162464. lajstromszámú szabadalom • Elektród elektrokatalikus kerámiai félvezető felületekkel
162464 21 A vizsgálatokat 65 °C-os telített NaCl-oldatban, 1 A/cm2 áramsűrűségnél végeztük. Az anódpotenciálokat telített kalomel vonatkozási elektród mellett Luggin-féle elektróddal mértük, majd a mért értéket a hagyományos normál hidrogén-elektród potenciáljára számítottuk át. A kapott eredményeket a II. táblázatban foglaltuk össze. A legtöbb, találmány szerinti elektródnál 22 az összesített súlyváltozás előjele pozitív volt, azaz a találmány szerinti elektródok súlya az elektrolízis folyton nőtt. Ez annak a jele, hogy a bevonat, ahelyett, hogy fokozatosan fogyna, a így nemesfém -oxid-tartalmát veszítené, még további védőhatású félvezető-réteget épít be, s ez egy idő múlva — mint például a „C" mintánál látható —elősegíti az elekt- * ród működésének stabilizálódását. II. táblázat Minta Bevonat Üzemidő, Voltban Összesített súly változás Kopási összetétel 1 A/cm2 (normál mg/*m2 sebesség, áramsűrűhidrogén g/tonna ségnél [ elektród) ci2 B (2. pld.) Ir02 (ír 0,2 mg/cm 2 ) 0 1,62 0 Ru02 (Ru 0,2 mg/cm 2 ) 792 1,53 +0,3 (súlygyarapodás) 0 Ti02 (Ti 1,12 mg/cm 2 ) 2000 1,59 +0,7 (súlygyarapodás) 0 C (3. pld.) Ir02 (ír 0,4 mg/cm 2 ) 0 1,35 — — Ru02 (Ru 0,4 mg/cm 2 ) 860 1,36 +0,9 (növekedés) 0 Ti02 (Ti 0,96 mg/cm 2 ) 2300 1,38 +0,9 (növekedés) 0 D (4. pld.) Ir02 (ír 0,2 mg/cm 2 ) 0 1,50 — — Ru02 (Ru 0,2 mg/cm 2 ) 552 1,44 +0,75 (növekedés) 0 Ti02 (Ti 1,12 mg/cm 2 ) 816 1,50 +0,4 0 E (5. pld.) Ir02 (ír 0,2 mg/cm 2 ) 0 1,45 — ' — Ru02 (Ru 0,2 mg/cm 2 ) 514 1,45 —0,097 (csökkenés) 0,15 F (6. pld.) Au2 0 3 (Au 0,075 mg/cm 2 ) 0 1,48 — — Ru02 (Ru 0,225 mg/cm 2 ) 514 1,48 +0,2 (növekedés) 0 TiOa (Ti 1,2 mg/cm 2 ) G Pt 1,44 mg/cm2 0 1,36 —• 'V — ír 3,36 mg/cm2 1032 1,48 —4),25 (csökkenés) 0,26 2370 1,58 —0,9 (csökkenés) 0,32 H Pt 3,68 mg/cm2 0 1,39 :'••.. — ír 0,92 mg/cm2 926 1,35 — — 2940 1,39 —0,6 0,18 Az I. táblázatban ezzel szemben látható, hogy működés közben még a legnemesebb fémekkel bevont ötvözet-bevonatok is jelentős súly veszteséget szenvednek. Ámbár a bevonat fogyása nem kifejezetten a nemes fémeknek a bevonatból való lehasadása következtében jön létre, mégis ez a folyamat föltétlenül együtt jár a bevonat nemesfémtartalmának lényeges csökkenésével. A szóbanforgó nemesfém-ötvözetét tartalmazó anódokban kielégítő anódműködés fenntartására és elegendő hosszú működési idő biztosítására 5-^-10-szer annyi nemesfémre van szükség, mint a találmány szerinti félvezető rutilt vagy tantáloxidot tartalmazó elektródoknál. Az 1—10. példa szerint előállított katalitikus hatású félvezető-bevonatok vastagsága 1,45 mikron (57 mikro-inch). A fenti bevonatoknál a platinacsoportbeli fémek aránya a nem-nemes fémekhez 20 : 100, ill. 85 : 100. Az anódok hátoldalán levő bevonat vékonyabb lehet, mint a katódhoz közelebbi oldal bevonata. A 6. ábrán vázlatosan látható 38b számú nagy ellenállású szigetelőréteget a következő módokon lehet az anódra felvinni: 1. Titánklorid sósavas oldatát metanollal elegyítjük, majd a TiCl3 -t H 2 0 2 adagolásával pertitanáttá alakítjuk (lásd az 1. példa első hat sorát). Az így 40 45 50 55 60 65 előállított oldatot ecsettel vagy elektrosztatikus szórással felvisszük az anód hátoldalára. Ezzel egyidejűleg vihetjük fel több rétegben az elektrokatalitikus tulajdonságú félvezető-réteget az elektród elülső oldalára, mint azt az 1. példában ismertettük. A felvitel történhet egy vagy több rétegben: az egyes rétegek felhordása után az anódlemezt felhevítjük, s így az anódlemez hátoldalán nagy ellenállású szigetelőréteget, ugyanakkor a lemez elülső oldalán az 1. példában ismertetett elektrokatalitikus félvezetőréteget alakítjuk ki. Hasonlóképpen, ha az anód hátoldalára a 2—10., a 18. és a 19. példákban ismertetett bevonat-összetételből csak a TiCl3 -t visszük fel, míg az anódlemez elülső oldalát elektrokatalitikus tulajdonságú félvezető-bevonattal látjuk el, akkor a kezelés során az érintett helyekennagyellenállású bevonatot kapunk. 2. A 38b elektrokatalitikus tulajdonságú keramikus félvezető-réteggel részben fedett anódot oxigénatmoszférában addig hevítjük, míg az anód fedetlen részein oxid-film képződik. Ugyanilyen célból eljárhatunk úgy is, hogy az anódot hevítéskor A12 0 3 ba vagy valamely más oxidba helyezzük. (Lásd: Breckenridge és Hosier, Research Paper 2344, Journal of Research of the National Bureau of Standards [U. S.], 49 [1952], 2, augusztus.) 11
