[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE1909031A1 - Process for the production of electrodes containing Raney catalysts - Google Patents

Process for the production of electrodes containing Raney catalysts

Info

Publication number
DE1909031A1
DE1909031A1 DE19691909031 DE1909031A DE1909031A1 DE 1909031 A1 DE1909031 A1 DE 1909031A1 DE 19691909031 DE19691909031 DE 19691909031 DE 1909031 A DE1909031 A DE 1909031A DE 1909031 A1 DE1909031 A1 DE 1909031A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum
raney
diffusion
metal
metals
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.)
Pending
Application number
DE19691909031
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Chem Dr Doetzer
Hans Kohlmueller
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19691909031 priority Critical patent/DE1909031A1/en
Priority to GB1289751D priority patent/GB1289751A/en
Priority to FR7006197A priority patent/FR2032936A5/fr
Priority to CA075403A priority patent/CA936493A/en
Publication of DE1909031A1 publication Critical patent/DE1909031A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/98Raney-type electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung von Raney-Katalysatoren enthaltenden ElektrodenProcess for the production of electrodes containing Raney catalysts

Gegenstand der Erfindung sind hochaktive, Raney-Katalysatoren enthaltende Elektroden für elektrochemische Zellen, insbesondere für Brennstoffelemente mit im Elektrolyten gelöstem Reaktanten, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to highly active electrodes containing Raney catalysts for electrochemical cells, in particular for fuel elements with reactants dissolved in the electrolyte, as well as processes for their production.

In der deutschen Patentschrift 592 130 ist bereits ein Herstellungsverfahren für Elektroden beschrieben, bei dem das Elektrodenmaterial oberflächlich zunächst mit Aluminium oder Zink legiert wird und anschließend das zulegierte Metall durch Behandlung mit Alkalihydroxidlösungen wieder herausgelöst "wird. Gemäß einer Ausführungsform dieser Patentschrift kann man nun das Elektrodenmaterial auch elektrolytisch mit dem Zusatzmetall überziehen und dieses in neutraler oder reduzierender Atmosphäre einbrennen. Nähere Angaben über eine geeignete Aluminiumabscheidung und Legierungsbildung sind jedoch in dieser Druckschrift nicht enthalten.In the German patent specification 592 130 there is already a manufacturing process for electrodes, in which the electrode material is initially coated with aluminum or Zinc is alloyed and then the alloyed metal is dissolved out again by treatment with alkali hydroxide solutions. According to one embodiment of this patent specification one can now also electrolytically coat the electrode material with the additional metal and this in a neutral or reducing atmosphere burn in. However, more detailed information on a suitable aluminum deposition and alloy formation is given in this publication not included.

Aus der "Zeitschrift für InstrumentenkundeM 1959, Seite 155, ist ferner bekannt, auf Trägerkörper Raney-Legierungen durch Elektrolyse gleichzeitig oder hintereinander aufzubringen. Es wird auch vorgeschlagen, Überzüge aus einer Ni-Al-Legierung durch elektrolytische Abscheidung von Aluminium auf vernickeltem Stahl zu erzeugen, wobei anorganische Salzschmelzen dieser Salze als Elektrolytbäder eingesetzt werden.From the "Zeitschrift für Instrumentenkunde M 1959, page 155, it is also known to apply Raney alloys simultaneously or one after the other by electrolysis. It is also proposed to apply coatings made of a Ni-Al alloy by electrolytic deposition of aluminum on nickel-plated steel generate, with inorganic molten salts of these salts are used as electrolyte baths.

■Ein Nachteil des zuletztgenannten Verfahrens besteht darin, daß die aus üblichen anorganischen Salzschmelzen abgeschiedenen■ A disadvantage of the latter method is that that deposited from common inorganic molten salts

BADBATH

009837/1768009837/1768

PLA 68/1730PLA 68/1730

Aluminiumschichten wegen der erforderlichen hohen Badtemperaturen zu unkontrollierbaren Aluminiuialegierungsschichten . führen, die erfahrungsgemäß keinen hochaktiven Katalysator ergeben. Auch hat sich gezeigt,, daß die so hergestellten Raney-Metalle eine ungenügende Haftfestigkeit auf dem Trägermaterial aufweisen, wodurch die Lebensdauer derartiger Elektroden stark vermindert wird.Aluminum layers because of the high bath temperatures required to uncontrollable aluminum alloy layers. lead, which experience has shown does not result in a highly active catalyst. It has also been shown, that the Raney metals produced in this way have insufficient adhesive strength on the carrier material, as a result of which the service life of such electrodes is high is decreased.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Raney-Katalysatoren enthaltenden Elektroden für elektrochemische Zellen, insbesondere für Brennstoffelemente, durch galvanische Abscheidung von Aluminium auf Metallen zu finden, bei dem die geschilderten Nachteile nicht auftreten.The object was therefore to provide a process for the production of electrodes containing Raney catalysts for electrochemical cells, especially for fuel elements, by galvanic deposition of aluminum on metals find in which the disadvantages described do not occur.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß man zu—„ nächst aus einem Elektrolyten der allgemeinen FormelThe solution to the task at hand consists in next from an electrolyte of the general formula

MX · 2 AlR3 ' ; MX · 2 AlR 3 ';

in der M ein Natrium-, Kalium- oder Oniumion*X ein Halogen- oder Cyanion und R einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen darstellt. Aluminium auf einem metallischen Träger unterhalb '-.-'■ 150 0C abscheidet, bei einer unterhalb 659 0C liegenden Tempe-; ratur durch Diffusion eine Raney-Legierung bildet, anschließend; das Aluminium herauslöst und gegebenenfalls das gebildete Raney-Metall mit einem oder mehreren Edelmetallen aktiviert.,-in which M is a sodium, potassium or onium ion * X is a halogen or cyanion and R is an alkyl radical with 1 to 12 carbon atoms. Aluminum is deposited on a metallic support below '-.-' ■ 150 0 C, at a temperature below 659 0 C; temperature forms a Raney alloy by diffusion, then; dissolves the aluminum and, if necessary, activates the Raney metal that has formed with one or more precious metals.,

Das neue Verfahren zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß sich bei der Aluminiumabscheidung zwischen dem Trägermaterial und der Aluminiumschicht eine, die Diffusion der Metalle behindernde Oxidschicht nicht ausbildet. Dadurch wird gewährleistet, daß während des Diffusionsprozesses ©ine gleichmäßige The new process is characterized above all by the fact that when aluminum is deposited between the carrier material and the aluminum layer one which hinders the diffusion of the metals Oxide layer does not form. This ensures that during the diffusion process © ine uniform

00 98 37/176800 98 37/1768

PLA 68/1"30PLA 68/1 "30

Legierungsschicht entsteht und bei der nachfolgenden Entfernung des Aluminiums die gesamte Oberfläche des Trägermateriais in Form, eines Räney-Metalles "vorliegt.Alloy layer arises and during the subsequent removal of the aluminum covers the entire surface of the carrier material in the form of a Räney metal "is present.

Die bei der galvanischen Abscheidung des Aluminiums aus aluminiusorganaschen Komplexverbindungen gebildeten Schichten zeigen eine große Duktilität (-«^20 kp/aüE VH) sowie eine hohe Reinheit (^99,99 fo Al). Sie enthalten weder Sauerstoff noch Wasserstoff, so daß die Diffusion und Legierungsbildung ungestört ablaufen kann. Die Aktivität derartiger Elektroden ist infolgedessen sehr hoch.The layers formed during the galvanic deposition of aluminum from aluminiusorganasch complex compounds show a high ductility (- «^ 20 kp / aU VH) as well as a high purity (^ 99.99 fo Al). They contain neither oxygen nor hydrogen, so that diffusion and alloy formation can take place undisturbed. As a result, the activity of such electrodes is very high.

Die nach der Erfindung hergestellten Raney-Metalle zeigen weiterhin eine außerordentlich gute Haftfestigkeit auf dem Trägermaterial, was durchaus als überraschend bezeichnet werden muß. So konnte beispielsweise selbst in Brennstoffzellen, die mit Sauerstoff, und im Elektrolyten gelösten Hydrazin betrieben wurden, nach Betriebszeit^ von 6 Monaten ein Ablösen des Raney-Nickels oder Raney—Silbers von dem Trägermaterial nicht beobachtet werden. 'The Raney metals produced according to the invention continue to show extremely good adhesive strength on the carrier material, which must be described as surprising. For example, even in fuel cells with Oxygen and hydrazine dissolved in the electrolyte were operated, after 6 months of operation, the Raney nickel will peel off or Raney silver from the support material was not observed will. '

Die als Abscheidungselektroiyte eingesetzten aluminiumorganischen Komplexverbindungen sind zwar bereits bekannt, jedoch war nicht vorherzusehen, daß mittels dieser Elektrolyte auf Trägermaterialien derart gut haftende Rahey-Metalle gebildet werden können. Zur Aluminiumabseheidung werden mit besonderem Vorteil solche Verbindungen eingesetzt, in denen MX ein Oniumsalz der allgemeinen FormelThe organoaluminum used as deposition electrolytes Complex compounds are already known, but it was not foreseeable that these electrolytes would be used on carrier materials such well-adhering Rahey metals can be formed. They are particularly advantageous for separating aluminum those compounds are used in which MX is an onium salt of the general formula

ist, in der R1 einen Kolilenwasserstoffrest, beispielsweise einen Alkyl-, üralkyl- oder Arylrest darstellt, Y ein Element der b. oder 6. Hauptgruppe des Periodischen Systems bedeutet und η 'ie Werte 4 oder 3 annimmt, wobei wenigstens einer der Kohlenwassc toffreste im Oniumion ein gegebenenfalls halogenierteris, in which R 1 is a Kolilenhydrogenrest, for example an alkyl, üralkyl- or aryl radical, Y is an element of b. or 6. Main group of the Periodic Table means and η 'ie assumes values 4 or 3, at least one of the hydrocarbon radicals in the onium ion being an optionally halogenated one

BAD ORIGINAL _ 4 _BAD ORIGINAL _ 4 _

009837/1768009837/1768

- :. ; ; . ,' PLA 68/1730; \ :- :. ; ; . , 'PLA 68/1730; \:

Benzyl-, Phenyl-, Cyclohexyl- oder ein stark verzweigter Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 12-C-Atomen ist, während die übrigen Reste des Oniumsalzes Aikylreste mit 1 bis 4 C-Atomen sind. ■-,-."Benzyl, phenyl, cyclohexyl or a heavily branched hydrocarbon radical with 3 to 12 carbon atoms, while the remaining radicals of the onium salt are alkyl radicals with 1 to 4 carbon atoms. ■ -, -. "

Derartige Elektrolyte sind beispielsweiseSuch electrolytes are for example

[(CH3)3(C6H5CH2)n] P . 2 Al (C2H5O3 - λ[(CH 3) 3 (C 6 H 5 CH 2) n] P. 2 Al (C 2 H 5 O 3 - λ

J(CH3J3(C6H5CH2)Nj Cl . 2 Al (C2H5 )3- - '■'. - =: : '- .= ; ' ; [(C2H5 )5(C6H5CH2)^ Cl-. 2 Al (C2H5I3 >■J (CH3 J 3 (C 6 H 5 CH 2) Nj Cl 2 Al (C 2 H 5) 3 - - '■' - =:: '- =;.' [(C 2 H 5).. 5 (C 6 H 5 CH 2 ) ^ Cl-. 2 Al (C 2 H 5 I 3 > ■

[(C2H5 )3(C6H5CH2}P] P .2 Al (C2H5I3 ' V : / ;[(C 2 H 5 ) 3 (C 6 H 5 CH 2 } P] P. 2 Al (C 2 H 5 I 3 'V : /;

Selbstverständlich können für die Aluminiumabscheidung auch Alkalihalogenide enthaltende Komplexverbindungen eingesetzt werden wieOf course, you can also use for aluminum deposition Complex compounds containing alkali halides are used as

)3 ) 3

NaP .NaP. 22 AiAi KP ·KP 22 AlAl KP . ■«KP. ■ « 22 AlAl KCl ·KCl 22 AlAl

NaP · 2 Al (CH3I3 NaP · 2 Al (CH 3 I 3

Ebenso können Mischungen derartiger Komplexverbindungen eingesetzt werden, z.B. eine Mischung aus ; .Mixtures of such complex compounds can also be used, for example a mixture of ; .

. 2 Al (C2H5)3 und NaP · 2 Al. (CH3 . 2 Al (C 2 H 5 ) 3 and NaP · 2 Al. (CH 3

Die metallorganischen Komplexverbindungen können sowohl in geschmolzener als auch gelöster Form als Elektrolytbäder,ver-~ wendet werden, wobei als lösungsmittel aromatische Kohlenwasserstoffe, höhere aliphatische oder cyclische' Äther eingesetzt werden können. Toluol und Xylol werden hierbei mit besonderem Vorteil verwendet. : 7 The organometallic complex compounds can both in molten as well as dissolved form as electrolyte baths are used, aromatic hydrocarbons, higher aliphatic or cyclic 'ethers can be used as solvents. Toluene and xylene are used here with particular advantage. : 7

0098 37/176 8 ~ 5 0098 37/176 8 ~ 5

■■■'-.■ 190903■■■ '-. ■ 190903

PLA 68/1730 - 5 -PLA 68/1730 - 5 -

Die Abscheidung des Aluminiums aus der metallorganischen Koiaplexverbindung erfolgt bei einer Temperatur von 30 bis 150' C, vorzugsweise 80 bis 120 C und einer Stromdichte von 1 bisThe aluminum is deposited from the organometallic Koiaplex compound at a temperature of 30 to 150 ° C, preferably 80 to 120 C and a current density of 1 to

20 ma/cm bei einer Spannung von 1,5 bis 12 V. Die Abscheidungsbedingungen werden selbstverständlich jeweils auf den eingesetzten Elektrolyten und das Trägermaterial abgestellt. 20 ma / cm at a voltage of 1.5 to 12 V. The deposition conditions are of course based on the electrolyte used and the carrier material.

Als metallische Träger können Bleche, poröse und nichtporöse Pollen, poröse Sinterkörper und Netze verwendet werden, die beliebig geformt sein können, beispielsweise rund, polygonal oder zylinderförmig. Sie bestehen vorzugsweise aus Nickel, Kobalt, Wolfram, Silber, einem Edelmetall oder einer Legierung dieser Metalle. Auch können die genannten Metalle andere bekannte aktivierende Zusätze enthalten wie Molybdän und Titan. Sheets, porous and non-porous pollen, porous sintered bodies and nets can be used as the metallic carrier can be shaped as desired, for example round, polygonal or cylindrical. They are preferably made of nickel, Cobalt, tungsten, silver, a precious metal or an alloy these metals. The metals mentioned can also contain other known activating additives such as molybdenum and titanium.

Zur Erzielung einer guten Haftfestigkeit ist es wesentlich, daß die Oberfläche der metallischen Träger vor dem Aluminieren unter Ausschluß von Luft gereinigt und anschließend,ohne mit der Luft oder Wasser in Berührung zu kommen, galvanisch mit einer Aluminiumschicht versehen wird. Die Reinigung der metallischen Träger erfolgt zweckmäßigerweise durch Druckstrahlung mit in Öl dispergiertem Korundpulver, wobei das öl ein Paraffin oder ein Siliconöl sein kann. Anschließend wird der Träger in Kohlenwasserstoffen, z.B. Perchloräthylen und/oder Xylol gewaschen. Mit Vorteil wird das Auswaschen unter Ultraschalleinwirkung durchgeführt. Durch die Anwendung von Ultraschall wird erreicht, daß die Oberfläche des Trägers auch von Spuren nach anhaftender Verunreinigungen gereinigt wird. Bei Verwendung sehr feiner Metallnetze als Trägermaterial ist es zweckmäßig, anstelle der erwähnten Druckbestrahlung eine kathodische Entfettung in Alkalicyanide enthaltenden Bädern vorzunehmen und die so behandelten Träger nach dem Dekapieren in verdünnter Schwefelsäure zunächst mit Wasser und anschließend mit Aceton und Xylol, zu waschen, wobei die Wäsche ebenfalls unter Einwirkung von Ultraschall erfolgen kann.In order to achieve good adhesive strength, it is essential that the surface of the metallic carrier is coated before aluminizing cleaned in the absence of air and then galvanically with without coming into contact with the air or water an aluminum layer is provided. The cleaning of the metallic The carrier is expediently carried out by pressure radiation with corundum powder dispersed in oil, wherein the oil can be a paraffin or a silicone oil. Then the carrier is in Hydrocarbons, e.g. perchlorethylene and / or xylene. The washing is advantageously carried out under the action of ultrasound. By using ultrasound it is achieved that the surface of the support also from traces is cleaned after adhering impurities. When using very fine metal meshes as a carrier material it is advisable to use cathodic degreasing in baths containing alkali metal cyanides instead of the pressure irradiation mentioned undertake and the so treated carrier after pickling in dilute sulfuric acid first with water and then with acetone and xylene, to wash, doing the laundry as well can take place under the action of ultrasound.

009837/1788 BAD 0R(SfNAL "6-009837/1788 BAD 0R (SfNAL " 6 -

PLA 68/1730PLA 68/1730

Die galvanisch abgeschiedenen Aluminiumsehiehten sind-vortexl-" -; hafterweise 5 bis 20 /um dick. Die Diffusion des abgeschiedenen Aluminiums erfolgt unterhalb der Schmelztemperatur des Aluminiums, insbesondere bei Temperaturen von 350 bis 650 C, vorzugsweise in einer inerten oder reduzierenden Atmosphäre, wobei auch unter vermindertem Druck eindiffundiert werden kann. Als Inertgas kann auch Argon, das etwa 1 $ Wasserstoff enthält, eingesetzt werden. Die Diffusionszeit hängt von der Dicke der abgeschiedenen und einzudiffundierenden Aluminiumschicht ab. Bei der Diffusion bilden sich an der Oberfläche der Trägermetalle die aluminiümreicheren Legierungen und in den tieferen Schichten die aluminiumärmeren. The electrodeposited Aluminiumsehiehten are-vortexl- "-;. Adherent enough, 5 to 20 / um thick, the diffusion of the deposited aluminum is carried out below the melting temperature of aluminum, in particular at temperatures from 350 to 650 C, preferably in an inert or reducing atmosphere, whereby Argon, which contains about 1% hydrogen, can also be used as an inert gas. The diffusion time depends on the thickness of the deposited aluminum layer that is to be diffused in. During diffusion, the aluminum-richer alloys and are formed on the surface of the carrier metals in the deeper layers the aluminum poorer ones.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die galvanisch aufgebrachte hochreine Aluminiumschicht nicht restlos in Legierungsform überzuführen . Dadurch wird bewirkt, daß die Raney-Legierungen gegen atmosphärische und andere korrosive Einwirkung geschützt sind Und eine ausgezeichnete Lagerfähigkeit aufweisen. Des weiteren wird durch den AluminiumüberschuS die Bildung der mit Metallhy-" droxidlösungen nicht aktivierbaren aluminiumarmen Legierungsschicht Niü.1 vermieden. -: - When carrying out the method according to the invention, it has proved to be advantageous, the electroplated high-purity Do not convert the aluminum layer completely into alloy form. This causes the Raney alloys against atmospheric and other corrosive effects are protected And have an excellent shelf life. Further the formation of the metal hy- " Oxide solutions not activatable low-aluminum alloy layer Niü.1 avoided. -: -

' - '■■■■ -■■-:■ y i-- '-' ■■■■ - ■■ -: ■ y i--

Das Herauslösen der inaktiven Komponente aus der durch Diffusion gebildeten Raney-Legierung kann in an sieh bekannter Weise^Äuf-:, wässrig-chemischem Weg mittels Alkalihydröxiälösungen erfolgen"-·".-"■ oder gemäß weiterer Erfindung auf metallorgänisch-chemisehem Weg. Die Raney-Legierung wird hierbei in ein Alkylhalogenid, z.B. O2H^Br, C2H^Br2, C6H5CH2Cl oder eine Lösung desi Alkylhalogenida eingebracht, wobei das Aluminium unter Bildung der Sesquihalogenide (z.B. Al (C2H5)Br2 · ül (C2H5)2Br) in Lösung geht und das Trägermaterial in hochaktiver Form zurückbleibt.The inactive component can be dissolved out of the Raney alloy formed by diffusion in a manner known per se ^ Äuf- :, aqueous-chemical way by means of alkali-hydrogen solutions "- ·" .- "■ or, according to a further invention, in an organometallic-chemical way Raney alloy is introduced into an alkyl halide, e.g. O 2 H ^ Br, C 2 H ^ Br 2 , C 6 H 5 CH 2 Cl or a solution of the alkyl halide, whereby the aluminum forms the sesquihalides (e.g. Al (C 2 H 5 ) Br 2 · oil (C 2 H 5 ) 2 Br) goes into solution and the carrier material remains in a highly active form.

Gemäi3 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kenn das Aluminium auch auf metallorganiaoh-elektrochemischem Weg aus der Legierung entfernt werden, und zwar derart, daß der mitAccording to a further embodiment of the invention, this is known Aluminum is also made from an organometallic electrochemical route the alloy are removed, in such a way that the with

009837/1788009837/1788

■ PLA 68/1730■ PLA 68/1730

Raney-Legierung bedeckte Formkörper.in einem Alkylradikal liefernden Elektrolyten, etwa ζ(CH,)^■ (TgH"CHgN^Cl · 2 Al (CgH5)^ anodisch belastet wird, wobei die gebildeten aluminiumorgani-' sehen Komplexsalze erneut als Elektrolytbäder für die Abscheidung von Aluminium auf metallischen Trägerkörpern eingesetzt werden können. ,Raney alloy covered shaped bodies.in an electrolyte that delivers alkyl radicals, about ζ ( CH,) ^ ■ (TgH "CHgN ^ Cl · 2 Al (CgH 5 ) ^ is anodically loaded, with the aluminum organi- 'see complex salts formed again as electrolyte baths for the deposition of aluminum on metallic substrates can be used.,

Pur die Herstellung von hochaktiven, Raney-Metalle enthaltenden Elektroden kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die nach der Erfindung, hergestellten Raney-Metalle zusätzlich mit einem oder mehreren Edelmetallen aktiviert werden. Eine derartige Aktivierung ist besonders für solche Elektroden vorteilhaft, die in Brennstoffelementen mit im Elektrolyten gelösten Reaktänten eingesetzt werden--. Pur die anodische Oxidation von Hydrazin hat sich ein Gemisch aus Palladium und Ruthenium als besonders geeignet erwiesen, wobei das Gewiehtsverhältnis der beiden. Metalle vorteilhafterweise 4 : 1 beträgt. Die Abscheidung der Edelmetalle auf den Raney-Katalysatoren kann in an sich bekannter Weise galvanisch oder stromlos erfolgen, wobei dem · zuletztgenannten Verfahren der Vorzug zu geben ist.Purely for the production of highly active, Raney metals containing Electrodes, it can also be advantageous if the Raney metals produced according to the invention additionally with one or several precious metals are activated. Such an activation is particularly advantageous for electrodes that in fuel elements with reactants dissolved in the electrolyte be used--. Purely the anodic oxidation of hydrazine A mixture of palladium and ruthenium has proven to be special Proven suitable, the weight ratio of the two. Metals is advantageously 4: 1. The deposition of the Noble metals on the Raney catalysts can be known per se In a galvanic or currentless manner, preference should be given to the last-mentioned method.

Anhand der nachstehenden Ausführungsbeispiele wird das Verfahren nach .der Erfindung noch näher erläutert.The method is based on the following exemplary embodiments after .the invention explained in more detail.

Beispiel 1 ' Example 1 '

Ein Nickelnetz mit einer Drahtdicke von 0,25 mm wurde zunächst durch Druckstrahlung mit Korund in öl als Dispersionsflüssigkeit gereinigt, in JPerchloräthylen und/oder Xylol unter Ultraschallwirkung gewaschen und anschließend unter Luftausschluß in ein Elektrolytbad eingehängt. Die Elektrolytflüssigkeit bestand aus NaP · 2 Al (CpHx-), · 3Toluol. Als Anode dienteA nickel net with a wire thickness of 0.25 mm was first cleaned by pressure blasting with corundum in oil as a dispersion liquid, washed in JPerchlorethylene and / or xylene under the action of ultrasound and then hung in an electrolyte bath with the exclusion of air. The electrolyte liquid consisted of NaP · 2 Al (CpH x -), · 3 toluene. Served as an anode

<- j j - ' η ein Raffinal-Blech. Bei einer Temperatur von 90 C und einer Stromdichte von 7 mA/cm wurde bei 3 bis 4 V eine 10 /Um dicke <- jj - 'η a refinal sheet. At a temperature of 90 ° C. and a current density of 7 mA / cm, it became 10 μm thick at 3 to 4 V

009837/1768009837/1768

190 90 3190 90 3

PLa 68/1730PLa 68/1730

Aluminiumschicht abgeschieden. Dann wurde die Aluminiumlegierung eine Stunde lang bei 500 0C getempert, wobei die gewünschte Eaney-Legierung entstand. Durch Behandlung mit wässriger KOH wurde anschließend die Nickel-Aluminiumlegierung in Raney-Nickel übergeführt. Auf dem Raney-Nickel wurde noch zusätzlichDeposited aluminum layer. Then, the aluminum alloy was annealed for one hour at 500 0 C to give the desired Eaney alloy was formed. The nickel-aluminum alloy was then converted into Raney nickel by treatment with aqueous KOH. On the Raney nickel was also added

0,8 mg Palladium und 0,2 mg Ruthenium pro cm aus einer wässrigen Lösung von RuCl, und Na2-PdCl. abgeschieden. Die Lösung enthielt 1,2 g Pd und 0,3 g Ru/i00 ml.0.8 mg palladium and 0.2 mg ruthenium per cm from an aqueous solution of RuCl and Na 2 -PdCl. deposited. The solution contained 1.2 g Pd and 0.3 g Ru / 100 ml.

Das Strom-Potentialverhalten dieser Elektrode ist; in Pig. 1 wiedergegeben. Die Temperatur betrug bei der Messung 20 ,0C. Der Elektrolyt bestand aus 6 η KOH und enthielt 1 Mol N2H5OH. Die Potentialmessung erfolgte in einer Halbzellenanordnung gegen eine Hg/HgO-Bezugselektrode.The current-potential behavior of this electrode is; in Pig. 1 reproduced. The temperature during the measurement was 20.0 C. The electrolyte consisted of 6 η KOH and contained 1 mol of N 2 H 5 OH. The potential was measured in a half-cell arrangement against an Hg / HgO reference electrode.

Zum Vergleich ist in Pig. 1, Kurve b/dasStrom-Potentialverhalten einer Vergleichselektrode aufgetragen, bei der die galvanische Abscheidung der Raney-Legierung auf dem Nickelnetz aus einer Lösung mit 10 Gew.-% NiSO., 3 Gew.-# ZnSO4 und 10 Gew.-^Na (CH3COO) bei 60 0C und 50 mA/cm2 erfolgt ist. Nach dem Herauslösen des Zinks wurde auf die gebildete Raney-Schicht wie bei der Elektrode nach der Erfindung eine Edelmetallschicht aus einer Lösung von RuCl, und Na2PdCl. stromlos abgeschieden. Wie die Kurve b zeigt, ist eine derartige Elektrode in ihrem Strom-Potentialverhalten schlechter als die neue Elektrode. Zu dem gleichen Ergebnis führten entsprechende Lang-" zeitversuche.For comparison, see Pig. 1, curve b / the current-potential behavior of a comparison electrode plotted, in which the electrodeposition of the Raney alloy on the nickel mesh from a solution with 10 wt. % NiSO., 3 wt .- # ZnSO 4 and 10 wt .-% Na (CH 3 COO) at 60 0 C and 50 mA / cm 2 has taken place. After the zinc had been dissolved out, a noble metal layer made of a solution of RuCl and Na 2 PdCl was applied to the Raney layer formed, as in the case of the electrode according to the invention. deposited without current. As curve b shows, such an electrode is worse than the new electrode in terms of its current-potential behavior. Corresponding long-term tests led to the same result.

Beispiel 2 - \ ; . / Example 2 - \ ; . /

Ein mit 20 yum Kobalt überzogenes Nickelnetz wurde wie im Beispiel 1gereinigt und mit Aluminium überzogen. Als Elektrolyt wurde hierbei RCH3)3(C6H5CH2)NJcI.- 2 Al (C2H5J3 -2 Toluol verwendet. Die Temperung erfolgte bei 520 0C und dauerte etwa · 2 Stunden. . : A nickel mesh coated with 20 μm cobalt was cleaned as in Example 1 and coated with aluminum. As the electrolyte, RCH 3) 3 was in this case (C 6 H 5 CH 2) NJcI.- 2 Al (C 2 H 5 used J 3 -2 toluene The annealing was carried out at 520 0 C and about lasted · 2 hours...:

0 08837/ 1768 . " 9 '■ 0 08837/1768. " 9 '■

■ PIA 68/1730■ PIA 68/1730

aus der so gebildeten Raney-Legierung wurde anschließend das Aluminium Anodisch herausgelöst, wobei als Alky!radikale"liefernde Substan2£(CH3)3(C6H5CH2I^Cl · 2 Al (C2H5.)^ eingesetzt' war. Das anodische Herauslösen des Aluminiums erfolgte bei 110 0C und einer Stromdichte von 12 mA/cm unter kräftigem Rühren der Elektrolytflüssigkeit. Die Spannung betrug 6 bis 8 V. Nach zweimaligem Waschen mit Benzol wurde das Strom-Potentialverhalten der Raney*Kobalt enthaltenden Elektrode in einer 6 η KOH-Iösung, die 1 Mol N3H5OH enthielt, bei 20 0C gemessen. Die Strom-Potentialwerte sind in Fig. 2 wiedergegeben ^ wobei als Bezugselektrode ebenfalls eine Hg/HgO-Elektrode eingesetzt wurde.the aluminum was then dissolved anodically from the Raney alloy formed in this way, with (CH 3 ) 3 (C 6 H 5 CH 2 I ^ Cl · 2 Al (C 2 H 5. ) ^ being used as the alky! radical "supplying substance The anodic leaching of the aluminum took place at 110 ° C. and a current density of 12 mA / cm with vigorous stirring of the electrolyte liquid electrode in a 6 η KOH Iösung containing 1 mole of N contained 3 H 5 OH, measured at 20 0 C. the current-potential values are given in Fig. 2 ^ wherein as the reference electrode HgO electrode was also used a Hg /.

Die so hergestellte Elektrode zeigte bei einem Einsatz über einen Zeitraum von 4 Wochen keine Veränderung in ihrem Strom-Potentialverhalten, was besonders bei Verwendung von Hydrazin als Brennstoff bemerkenswert ist.The electrode produced in this way showed over when it was used no change in their current-potential behavior for a period of 4 weeks, which is particularly noteworthy when using hydrazine as fuel.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Beispielen angeführten Ausführungsformeη beschränkt. So können beispielsweise auch poröse Sinterkörper nach dem Verfahren der Erfindung mit' Raney-Legierungen versehen und als Gas— diffusionselektroden eingesetzt werden.Of course, the invention is not limited to those in Examples given embodiments are limited. So can For example, porous sintered bodies are provided with Raney alloys according to the method of the invention and are used as gas diffusion electrodes are used.

15 Patentansprüche
2 Figuren
15 claims
2 figures

-10 --10 -

009837/176 8009837/176 8

Claims (15)

PM 68/1730PM 68/1730 ■■■■'■- ίο -■■■■ '■ - ίο - PatentansprücheClaims .^Verfahren zur Herstellung von Ban.ey-Xata-lysator.en- enthaltenden Elektroden für elektrochemische Zellen, insbesondere für Brennstoffelemente,' durch galvanische Abscheidung von Aluminium auf Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem Elektrolyten der allgemeinen Formel. ^ Process for the preparation of Ban.ey-Xata-lysator.en- containing Electrodes for electrochemical cells, in particular for fuel elements, 'by galvanic deposition of aluminum on metals, characterized in that from an electrolyte of the general formula MX .2MX .2 . in der M ein Natrium-, Kalium- oder Oniumiön, X ein .Halogen- oder Cyänion und R einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-ütomen darstellt, Aluminium auf einem metallischen Träger unterhalb 150 0C abscheidet, bei einer unterhalb 659 C liegenden.Temperatur durch Diffusion eine Raney-Legierung bildet, anschließend das Aluminium herauslöst und gegebenenfalls das gebildete Raney-Metall mit einem oder mehreren Edelmetallen aktiviert.. X represents M is a sodium, potassium or Oniumiön a .Halogen- or Cyänion and R ütomen C-alkyl of 1 to 12, depositing aluminum on a metal support below 150 0 C, at a temperature below 659 C. Temperature forms a Raney alloy by diffusion, then dissolves out the aluminum and, if necessary, activates the Raney metal formed with one or more noble metals. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ■ Diffusion in Gegenwart eines reduzierenden Gases durchgeführt2. The method according to claim 1, characterized in that the ■ Diffusion carried out in the presence of a reducing gas 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusion in Gegenwart eines Inertgases, das gegebenenfalls3. The method according to claim 1, characterized in that the Diffusion in the presence of an inert gas, which optionally t ein reduzierendes Gas enthält,, durchgeführt wird. t contains a reducing gas, is carried out. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet» daß die Diffusion bei normalem oder vermindertem Druck durchgeführt wird. ".-.'■-■ :' 4. Process according to claims 1 to 3 »characterized» that the diffusion is carried out at normal or reduced pressure. ".-. '■ - ■:' 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung des Aluminiuma bei einer Temperatur von 30 bis 150 0C, vorzugsweise 80 bis 120 0G und einer Stromdichte von 1 bis 20 mA/cm2 bei einer Spannung von 1,5 bis 12 V vorgenommen wird. . . ·.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the deposition of the aluminum at a temperature of 30 to 150 0 C, preferably 80 to 120 0 G and a current density of 1 to 20 mA / cm 2 at a voltage of 1 , 5 to 12 V is made. . . ·. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5« dadurch gekennzeichnet, daß die Eindiffusion des abgeschiedensn Aluminiums bei -. einer Temperitur von 350 bis 650 0G vorgenomaen wird.6. The method according to claims 1 to 5 «characterized in that the diffusion of the deposited aluminum at -. a temperature of 350 to 650 0 G is vorgenomaen. 009837/1768 :w fi =.009837/1768: w fi =. PLA 68/1730 - 11 -PLA 68/1730 - 11 - 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eindiffundierte Aluminium mittels einer wässrigen Alkalihydroxidlösung herausgelöst wird.7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that that the diffused aluminum by means of an aqueous Alkali hydroxide solution is dissolved out. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eindiffundierte Aluminium mittels Alkylhalogeniden oder deren Lösungen herausgelöst wird.8. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the diffused aluminum by means of alkyl halides or their solutions are extracted. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eindiffundierte Aluminium in einem Alkylradikale liefernden Elektrolyten anodisch herausgelöst wird.9. The method according to claims 1 to 6, characterized in that that the diffused aluminum is anodically leached out in an electrolyte which produces alkyl radicals. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallträger Bleche, poröse oder nicht poröse Folien, poröse Sinterkörper oder Netz eingesetzt werden.10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that that sheets, porous or non-porous foils, porous sintered bodies or mesh are used as metal supports. 11.. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial Nickel, Kobalt, Wolfram, Silber ein Edelmetall oder Legierungen dieser Metalle eingesetzt werden.11 .. The method according to claim 9, characterized in that as Carrier material nickel, cobalt, tungsten, silver, a noble metal or alloys of these metals can be used. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das gebildete Raney-Metall mit einem Edelmetall aktiviert wird.Process according to Claims 1 to 11, characterized in that the Raney metal formed is activated with a noble metal will. 13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Raney-Metall mit einem Gemisch aus Palladium und Ruthenium, vorzugsweise im Gewichtsverhältnis 4 : 1, aktiviert wird.13. The method according to claims 1 to 12, characterized in that that the Raney metal with a mixture of palladium and Ruthenium, preferably in a weight ratio of 4: 1, activated will. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß. das Palladium und Ruthenium aus einer wässrigen Salzlösung stromlos abgeschieden werden-·14. The method according to claim 13, characterized in that. the palladium and ruthenium from an aqueous salt solution be deposited without current- - 12 00 9837/1768- 12 00 9837/1768 PIA 68/1730 - 12 - V PIA 68/1730 - 12 - V 15. Nach den Ansprüchen 1 bis H hergestellte Raney-Katalysatoren enthaltende Elektroden für elektrochemische^ Zellen, insbesondere Brennstoffelemente.15. Raney catalysts prepared according to claims 1 to H. containing electrodes for electrochemical cells, in particular fuel elements. 0098 37/17680098 37/1768
DE19691909031 1969-02-22 1969-02-22 Process for the production of electrodes containing Raney catalysts Pending DE1909031A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691909031 DE1909031A1 (en) 1969-02-22 1969-02-22 Process for the production of electrodes containing Raney catalysts
GB1289751D GB1289751A (en) 1969-02-22 1970-02-10
FR7006197A FR2032936A5 (en) 1969-02-22 1970-02-20
CA075403A CA936493A (en) 1969-02-22 1970-02-20 Method of producing electrodes containing raney catalysts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691909031 DE1909031A1 (en) 1969-02-22 1969-02-22 Process for the production of electrodes containing Raney catalysts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1909031A1 true DE1909031A1 (en) 1970-09-10

Family

ID=5726087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691909031 Pending DE1909031A1 (en) 1969-02-22 1969-02-22 Process for the production of electrodes containing Raney catalysts

Country Status (4)

Country Link
CA (1) CA936493A (en)
DE (1) DE1909031A1 (en)
FR (1) FR2032936A5 (en)
GB (1) GB1289751A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4349612A (en) * 1978-11-24 1982-09-14 Alloy Surfaces Company, Inc. Metal web

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH576006A5 (en) * 1971-05-07 1976-05-31 Siemens Ag
US4154705A (en) 1973-01-31 1979-05-15 Alloy Surfaces Company, Inc. Catalytic structure
US4292208A (en) 1974-05-03 1981-09-29 Alloy Surfaces Company, Inc. Diffusion coating combinations

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4349612A (en) * 1978-11-24 1982-09-14 Alloy Surfaces Company, Inc. Metal web

Also Published As

Publication number Publication date
FR2032936A5 (en) 1970-11-27
GB1289751A (en) 1972-09-20
CA936493A (en) 1973-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2403573C2 (en) Process for the production of anodes
DE3874495T2 (en) ELECTRODE CATALYST AND ITS MANUFACTURING METHOD.
KR900002842B1 (en) Method for preparing an electrode and use thereof in electrochemical processes
DE3001946A1 (en) NICKEL MOLYBDAEN CATHODE
DE1571721B2 (en) ELECTRODE FOR USE IN ELECTROLYTIC PROCESSES
US4798662A (en) Cathode for electrolysis and a process for the manufacture of the said cathode
DD243718A5 (en) ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSES, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
JPH0694597B2 (en) Electrode used in electrochemical process and manufacturing method thereof
DE2929787C2 (en) Method for producing a porous electrode surface on a metal substrate
US3272728A (en) Method of producing activated electrodes
DE3047636A1 (en) CATHODE, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF, THEIR USE AND ELECTROLYSIS CELL
DE2307852B2 (en) Air- and storage-resistant catalysts for cathodic hydrogen evolution
DE1471792A1 (en) Electrode for electrochemical cells with an oxidation catalyst
DE1207358B (en) Cathode for an alkali chloride electrolysis cell operating according to the diaphragm process
DE3004262A1 (en) EFFECTIVE ELECTRODE FOR ELECTROCHEMICAL CELLS WITH REDOX SYSTEMS AND METHOD FOR PRODUCING THE ELECTRODE
EP1547175A2 (en) Method for producing a gas diffusion electrode
CA1072915A (en) Cathode surfaces having a low hydrogen overvoltage
DE1909031A1 (en) Process for the production of electrodes containing Raney catalysts
DE3780075T2 (en) LOW-VOLTAGE ELECTRODES FOR ALKALINE ELECTROLYTE.
DE4232958C1 (en)
DE3004080C2 (en) Method for coating a porous electrode
DE2645414A1 (en) METHOD FOR PRODUCING METALLANODES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION OF MANGANE DIOXIDE
DE2449603A1 (en) Electrodes for electrochemical processes - using porous outer layer of filings bonded to the core by electroplating
EP0328128B1 (en) Process concerning the adhesion between metallic materials and galvanic aluminium layers and the non-aqueous electrolyte used therein
DE3330961C2 (en) Activated electrodes based on Ni, Co, Fe with an active coating and process for the production of the same