DE592130C

DE592130C - Verfahren zur Herstellung von Elektroden mit fein gerauhter Oberflaeche fuer elektrolytische Apparate

Info

Publication number: DE592130C
Application number: DEM120570D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1932-07-13
Filing date: 1932-07-28
Publication date: 1934-02-01

Description

Verfahren zur Herstellung von Elektroden mit fein gerauhter Oberfläche für elektrolytische Apparate _ Die bei einer elektrolytischen Zerlegung, insbesondere derjenigen des Wassers, in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff bei einer bestimmten Stromstärke notwendige Spannung hängt u.a. von der Überspannung an den Elektroden ab. Es ist klar, daß: der Apparat die zugeführte Energie um so besser ausnutzt, je kleiner die Überspannung ist. Die Überspannung ist bekanntlich von der Oberflächenbeschaffenheit derElektrödenstark a bli; ingig, und zwar ist sie am größten; bei: polierter Oberfläche und um so kleiner, je rauher diese ist.
Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren an, das ermöglicht, die Oberfläche der Elektroden in einen dauerhaften Zustand feinster Auflockertmg zu versetzen, der für die Abscheidung der Gase besonders günstig ist. Das Verfahren besteht erfindungsgemäß darin, das Elektrodenmaterial ganz oder an der Oberfläche mit einem Metall oder mehreren Metallen zugleich zu legieren und die Legierung einer Behandlung zu unterwerfen, die geeignet ist, das zulegiertc Metall herauszulösen, das eigentliche Grundmetall, aus dem die Elektrode besteht, dagegen unangegriffen zurückzulassen. Eine derartige Behandlung ergibt sich bei der Einwirkung geeigneter Lösungsmittel. Eine besonders kräftige Ein-Wirkung wird erhalten, wenn die zu behandelnde Elektrode in einer elektrolytischen Zelle in einem geeigneten Elektrolyten als Anode geschaltet wird, *obei die Kathode beliebiger Art sein kann.
An der Oberfläche der so behandelten Elektrode bildet sich eine äußerst feinporige Schicht des Grundmetalls aus.
Bei den technischen Wasserzersetzern werden die Kathoden meist aus Eisen, die Anoden aus Nickel oder vernickeltem Eisen hergestellt. Sowohl für Nickel- als, auch für Eisenelektroden haben sich als Zusatzmetalle besonders Zink und Aluminium bewährt. Diese beiden Metalle legieren sich leicht mit Nickel und Eisen; anderseits lösen sie sich leicht in wäßrigen Lösungen kaustischer Alkalien, insbesondere Kali- und Natronlauge, die weder Eisen noch Nickel anzugreifen vermögen. Besonders bei Zink ist die Unterstützung des Lösungsvorganges durch anodische Behandlung der damit behandelten Elektroden notwendig.
Die Behandlung läßt sich praktisch in vorschiedener Art durchführen. Man kann z. B. die Elektroden aus dem Grundmetall, das die Zusatzmetalle einzeln oder gemischt enthält, herstellen, in Lauge auskochen oder anodisch mit Strom behandeln. Das Verfahren kann z. B. auch in der Art durchgeführt werden, daß die Elektroden aus dem urlegierten Grundmetall fertiggestellt und nachträglich durch Eintauchen in geschmolzene Bäder der betreffenden Zusatzmetalle oberflächlich legiert werden.
Ferner kann durch Einpacken der Elektroden in die fein pulverisierten Zusatzmetalle. und mehrstündiges Erhitzen auf eine den Schmelzpunkt des Zusatzmetalls nicht erreichende Temperatur die Oberfläche legiert werden.
Eine weitere Art der oberflächlichen Legierung besteht z. B. darin, die Zusatzmetalle in Pulverform mit geeigneten Bindemitteln, z. B. Leinölfirnis, Harzlösungen in; Terpentin oder Alkohol, anzurühren, auf die zu behandelnde Elektrode in geeigneter Art, z. B. durch Tauchen, Streichen oder Spritzen, aufzutragen und in neutraler oder reduzierender Atmosphäre einzubrennen.
Schließlich läßt sich die Oberfläche- z. B. elektrolytisch mit dem Zusatzmetall überziehen, das in neutraler oder reduzierender Atmosphäre eingebrannt werden kann.
Bei allen angegebenen Verfahren muJ3 das Zusatzmetall, wie im ersten Beispiel beschrieben, durch Behandlung in Lauge und allenfalls anodische Stromeinwirkung weggelöst werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Elektroden mit fein geraubter Oberfläche für elektrolytische Apparate, insbesondere für solche zur Zerlegung des Wassers, zur Verminderung der Überspannung, wobei das Elektrodenmaterial wenigstens oberflächlich mit mindestens einem Metall legiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zulegierte Metall Aluminium oder Zink ist, weiches durch eine Behandlung mit Alkalihydroxydlösung, insbesondere wäßriget Kalilauge oder Natronlauge, wieder herausgelöst wird, wodurch .eine aufgerauhte und@damit stark aktivierte Elektrödenoberfläche .sich ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmetall vor seiner Formgebung mit dem Zusatzmetall legiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch r, dadurch -gekennzeichnet, daß für das Elektrodenmaterial urlegiertes Metall benutzt wird, das. ;durch Eintauchen in ein geschmolzenes Bad des Zusatzmetalls oberflächlich legiert wird. '
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für das Elektrodenmaterial urilegiertes Metall benutzt wird, das durch Einpacken in Pulver des Zusatzmetalls und Erhitzen auf eine den Schmelzpunkt des Zusatzmetalls nicht erreichende Temperatur oberflächlich legiert wird. '
5. Verfahren nacli Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmetall in fein, gepulvertem Zustand mit .einem Bindemittel angerührt, in diesem Zustand auf aus urlegiertem Metall bestehenden' Elektroden aufgetragen und in nicht oxydierender Atmosphäre eingebrannt wird.
6. Verfahren nach Anspx''uch i, dadurch gekennzeichnet, daß. das. Zusatzmetall auf aus urlegiertem Metall bestehenden Elektroden elektrolytisch niedergeschlagen und in nicht oxydierender Atmosphäre eingebrannt wird.
7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da:ß die legierten Elektroden zwecks Behandlung in- einer elektrolytischen Zelle in einer wäßrigen Lösung eines freien Alkalis als Anoden geschaltet werden.