Патент 1203130

Способ изготовления электрода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (19) {11)

1д) g С.25 В 11/00 (21 ) 3761807/23-26 (22) 28.06.84 (46) 07.01.86. Бюл. № 1 (72) С.Г.Огрызько-Жуковская, В.П.Белокопытов, Ю.И.Головкин, С.Ф.Чернышов, Н.И.Харьков, И.П.Наумов, А.Г,Пшеничников, Г.П.Беляков, А.М.Алашкин и В.Н.Журавлева (53) 621,3,035.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 729284, кл. С 25 В !1/10, 1980.

Патент США № 4203810, кл. 204-24, опублик. 20.05.80.

Патент США ¹ 4045303, кл. 204-24, опублик. 1977. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕК ТРОДА для электрохимических процессов, включающий гальваническое осаждение металлического покрытия на пористую основу при пропускании через основу потока газа, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения срока службы электрода и надежности его работы, осаждение ведут из раствора электролита, содержащего ионы металлического покрытия, в электролизере с катионообменной мембраной и пористым анодом в режиме выделения водорода в катодной камере, при этом анодную камеру заполняют водой, а анод и пористую основу размещают вплотную к катионообменной мембране.

12031

28 мА/см

60 С

Изобретение относится к технической электрохимии и может быть использовано, в частности, при изготовлении пористых электродов для электропиэеров с твердым полимер- 5 ным электролитом, а также электродов, используемых в топливных элементах и других электрохимических устройствах.

Цель изобретения — увеличение !О срока службы электрода и повышение надежности его работы.

Пример 1. Электрод изготавливают в электролизере, разделенном ио .обменной мембраной ИФ-4СК. Со стороны анодной камеры к мембране при,*.имают титановую платиннрован»у.о етку, а со стороны катодной— пористую титановую пластину толщиной 1 мм с общей пористостью 307 20 и средним диаметром пор 15 мкм. Анодную камеру заполняют водой, катодную — 5Х-HbM p Hopo PdC1<. Осаждение палладия проводят в следующем режиме: 25

Катодная плотность тока 5 мА/см"

Напря>кение на ячейке 2,7 В о „

Температура 40 С 30

Бремя электролиза 18 мин

Б результате ббработки на электродах получают гладкое равномерное палладиевое покрытие толщиной бмкм.

Исследование под микроскопом электродов в местах разлома показывает наличие палладиевого покрытия в порах электрода толщиной 2 мкм на всю толщину электрода (1 мм). !

Пример 2. Электрод изготавливают в том же электролизере, что и в примере 1. Анодную камеру заполняют водой, а катодную — раствором, включаюшим, мас.7: Н>Р1С16

З,э, PbNOq 0,2, и процесс ведут в

r 45 следующем режиме:

Катодная плотность тока

Температура

-Время электролиза 40 мин

Н апр яж ение 2,9 В

На пористой основе получают ма- товое равномерное. платиновое покрытие толщиной 8 мкм. Микроскопическое исследование слома электрода показывает наличие платинового покрытия в порах электрода толщиной

1,5-2 мкм на всю толщину электрода (1 мм) .

Электроды, изготовленные по примеру 1 и 2, сохраняют открытую пористость, достаточную для отвода газообразных продуктов и подвода питающей жидкости при их работе в электролизере разложения воды с твердым полимерным электролитом.

Электроды, изготовленные в соответствии с известным способом (пористые титановые электроды, покрытые платиной),и электроды, изготовленные в соответствии с примерами 1 и 2, испытывают в качестве анодов и катодов в составе электролизных ячеек для разложения воды с твердым полимерным электролитом. В процессе испытаний контролируют напряжение на ячейках, потенциалы электродов при плотности тока 1 А/см и время стабильной работы ячеек.

В течение первых 400 ч испытаний в ячейках с палладированными электродами, изготовленными в соответствии с известным способом>наблюдается постоянный рост напряж ния, обусловленный ростом потенциала катода, составляющий 30 мБ. Через

1200 ч напряжение скачком возрастает на 240 мБ, причем скачок напряжения происходит за счет увеличения потенциала анода, В результате ревизии электродов после разборки установлено, что катод обладает повышенной хрупкостью в результате

1 наводораживания, а анод на сломе имеет окраску, характерную для окислов титана.

На ячейке с электродами, изготовленными по примеру 1, за 800 ч испытаний напря>кение возрастает на

20 мВ за счет роста потенциала катода и в дальнейшем остается стабильным в течение 3000 ч. Ревизия электродов после 3800 ч испытаний не обнаружила изменения в прочностных и прочих свойствах электродов.

Платиниров анные электроды, изготовленные по примеру 2, проработали 3800 ч без изменения потенциалов, в ходе испытаний напряжение на ячейке остается стабильным.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый способ изготовления электродов значительно повьппает надежность их рабо1203

Составитель В.Банников

Редактор Н.Яцола Техред М.Надь Корректор Е.Рошко

Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8388/32

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ты в электрохимических устройствах в контакте с водородом и кислородом, увеличивает стабильность их характеристик за счет снижения омических потерь в электродах, связанных с наводораживанием или окислением.

Предлагаемый способ, как следует из приведенных данных, позволяет, как минимум, в 2,5 раза продлить срок службы электрода без изменения

130 4 его характеристик. Применение электродов, изготовленных па предлагаемому способу в электролизерах для разложения воды с твердым полимерным электролитом, позволяет на

15-20Х снизить потребляемую мощность путем уменьшения омических потерь в электродах ва счет их незначительного окисления и наводораживания.