Патент 867944

Электрод для электрохимических процессов

 

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

{ii) 867944

К АВТОИ:КОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 210679 (21) 27837 уу23-26 (М с присоединением заявки й9С 25 В ll/03

Государственный квинтет

СССР ао делан нзюбретений н вткрытМ (23) ПриоритетОпубяикозано 300981 Бюллетень М 36

621.3.035

° 2(088.8) Дата опубликования описания 3009.81

А.Г. Рябухин, В.И.-Чуприна, В.Г.Гришаенков, и Л.A. Занэ-Замрий .

{72) Авторы изобретения

Курганский машиностроительный институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

Изобретенйе относится к оборудованию,.преднаэначенному для электрохимических процессов, в частности к электродам,.применяемым при электРо-. лизе воды, и может найти применение в:областях- народного хозяйства, свя- . занных с проведением электрохими-: . ческих процессов: s установках для получения кислорода, в аккумуляторах топливных элементах..

Йзвестиы электроды для электрохимических йроцессов, изготовленные

"путем спекания шихты, состоящей из никеля и порообраэующего вещества (1).

Недостатком таких электро}1ов является. низкая стойкость против. кор.розии и большие энергетическйе затраты на процесс электролиза воды °

Наиболее близким к предлагаемому 20 изобретению является электрод для электрохимических процессов, содержащий пористую никелевую основу с нанесенным на нее актнвнын покрытием сплавом вольфрама с никелем (2).

Недостатком такого электрода яЭляется низкая стойкость против. коррозии. .Цель .изобретения — повышение :коррозиоиной: стойкости электрода.: ;- 30

Эта цель достигается тем, что на пористую никелевую основу наносят активное покрытие в качестве которого используют смешанные окислы неодима, никеля и кобальта формулы

NdN1C O+ со структурой перовскита в количестве: (1,8;2,2) ° 10 кг на 1 м видимой поверхности основы.

Пример. Для покрытия смешанными оксидами пористый никелевый электрод пропитывается .в течение 8-10 мин смесью растворов нитридов неодима, никеля и кобальта с общей концентрацией 450 г.л "и ионным соотношением компонентов 1:1:2. Электрод затем высушивается до постоянного весу в вакуумном шкафу ВЫ-0,035 при 20 С и остаточном давлении 10 tm рт. ст., что предотвращает агрегацию смешанных нитратов, и обжигается в муфель." ной печи в воздушной атмосфере при

640-650 С .в течение 25-30 мин. При более низкой температуре не происходит образование структуры типа перовскита при более высокой наблюдается деформирование образцов. В результате такой обработки на всей поверхности пористого электрода формируется смешанный оксид состава NdNiC be со . структурой перовскита, обладающей

867944 полупроводниковыми свойствами с влек» тронной проводимостью. Именно это обеспечивает повышенные защитные свойства покрытий. Количество покрытия, 2,0 ° 10 кг в расчете на 1 м виды4ой поверхности (толщина 3,3 мкм) . По аналогичной методике получались электроды„с толщиной покрытия 2,8 мкм (380 r.ë. „ смеси нитратов) и 3,8 мкм (520 г.л. смеси нитратов) °

Электрод работает следующим образом.

Опытные образцы-в виде дисков диаметром 25 мм и высотой 2 мм использовались в качестве анодов при электролизе 33%-ного раствора гидроксида калия при габаритной плотности тока 2500 A/м . Рабочая температура составляла 50-60 С.

На работающих ячейках с испытуемыми образцами периодически снимали вольт-амперные характеристики позволяющие судить об энергетике процесса. Время непрерывной работы каждого образца составляло 120 ч. На

1О образцах проводились также коррозионные испытания. Для корроэионных испытаний был применен. весовой метод.

В табл.1 приведены результаты корроэионных испытаний анодов.

Т а б л и ц а 1

Толщина покрытия, Скорость коррозии,: мкм мг.дм .ч

Вид покрытия

1,4 10

l,1 ° 10

0,62 10

2,8

3,3

0 60 lQÝ, 3,8

В табл.2 приведена взаимосвязь габаритной плотности тока и клеммного напряжения для пористых никелевых анодов. покрытых сплавом вольфрамТаблица 2

Клеммное напряжение В

Габаритная плотность тока, А/м

Аноды из пористого никеля, покрытые

NdNlCo+0>, мкм

Аноды из пористого никеля, покрытые сплавом

2,8

3,8

2,19

2,08

2,13 г,го

625

2,33

2,40

2,46

2,49

1250

2,54

2,74

2,70

2,63

1875

2,87

2,76

3,00

2,96

2500

3,12

2,99

3,21

3, 26

3125

3,37

3,47

3,21

3,53

3750

Из данных табл. 1 и 2 видно, что покрытие смешанными оксидами NdN1Ca>O< с толщйной.2,8 мкм ведет к некоторому 60 снижению скорости коррозии и клеммного напряжения, что можно объяснить разрывами оплошности покрытия.

С толщиной 3,8 мкм наблюдается скорость коррозии почти такая же, как 65

W — Ni ЙЫС 20

ИЙИ1Со 06

БЙЖСО206

° ° ° ° ° ° ° Ф ° ° ° никель и NdNiCo

ЗЗВ-ном растворе гидроксида калия .при габаритной плотности тока 2500 A/м . и с толщиной 3;3 мкм, но повышается клеммное напряжение от 0,05 до .

0,16 В, что можно объяснить частичной блокировкой малых пор и уменьшением рабочей поверхности пористого электрода.

Таким образом, покрытие электро дов (анодов) смешанными оксидами

867944, Формула изобретения

Составитель Т.Барабаш

Редактор М.Лысогорова Техред А.Бабинец Корректору. ПономаРенКО

Заказ 8242/31 Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

/ яйн1С0206 с перовскитной с.груктурой в количестве (1,8-2,2) ° 10 кг s расчете на 1 м видимой поверхности (тблщиной 3-3,6 мкм) обеспечивает максимальное снижение скорости коррозии и клеммного напряжения при одинаковой производительности по сравнению с электродами, покрытьвли сплавом вольфрам-никель (скорость коррозии уменьшается в 2,26 раза, энергоэатраты на 5-10%) .

Электрод для электрохи лических процессов, содержаший пористую никелевую основу с нанесенными на нее

1 активным покрытием, о т л и ч а ю шийся тем, чтО, с целью повышения его стойкости, в качестве активного покрытия он содержит смешанные оксиды неодима, никеля и кобальта формулы

NdN1Co2O< со структурой перовскита в количестве {1,8-2,2) ° 10 кг на 1 м видимой поверхности основы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рябухин A ° Ã. Электрохимическне н корроэионные свойства пористых электродов. Челябинск, 1976, с.&1105.

2. Авторское свидетельство СССР

9 425980, .кл. С 23 В 5/32, 1974 (про15 тотип).