 ペルメレック電極株式会社 電解用電極基体、電解用電極及びそれらの製造方法
KR100196094B1 (ko) * 1992-03-11 1999-06-15 사토 히로시 산소발생전극
US6120659A (en) * 1998-11-09 2000-09-19 Hee Jung Kim Dimensionally stable electrode for treating hard-resoluble waste water
DE10007480A1 (de) * 2000-02-18 2001-08-23 Provera Ges Fuer Projektierung Bipolare Elektrode mit Halbleiterbeschichtung und damit verbundenes Verfahren zur elektrolytischen Wasserspaltung
US6572758B2 (en) 2001-02-06 2003-06-03 United States Filter Corporation Electrode coating and method of use and preparation thereof
US6660307B2 (en) 2001-04-16 2003-12-09 United States Filter Corporation Process for generating stabilized bromine compounds
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
CN100359046C (zh) * 2005-01-26 2008-01-02 上海大学 一种电解用涂层阳极的制造方法
JP2007248012A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Paloma Ind Ltd 屋外用給湯器
US8124556B2 (en) * 2008-05-24 2012-02-28 Freeport-Mcmoran Corporation Electrochemically active composition, methods of making, and uses thereof
US8221599B2 (en) * 2009-04-03 2012-07-17 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Corrosion-resistant anodes, devices including the anodes, and methods of using the anodes
ITMI20110089A1 (it) * 2011-01-26 2012-07-27 Industrie De Nora Spa Elettrodo per evoluzione di ossigeno in processi elettrochimici industriali
US9150974B2 (en) 2011-02-16 2015-10-06 Freeport Minerals Corporation Anode assembly, system including the assembly, and method of using same
CN105274557A (zh) * 2015-11-12 2016-01-27 厦门理工学院 一种电极及其制备方法
CN108178250A (zh) * 2018-01-12 2018-06-19 宝鸡市昌立特种金属有限公司 模块化折流密封电催化氧化反应器
CN108642479A (zh) * 2018-05-29 2018-10-12 江阴安诺电极有限公司 高效高活性的电极涂层的制备方法
JP7112739B2 (ja) * 2019-03-26 2022-08-04 国立大学法人九州大学 電極材料及びその製造方法、並びに電極、膜電極接合体及び固体高分子形燃料電池
CN113337845B (zh) * 2020-02-17 2024-02-09 马赫内托特殊阳极(苏州)有限公司 一种能够极性反转的电极及其用途
CN114182307A (zh) * 2021-11-23 2022-03-15 西安泰金工业电化学技术有限公司 一种用于电解铜箔的贵金属阳极的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0027051A1 (fr) * 1979-10-08 1981-04-15 Eltech Systems Corporation Electrode métallique plaquée à couche d'arrêt et procédés pour sa fabrication et son utilisation
EP0052986A1 (fr) * 1980-11-26 1982-06-02 Imi Kynoch Limited Electrode, procédé de fabrication d'une électrode et cellule électrolytique comportant une telle électrode
DE3208835A1 (de) * 1981-03-11 1982-11-18 Hitachi, Ltd. Unloesliche elektrode und elektrochemische vorrichtung
JPS57192281A (en) * 1981-05-19 1982-11-26 Permelec Electrode Ltd Durable electrode for electrolysis and manufacture thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1206863A (en) * 1968-04-02 1970-09-30 Ici Ltd Electrodes for electrochemical process
US3950240A (en) * 1975-05-05 1976-04-13 Hooker Chemicals & Plastics Corporation Anode for electrolytic processes
DE2750029A1 (de) * 1977-11-09 1979-05-10 Basf Ag Elektroden fuer elektrolysezwecke

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0027051A1 (fr) * 1979-10-08 1981-04-15 Eltech Systems Corporation Electrode métallique plaquée à couche d'arrêt et procédés pour sa fabrication et son utilisation
EP0052986A1 (fr) * 1980-11-26 1982-06-02 Imi Kynoch Limited Electrode, procédé de fabrication d'une électrode et cellule électrolytique comportant une telle électrode
DE3208835A1 (de) * 1981-03-11 1982-11-18 Hitachi, Ltd. Unloesliche elektrode und elektrochemische vorrichtung
JPS57192281A (en) * 1981-05-19 1982-11-26 Permelec Electrode Ltd Durable electrode for electrolysis and manufacture thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 7, no. 39 (C-151)[1184], 17 février 1983; & JP-A-57 192 281 (PERUMERETSUKU DENKIYOKU K.K.) 26-11-1982 *

Also Published As

Publication number Publication date
US4554176A (en) 1985-11-19
SE8400418L (sv) 1984-08-01
CA1252066A (fr) 1989-04-04
JPS6022075B2 (ja) 1985-05-30
KR840007609A (ko) 1984-12-08
GB2134544A (en) 1984-08-15
IT8447608A0 (it) 1984-01-27
SE8400418D0 (sv) 1984-01-27
MY8600674A (en) 1986-12-31
GB2134544B (en) 1985-11-20
JPS59150091A (ja) 1984-08-28
FR2540141B1 (fr) 1990-03-02
IT1177518B (it) 1987-08-26
US4481097A (en) 1984-11-06
IN159220B (fr) 1987-04-11
SE455605B (sv) 1988-07-25
DE3401952A1 (de) 1984-08-02
GB8401262D0 (en) 1984-02-22
KR900006632B1 (ko) 1990-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2540141A1 (fr) Electrode durable pour electrolyse et son procede de fabrication
FR2532331A1 (fr) Electrode d'electrolyse ayant une grande durabilite et procede pour sa production
JPS6021232B2 (ja) 耐久性を有する電解用電極及びその製造方法
US4288302A (en) Method for electrowinning metal
CS209834B2 (en) Electrode and method of making the same
TWI661091B (zh) 電解用電極
FR2560611A1 (fr) Electrode a longue duree de service pour electrolyse et son procede de fabrication
FR2560610A1 (fr) Electrode a longue duree de service pour electrolyse et son procede de fabrication
FR2599050A1 (fr) Electrodes durables pour l'electrolyse avec degagement d'oxygene d'anode et procede par leur production
AU2005325733A1 (en) High efficiency hypochlorite anode coating
FR2599386A1 (fr) Electrodes durables pour l'electrolyse et procede pour leur fabrication
EP2534282B1 (fr) Cathode activée destinée à l'évolution d'hydrogène
TW201231727A (en) Electrode for electrolysis, electrolytic cell and production method for electrode for electrolysis
KR20140013326A (ko) 수도수 전기분해용 금속 산화물 전극 및 그 제조 방법
JPS6363636B2 (fr)
EP0867527B1 (fr) Electrode à recouvrement catalytique pour des processus électrochimiques et procédé de fabrication de celle-ci
EP0707095B1 (fr) Electrode pour procédé électrochimique et utilisation de ladite électrode
JPH02247392A (ja) 寸法安定性をもった陽極
FR2723107A1 (fr) Procede de reduction electrolytique d'un disulfure et produit ainsi obtenu
EP0131978B1 (fr) Procédé de fabrication d'une électrode pour procédés électrochimiques et cathode pour la production électrolytique d'hydrogène
FR2462489A1 (fr) Procede de preparation d'electrodes a faible surtension d'hydrogene, electrodes ainsi formees et application a l'electrolyse des solutions aqueuses de chlorures alcalins
JP6714576B2 (ja) 触媒被覆及びその製造方法
JPH03188291A (ja) 電解触媒被覆
US5230780A (en) Electrolyzing halogen-containing solution in a membrane cell
EP0004236B1 (fr) Electrode pour électrolyse