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DE10200072A1 - Elektroden für die Elektrolyse in sauren Medien - Google Patents

Elektroden für die Elektrolyse in sauren Medien

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DE10200072A1
DE10200072A1 DE10200072A DE10200072A DE10200072A1 DE 10200072 A1 DE10200072 A1 DE 10200072A1 DE 10200072 A DE10200072 A DE 10200072A DE 10200072 A DE10200072 A DE 10200072A DE 10200072 A1 DE10200072 A1 DE 10200072A1
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DE
Germany
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titanium
electrode according
intermediate layer
electrochemically active
electrode
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Withdrawn
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DE10200072A
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English (en)
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Fritz Gestermann
Hans-Dieter Pinter
Gerd Speer
Peter Fabian
Robert Scannel
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Covestro Deutschland AG
Bayer Corp
Original Assignee
Bayer AG
De Nora Elettrodi SpA
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Abstract

Elektroden, enthaltend ein elektrisch leitfähiges Trägermaterial aus Titan, Tantal oder deren Verbindungen, eine elektrochemisch aktive Beschichtung und eine Zwischenschicht aus Titancarbid oder Titanborid, die durch Flamm- oder Plasmaspritzen aufgebracht wird, Verfahren zur Herstellung dieser Elektroden und deren Verwendung in einer elektrochemischen Zelle zur Herstellung von Chlor oder Chromsäure.

Description

  • Die Erfindung betrifft stabile Elektroden für elektrolytische Prozesse, insbesondere für die Elektrolyse von Salzsäure oder wässriger Lösungen von Alkalidichromat, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.
  • Wässrige Lösungen von Chlorwasserstoff, nachfolgend Salzsäure genannt, fallen als Nebenprodukt bei vielen Prozessen an, insbesondere bei solchen, bei denen organische Kohlenwasserstoff-Verbindungen mit Chlor oxidierend chloriert werden. Wirtschaftlich interessant ist die Wiedergewinnung von Chlor aus diesen Salzsäuren, das dann beispielsweise für weitere Chlorierungen eingesetzt werden kann.
  • Die Wiedergewinnung von Chlor kann beispielsweise elektrolytisch in einer elektrochemischen Zelle erfolgen, die im Wesentlichen aus einem Anodenraum mit Anode und einem Kathodenraum mit Kathode besteht, wobei Anoden- und Kathodenraum durch eine Ionenaustauschermembran voneinander getrennt sind.
  • Die Herstellung von Chromsäure durch Elektrolyse von Natriumdichromat-Lösungen ist ebenfalls in elektrochemischen Zellen des genannten prinzipiellen Aufbaus möglich.
  • Für elektrolytische Prozesse, insbesondere für die Elektrolyse von Salzsäure oder wässriger Lösungen von Natriumdichromat, sind eine Vielzahl von Elektroden beschrieben.
  • DE 29 08 269 A1 beschreibt bipolare Elektroden auf Kohlenstoff-Basis, die jedoch unter den Elektrolysebedingungen nur eine begrenzte Lebensdauer aufweisen. Auch aus DE 44 17 744 C1 sind Elektroden auf Kohlenstoff-Basis bekannt, wobei eine Aktivierung der Kathodenseite durch Aufbringen von Edelmetallverbindungen erfolgt. Zur Herstellung dieser Elektroden wird ein Graphitkörper mit einer Lösung der Edelmetallverbindung getränkt und anschließend mit offener Gasflamme auf 200 bis 450°C erhitzt.
  • US-A 5 411 641 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von trockenem Halogen durch Elektrolyse von wasserfreiem Chlorwasserstoff in einer Elektrolysezelle, in der Anode und Kathode direkten Kontakt zu einer Kationenaustauschermembran aufweisen. Anode und Kathode basieren auf Kohlenstoff und sind mit einem katalytisch aktiven Material, beispielsweise Rutheniumoxid beschichtet.
  • Aus US-A 5 770 035 ist ein Verfahren zur Elektrolyse einer wässrigen Salzsäurelösung bekannt, wobei eine Anode aus einem korrosionsbeständigen Substrat und einer elektrochemisch aktiven Beschichtung zum Einsatz kommt. Bei dem korrosionsbeständigen Substrat handelt es sich um Graphit oder aber um Titan, Titanlegierungen, Niob oder Tantal. Als elektrochemisch aktive Beschichtung wird eine Standardaktivierung aus Mischungen von Oxiden von Ruthenium, Iridium und Titan eingesetzt. Als Kathode wird eine Gasdiffusionskathode auf Kohlenstoff-Basis mit einer Beschichtung aus einem Metall der Platingruppe oder einem entsprechenden Oxid beschrieben. Die Langzeitstabilität der Gasdiffusionskathode ist gering, vermutlich weil es zu einem Kontaktverlust zwischen der auf Kohlenstoff basierenden Gasdiffusionselektrode und der notwendigen, auf der Gasdiffusionskathode aufliegenden Stromverteilungselektrode kommt. Ein weiterer Grund für einen Kontaktverlust ist die Bildung von elektrisch schlecht leitenden Oxiden auf den Elektroden während Stillständen der Elektrolyse. Die Bildung solcher Oxide kann durch eine Beschichtung der Stromverteilerelektrode mit einem Metallmischoxid, welches auch für die Anodenbeschichtung verwendet werden kann, verhindert werden. Das Metallmischoxid haftet jedoch schlecht auf der Elektrode, so dass die Langzeitstabilität der Elektrode nach wie vor unbefriedigend bleibt.
  • Die beschriebenen Elektroden werden durch direktes Aufbringen der katalytisch aktiven Schicht auf ein Trägermaterial hergestellt und haben den Nachteil, dass die Standzeiten der Elektroden unter den Bedingungen der Elektrolyse nicht zufriedenstellend sind.
  • Die Anwendung von Elektroden mit aufgerauhten Oberflächen zur Verbesserungen der Lebensdauer dieser Elektroden, speziell durch rauhe, plasmagespritzte metallische Beschichtungen, ist in EP 493 326 A2 beschrieben. Kernpunkt ist die Erzeugung sehr rauher Oberflächen.
  • US-A 4 392 927 schlägt für die Natriumchlorid-Elektrolyse die Verwendung von Verbundelektroden, bestehend aus einem elektrisch leitfähigen Substrat und einer elektrochemisch aktiven Deckschicht vor. Die elektrochemisch aktive Deckschicht wird durch thermisches Spritzen eines Pulvers auf das Trägermaterial aufgebracht, wobei das Pulver neben Matrixpartikeln auch elektrokatalytisch aktive Partikel enthält. Als Matrixpartikel kommen beispielsweise Titanoxid, Titanborid und Titancarbid in Frage, als elektrokatalytisch aktive Partikel Metalle der Platingruppe oder der Eisengruppe oder Oxide dieser Metalle.
  • Aus US-A 4 140 813 ist ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden mit verbesserter Langzeitstabilität unter den Bedingungen der Alkalichlorid-Elektrolyse bekannt. Auf ein metallisches Trägermaterial, vorzugsweise aus Titan oder einer Titanlegierung wird mittels Flamm- oder Plasmaspritzen eine erste Beschichtung aus Titansuboxid aufgebracht. Anschließend wird als elektrochemisch aktive Substanz ein Element der Platingruppe oder eine Verbindung eines solchen Elements aufgebracht. Solche Elektroden weisen eine verbesserte Lebensdauer unter den Bedingungen der Natriumdichromat-Elektrolyse auf. Sie können auch dann eingesetzt werden, wenn die Natriumchlorid-Elektrolyse unter sauren Bedingungen durchgeführt wird oder wenn Salzsäure elektrolysiert werden soll. Insbesondere unter den stark sauren Bedingungen bei der Salzsäure-Elektrolyse oder der Alkalidichromat-Elektrolyse bei niedrigem pH ist jedoch auch hier die Lebensdauer noch nicht ausreichend.
  • Bei der Untersuchung von Anoden mit herkömmlichen Anodenbeschichtungen zeigte sich, dass es schon nach vergleichsweise geringer Einsatzdauer zu einem Abplatzen der aktiven Schicht vom Trägermaterial kommt. Als Ursache kommt einerseits eine grundsätzliche schlechte Haftung zwischen Trägermaterial und aktiver Schicht, andererseits eine Korrosion zwischen der aktiven Schicht und dem metallischen Trägermaterial in Frage, wobei die Korrosion die Haftung verschlechtert, was letztlich zur Zerstörung der Anodenbeschichtung führt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, Elektroden mit einer verbesserten Lebensdauer unter den Bedingungen der Elektrolyse, insbesondere unter den stark sauren Bedingungen bei der Salzsäure-Elektrolyse oder einer Durchführung der Alkalidichromat- Elektrolyse in saurem Medium zu entwickeln.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn Elektroden vor Aufbringung der katalytisch aktiven Schicht mit einer speziellen Zwischenschicht versehen werden.
  • Gegenstand der Erfindung sind daher Elektroden, enthaltend ein elektrisch leitfähiges Trägermaterial aus einer Titan/Palladium-Legierung, Titan, Tantal oder Verbindungen oder Legierungen des Titans oder Tantals, eine elektrochemisch aktive Beschichtung und eine Zwischenschicht zwischen Trägermaterial und elektrochemisch aktiver Beschichtung, wobei die Zwischenschicht aus Titancarbid und/oder Titanborid besteht und durch Flamm- oder Plasmaspritzen aufgebracht wird.
  • Im Vergleich zu den in US-A 4 392 927 für die Natriumchlorid-Elektrolyse beschriebenen Verbundelektroden, die nur eine elektrochemisch aktive Deckschicht enthalten, die neben Matrixpartikeln auch elektrokatalytisch aktive Partikel umfasst, zeichnen sich die erfindungsgemäßen Elektroden durch erhöhte Stabilität aus, da durch Einsatz einer Zwischenschicht sowohl die Haftfestigkeit zum Trägermaterial, als auch die Haftfestigkeit der katalytisch aktiven Schicht verbessert wird.
  • Die erfindungsgemäßen Elektroden sind als Anode, als Kathode und auch als kathodischer Stromverteiler verwendbar. Sie zeigen eine sehr hohe Beständigkeit beim Einsatz in der Salzsäureelektrolyse bzw. der Alkalidichromat-Elektrolyse in saurem Medium. Beispielsweise sind diese Elektroden auch bei der Elektrolyse von Salzsäure mit einer Konzentration von < 20 Gew.-% HCl bei Temperaturen bis zu 70°C und hohen spezifischen Stromdichten von bis zu 8 kA/m2 äußerst stabil. Im Vergleich zu Zwischenschichten aus Titanoxid oder Titansuboxid zeichnen sich die Zwischenschichten aus Titancarbid und Titanborid dadurch aus, dass sie äußerst dicht sind. Dadurch wird ein Angriff von aggressiven Medien, etwa Salzsäure am Trägermaterial verhindert. Zudem wird die Haftung der elektrochemisch aktiven Schicht deutlich verbessert.
  • Die elektrochemisch aktive Beschichtung kann beispielsweise ein Oxid eines Elements der Platinmetall-Gruppe (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt) enthalten.
  • Vorzugsweise besteht für die Alkalidichromat-Elektrolyse die elektrochemisch aktive Schicht aus Platin, Iridiumdioxid oder beidem oder einem Mischmetalloxid, welches Iridiumdioxid enthält.
  • Die Beladung des Trägermaterials mit der Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 10-5000 g/m2.
  • In einer besonderen Ausführungsform besteht die Zwischenschicht aus mehr als einer Schicht.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der Zwischenschicht um eine Schicht aus Titancarbid.
  • Die erfindungsgemäßen Elektroden lassen sich beispielsweise durch Aufbringen einer Zwischenschicht mittels Flamm- oder Plasmaspritzen auf ein Trägermaterial und anschließendes Aufbringen einer elektrochemisch aktiven Beschichtung auf die Zwischenschicht herstellen, wobei beim Aufbringen der Zwischenschicht durch Flamm- oder Plasmaspritzen, Titancarbid- und/oder Titanborid-Pulver unterschiedlicher Korngrößen verwendet werden.
  • Als Trägermaterial dient dabei eine Titan/Palladium-Legierung, Titan, Tantal oder Verbindungen oder Legierungen des Titans oder Tantals.
  • Die eingesetzten Titancarbid- und/oder Titanborid-Pulver zum Aufbringen der Zwischenschichten durch Flamm- oder Plasmaspritzen weisen vorzugsweise Korngrößen zwischen 10-200 µm auf.
  • Unter Korngröße wird im Sinne dieser Anmeldung der Partikeldurchmesser verstanden, wie er mittels Siebanalyse bestimmt wird.
  • Das Flamm- oder Plasmaspritzen erfolgt in üblicher Weise. Beispielsweise kann Titancarbid- oder Titanborid-Pulver mittels eines kommerziell verfügbaren Plasma- Brenners auf das Trägermaterial aufgebracht werden. Einzelheiten zur Plasmaspritztechnik können beispielsweise der Broschüre "Plasmaspritztechnik, Grundlagen und Anwendungen, 1975" der Firma Plasma-Technik AG entnommen werden. Als Plasmagas kann beispielsweise ein Gemisch von Stickstoff und Wasserstoff, wobei das Volumenverhältnis von Stickstoff zu Wasserstoff beispielsweise zwischen 70/30 und 95/5 liegen kann, in einer Menge von beispielsweise 5 bis 20 l/min und als Trägergas Stickstoff eingesetzt werden. Der Spritzvorgang kann beispielsweise bei einem Strom von 200 bis 400 Ampere und einer Spannung von 50 bis 90 Volt durchgeführt werden. Der Abstand zwischen Plasmabrenner und Trägermaterial kann beispielsweise 130 bis 200 mm betragen.
  • Das Aufbringen der elektrochemisch aktiven Beschichtung kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Beispielsweise kann so vorgegangen werden, dass eine Lösung oder Dispersion einer Verbindung eines Elements der Platinmetall-Gruppe (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt) und gegebenenfalls einer Verbindung des Titans auf die Zwischenschicht aufgebracht und durch anschließende thermische Behandlung zu den entsprechenden Oxiden umgesetzt wird. Vorteilhafterweise wird dieses Vorgehen mehrmals wiederholt.
  • Die erfindungsgemäßen Elektroden können beispielsweise als gasentwickelnde Elektroden eingesetzt werden.
  • Bevorzugt ist die Verwendung der Elektroden in einer elektrochemischen Zelle zur Herstellung von Chlor aus wässrigen Salzsäurelösungen oder von Chromsäure aus einer Natriumdichromat/Chromsäure-Lösung unter Sauerstoffentwicklung.
  • Die eingesetzte elektrochemische Zelle kann dabei beispielsweise einen Anodenraum mit Anode und einen Kathodenraum mit Gasdiffusionselektrode und Stromkollektor enthalten, wobei Anodenraum und Kathodenraum durch eine Kationenaustauschermembran voneinander getrennt sind und als Anode, Kathode und/oder Stromkollektor eine erfindungsgemäße Elektrode eingesetzt wird.
  • In den Kathodenraum kann ein sauerstoffhaltiges Gas, beispielsweise reiner Sauerstoff, ein Gemisch aus Sauerstoff und inerten Gasen, insbesondere Stickstoff, oder Luft eingeleitet werden, vorzugsweise Sauerstoff oder ein sauerstoffreiches Gas.
  • Das sauerstoffhaltige Gas wird dabei vorteilhaft in einer solchen Menge zugeführt, dass Sauerstoff bezogen auf die gemäß Gleichung 1 theoretisch benötigte Menge überstöchiometrisch vorliegt.
    Anodenreaktion: 4 HCl → 2 Cl2 + 4 H+ + 4e-
    Kathodenreaktion: O2 + 4 H+ + 4e- → 2 H2O
    Gesamtreaktion: 4 HCl + O2 → 2 Cl2 + 2 H2O (1)
  • Bei der Verwendung der Elektroden in einer elektrochemischen Zelle zur Herstellung von Chlor aus wässrigen Salzsäurelösungen wird die wässrige Lösung des Chlorwasserstoffs in der Regel in die Anodenkammer eingeleitet. Die Temperatur der zugeführten wässrigen Lösung von Chlorwasserstoff beträgt vorzugsweise 30 bis 90°C, insbesondere bevorzugt 50 bis 70°C.
  • Es können insbesondere wässrige Lösungen von Chlorwasserstoff mit einer Chlorwasserstoffkonzentration von < 20 Gew.-% eingesetzt werden.
  • Die Salzsäure-Elektrolyse wird vorzugsweise bei einem Druck im Anodenraum größer als 1 bar absolut durchgeführt, besonders bevorzugt 1,05 bis 1,4 bar.
  • Die erfindungsgemäßen Elektroden lassen sich aber auch vorteilhaft in einer elektrochemischen Zelle zur Herstellung von Chromsäure aus einer wässrigen Alkalidichromat-Lösung, insbesondere aus einer wässrigen Natriumdichromatlösung einsetzen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung dann, wenn die Elektrolyse der wässrigen Natriumdichromatlösung unter sauren Bedingungen erfolgt, weil in diesem Fall herkömmliche Elektroden rasch an Aktivität verlieren.
  • Es ist auch denkbar, die Elektroden in einer elektrochemischen Zelle zur Herstellung von Chlor aus wässrigen Salzsäurelösungen als elektrischer Stromverteiler einer Gasdiffusionselektrode zur Reduktion von Sauerstoff einzusetzen.
  • In den folgenden Beispielen wird das erfindungsgemäße Verfahren weiter erläutert, wobei die Beispiele nicht als Einschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens zu verstehen sind.
  • Beispiel 1
  • Ein Netz aus einer Ti/Pd-Legierung (Ti-Grade 11) wurde durch Sandstrahlen mit Stahl-Kies aufgerauht und die Reste der Stahlpartikel anschließend mittels 20 gew.-%iger Salzsäure entfernt. Auf das so vorbehandelte Netz wurden mittels Plasmaspritzen zwei Schichten aus Titancarbid aufgebracht. Für das Plasmaspritzen wurde Titancarbid mit einer Korngröße von 10-200 µm der Firma H. C. Starck eingesetzt. Weitere Informationen bezüglich Plasmaspritzen sind den Merkblättern der Firma H. C. Starck zu entnehmen.
  • Beim Plasmaspritzen wurde Stickstoff (8-10 l/min.) als Plasmagas eingesetzt. Als Trägergas wurde ein Stickstoff/Wasserstoffgemisch in einem Volumenverhältnis von 80/20 verwendet. Der eingesetzte Plasmabrenner wurde mit 300 Ampere und einer Spannung von 60 Volt betrieben.
  • Anschließend wurde auf das mit der Zwischenschicht versehene Netz eine elektrochemisch aktive Schicht aus RuO2 und TiO2 aufgebracht. Dazu wurde eine Mischung aus TiCl3 und RuCl3 (Molverhältnis 1 : 1) in verdünnter Salzsäure (ca. 2n HCl) gelöst und mittels eines Pinsels auf das Netz aufgebracht. Das Netz wurde anschließend in Luft auf 500°C erhitzt. Dieser Vorgang wurde mehrmals, vorzugsweise 4 bis 12 mal wiederholt.
  • Das so beschichtete Netz wurde als Anode und/oder Kathodennetz, welches als Stromzuführung einer Sauerstoffverzehrkathode diente, d. h. als Stromverteiler eingesetzt.
  • Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
  • Ein Netz aus einer Ti/Pd-Legierung (Ti-Grade 11) wurde durch Sandstrahlen mit Stahl-Kies aufgerauht und die Reste der Stahlpartikel anschließend mittels 20 gew.-%iger Salzsäure entfernt. Auf das so vorbehandelte Netz wurde eine elektrochemisch aktive Schicht aus RuO2 und TiO2 aufgebracht. Das Aufbringen erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben.
  • Das so beschichtete Netz wurde als Anode und/oder Kathodennetz, welches als Stromzuführung einer Sauerstoffverzehrkathode diente, eingesetzt.
  • Beispiel 3 (Elektrodentest)
  • In eine elektrochemische Zelle enthaltend einen Anodenraum mit Anode, eine Kationenaustauschermembran und einen Kathodenraum mit Sauerstoffverzehrkathode und Stromkollektor wurden mit der notwendigen Peripherie als Anode und als Stromkollektor die in den Beispielen 1 bzw. 2 beschriebenen Elektroden mit aktiven Oberflächen von jeweils 100 cm2 eingebaut und getestet.
  • Aus einem Vorratsgefäß wurde eine wässrige Salzsäurelösung (15-30 Gew.-%) mittels einer Pumpe in einen Anolytkreislauf und von dort aus mittels einer weiteren Pumpe über einen Wärmetauscher in den Anodenraum einer elektrochemischen Zelle gepumpt. Ein Teil der abgereicherten Salzsäurelösung wurde zusammen mit dem an der Anode entwickelten Chlorgas über eine Leitung in ein säulenförmiges Gefäß, in dem eine Gas/Flüssigkeitstrennung erfolgte, abgeführt. Über eine Leitung, die in die Flüssigkeit des säulenförmigen Gefäßes eingetaucht war, wurde ein bestimmter Druck in der elektrochemischen Zelle und im Anolyten eingestellt. Dadurch wurde die Kationenaustauschermembran auf die Sauerstoffverzehrkathode gepresst, die ihrerseits auf dem Stromverteiler auflag.
  • Sauerstoff wurde über eine Leitung in ein Gefäß, welches mit Wasser gefüllt war und zur Anfeuchtung des Sauerstoffes diente, geleitet. Der angefeuchtete Sauerstoff wurde dem Kathodenraum zugeführt, wurde an der Sauerstoffverzehrkathode reduziert und reagierte mit den über die Kationenaustauschermembran gewanderten Protonen zu Wasser. Restsauerstoff wurde zusammen mit dem gebildeten Kondensat in einen Kondensatabscheider abgeführt. Der überschüssige Sauerstoff und das Kondensat wurden aus der elektrochemischen Zelle entfernt.
  • Der Test der Anode wurde wie folgt durchgeführt:
    Eine wässrige ca. 30 gew.-%ige Salzsäurelösung wurde so in einen Salzsäurekreislauf eindosiert, dass die Säurekonzentration im Anolytkreislauf und in der Zelle ca. 12-15 Gew.-% HCl betrug. Die Temperatur der Anolytlösung wurde auf 60-70°C eingestellt. Die Elektrolyse wurde mit einer Stromdichte von 5 kA/m2 betrieben. Als Kationenaustauschermembran wurde eine Membran auf Basis eines Perfluorsulfonatpolymers der Firma DuPont (Typ Nafion® 324) verwendet. Es wurde eine Sauerstoffverzehrkathode der Firma E-TEK auf Kohlenstoffbasis mit Platinkatalysator eingesetzt. Das komplette Zellengehäuse war aus PTFE (Polytetrafluorethylen) bzw. PVDF (Polyvinylidenfluorid) gefertigt.
  • Während der Laufzeit der Elektrolyse wurden in regelmäßigen Abständen die Anode und der Stromverteiler untersucht und der Grad der Zerstörung ermittelt. Die Ermittlung erfolgte qualitativ durch Untersuchung der Anode und des Stromverteilers unter dem Lichtmikroskop. Quantitativ wurde der Grad der Zerstörung durch Schichtdicken-Messungen mittels Röntgenfluoreszenzmessung bestimmt. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in Tabelle I (Anode) und Tabelle II (Stromverteiler) zusammengefasst. Der Grad der Zerstörung ist in % angegeben, wobei darunter der Anteil an aktiver Beschichtung zu verstehen ist, der im Vergleich zur ursprünglich vorhandenen Menge aktiver Beschichtung abgetragen worden ist. Tabelle I Zustand der Anodenbeschichtungen

    Tabelle II Zustand der Beschichtung der Kathoden-Stromverteiler

  • Überraschenderweise haben die Untersuchungen ergeben, dass die in Beispiel 1 gefertigte Anode eine extrem hohe Stabilität unter den oben genannten Bedingungen zeigte. Das Anodenpotential war nach einer Laufzeit von 408 Tagen noch unverändert. Der Vergleichstest mit einer nach Beispiel 2 gefertigten Anode musste wegen Zerstörung der Anodenbeschichtung nach einer Laufzeit von 280 Tagen abgebrochen werden.
  • Auch der Grad der Zerstörung des eingesetzten Stromverteilers war bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Elektrode gemäß Beispiel 1 deutlich niedriger, als bei Verwendung einer Elektrode nach Beispiel 2.

Claims (13)

1. Elektrode enthaltend ein elektrisch leitfähiges Trägermaterial aus einer Titan/Palladium-Legierung, Titan, Tantal oder Verbindungen oder Legierungen des Titans oder Tantals, eine elektrochemisch aktive Beschichtung und eine Zwischenschicht zwischen Trägermaterial und elektrochemisch aktiver Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus Titancarbid und/oder Titanborid besteht und durch Flamm- oder Plasmaspritzen aufgebracht wird.
2. Elektrode nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemisch aktive Beschichtung ein Oxid eines Elements der Platinmetall-Gruppe enthält.
3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemisch aktive Schicht aus Rutheniumdioxid oder einem Metallmischoxid, welches Rutheniumdioxid enthält, besteht.
4. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemisch aktive Schicht aus Iridiumoxid oder einem Metallmischoxid, welches Iridiumoxid enthält, besteht.
5. Elektrode nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial eine Beladung mit Zwischenschicht von 10-5000 g/m2 aufweist.
6. Elektrode nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus mehr als einer Schicht besteht.
7. Elektrode nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus Titancarbid besteht.
8. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode gemäß eines der Ansprüche 1 bis 6 durch Aufbringen einer Zwischenschicht auf ein Trägermaterial und anschließendes Aufbringen einer elektrochemisch aktiven Beschichtung auf die Zwischenschicht, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen der Zwischenschicht durch Flamm- oder Plasmaspritzen, Titancarbid- und/oder Titanborid-Pulver unterschiedlicher Korngrößen verwendet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzten Pulver Korngrößen zwischen 10-200 µm aufweisen.
10. Verwendung einer Elektrode gemäß eines der Ansprüche 1 bis 7 als gasentwickelnde Elektrode.
11. Verwendung einer Elektrode gemäß eines der Ansprüche 1 bis 7 in einer elektrochemischen Zelle zur Herstellung von Chlor aus wässrigen Salzsäurelösungen.
12. Verwendung einer Elektrode gemäß eines der Ansprüche 1 bis 7 in einer elektrochemischen Zelle zur Herstellung von Chromsäure aus wässrigen Alkalidichromatlösungen.
13. Verwendung einer Elektrode gemäß eines der Ansprüche 1 bis 7 in einer elektrochemischen Zelle zur Herstellung von Chlor aus wässrigen Salzsäurelösungen als elektrischer Stromverteiler einer Gasdiffusionselektrode zur Reduktion von Sauerstoff.
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