195679. lajstromszámú szabadalom • Elektród elektrokémiai folyamatokhoz, különösen halogének és alkálifém hidroxidok előállítására szolgáló elektrokémiai cellák részére és eljárás az elektród előállítására
1 195679 2 tétlenül jelen van, még ha nyomokban is. Ennek következményeként a katód polarizációja rövid idő alatt megnövekszik és eléri azt a stabil értéket, amely a vasra és más szennyezőkre jellemző, és ez akkor is bekövetkezik, ha a katódot vasból és/vagy vasoxidból felépülő, nehézfémeket is tartalmazó bevonat borítja. A találmány célja az említett hiányosságok megszüntetése. Feladata olyan elektród kidolgozása, illetve olyan eljárás létrehozása az elektród előállítására, amikor is az elektród elektrokatalikus tulajdonságú bevonattal van ellátva, amelyet fém hordozóra viszünk fel és amelyet az ismert eljárásokkal előállított bevonatokhoz képest megnövelt mechanikai stabilitás jellemez. A kitűzött feladat megoldására elektrokémiai folyamatok vitelére szolgáló elektródot és az elektród előállítására szolgáló eljárást dolgoztunk ki. A találmány szerinti elektród elektromosan vezető, ötvözött vagy tiszta vasból, nikkelből, rézből, kobaltból, ezüstből, illetve rozsdamentes acélból kialakított semleges fémes szubsztrátumot és ezen létrehozott elcktrokatalitikus hatású oxidkerámia anyagú külső bevonatot tartalmaz, ahol a külső bevonat anyagának felületi sűrűsége legalább 2 g/m2, míg az oxidkerámia ruténium, irídium, platina, palládium, ródium, kobalt, illetve ón közül legalább egy fém oxidjával vagy kevert oxidjával van kialakítva, ahol a találmány szerint a külső bevonat alatt megfogó előbevonat ként létrehozott, semleges fémes mátrixot tartalmazó közbenső réteg van elrendezve, amelybe a külső bevonat kerámia anyagával kompatibilis vagy izomorf kerámia anyag részecskéi vannak beágyazva. A kémiailag semleges fémes mátrix célszerűen vasból, nikkelből, rézből, kobaltból, ezüstből vagy ezek valamilyen ötvözetéből van kialakítva, amelybe titán, cirkónium, hafnium, ruténium, irídium, platina, palládium, ródium, kobalt, ón vagy mangán egyszerű vagy kevert egy vagy több oxidjából kialakított, célszerűen elektromosan vezető kerámia anyag részecskéi vannak beágyazva. A közbenső réteg vastagsága előnyösen 5...30pm, a külső bevonat felületi sűrűsége legfeljebb 2Ö g/m2. Ugyancsak a találmány feladatának megoldását biztosítja az a fentiekben is vázolt elektród előállítására alkalmas eljárás, amelynek során kémiailag semleges fé mes szubsztrátum felületére elektrokatalitikus tulajdonságú kerámia anyagból álló külső bevonatot viszünk fel és a találmány szerint- a szubsztrátum felületén kerámia anyag semleges fémes mátrixban eloszlott szemcséit tartalmazó, megfogó eiőbevonatként működő közbenső réteget hozunk létre az elektród felületére felvitt elektrokatalitikus tulajdonságú kerámia anyaggal kompatibilis vagy izomorf kerámia anyagból, ahol- az előbevonatót galvanikusan elektromos lerakatással készítjük el a kívánt vastagságban és ehhez a mátrix fémes anyagát ionos formában és a kerámia részecskéket szuszpenzióban tartalmazó bevonófiirdőt alkalmazunk,- a megfogó előbevonat vagy közbenső réteg felületére az elektrokatalitikus kerámia anyagból készült felületi réteg kialakítására alkalmas prekurzorvegyületek oldatát vagy diszperzióját visszük fel,- az oldat vagy diszperzió készítéséhez használt prekurzorvegy tile teke t felvivő oldószert eltávolítjuk,- az elektródot kiégetjük és így- a prekurzorvegyiiletekből kerámia anyagot hozunk létre.- az elektródot szobahőmérsékletre hütjük, majd szükség szerint az oldat vagy diszperzió felvitelét, az oldószer eltávolítását, a kiégetést és a lehűtést az clektrokatalitikus felületi réteg kívánt vastagságának eléréséig ismételjük. A műszaki szint és a találmány szerinti megoldás eddigi ismertetésében is használtunk néhány olyan kifejezést, amelyek szakember számára jól érthetőek, de a következők meg világosabb kifejtése érdekében az alkalmazott fogalmakat az alábbiak szerint definiáljuk. Kerámia anyag. Olyan igen stabil felépítésű anyag, amelynek kristálystruktúrájában fémes és nemfémes elemek egyaránt jelen vannak. A nemfémes elem általában oxigén, de lehet szén, nitrogén, kén vagy halogén elem mint például fluor. Elektrokatalitikus tulajdonságú kerámia anyag (röviden katalitikus anyag). Olyan kerámia anyag, amelynek viszonylag nagy clcktiomos vezetőképessége van szobahőmérsékletén és a lefolytatandó elektrokémiai reakcióhoz viszonyítva viszonylag kis polarizációs feszültséget mutat. Fémes szubsztrátum vagy fémes hordozó. Olyan fémes struktúra, amely az elektród térbeli formáját meghatározza. Ennek alakja az adott felhasználástól függ. A gyakorlatban elterjedtek a tömör vagy perforált vagy nyújtót! lemezek, a rudak, más geometriai alakú szilárd testek, szövött vagy nemszövött fémszálakból készült egységek és hasonlók. Izomorf vagy kompatibilis anyag. A viszonyított anyaghoz képest lényégében ugyanolyan vagy erősen hasonló kristálystruktúrával jellemzett anyag, amelyben a viszonyítotthoz képest legfeljebb kis eltéréssel jelennek meg a különböző szilárd fázisok. A találmány szerinti eljárás foganatosításának eredményeként meglepő módon Olyan termékeket sikerült előállítani, amelyekben az anyagok közötti tapadás, adhézió igen erős, így a ruténium-oxid - ez igen hasznos elektrokatalitikus kerámia anyag -- és a nikkel, rozsdamentes acél vagy réz között jó kapcsolat alakult ki. Ez utóbbi fémeket különösen alkalmasnak tartják az elektrolitikus cellákban alkalmazandó katódok előállítására. A vizsgálatok azt is bebizonyították, hogy .a jelen találmány szerinti eljárással előállított elektródok elektrokatiditikus tulajdonságú kerámia bevonatait a különösen nagy élettartam és az elektrokémiai mérgező hatásokkal szemben igen jó cllenállóképesség jellemzi, így az elektrolitban jelen levő szennyezések az ismert elektródokhoz viszonyítva kisebb károsodást képesek okozni. A találmány szerinti eljárással készített elektródokat összehasonlító vizsgálatoknak is alávetettük, amelynek célja a gyorsított öregítés volt cs ennek során a találmány szerinti eljárással előállított bevonatok adhézióját és .élettartamát ellenőriztük. A vizsgálatok eredményeként megillapítható volt, hogy a javasolt bevonatok aktív élettartama az ismert eljárásokkal készített bevonatokhoz képest legalább háromszor, esetenként akár nyolcszor is nagyobb. A találmány szerinti eljárással készük bevonatoknak ez a kiváló stabilitása azzal magyarázható, hogy a semleges fémes mátrixban eloszlatott és abba beépített kerámia részecskék, mivel lényegében kompatibilisek vagy izomorfak a katalitikus tulajdonságú kerámia anyaggal, a külső bevonat részére egy egy megfogási, lehorgonyzási pontot jelentenek. Feltételezhető az is, hogy a külső bevonat kialakulása általában a megfogó előbevoriatkcnt Itató közbenső 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
