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1. WO2017085173 - NICKELELEKTRODE, FREITRAGENDE NICKELSCHICHT, VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG UND DEREN VERWENDUNG

Veröffentlichungsnummer WO/2017/085173
Veröffentlichungsdatum 26.05.2017
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2016/077978
Internationales Anmeldedatum 17.11.2016
IPC
C25B 11/03 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
25Elektrolytische oder elektrophoretische Verfahren; Vorrichtungen dafür
BElektrolytische oder elektrophoretische Verfahren für die Herstellung von Verbindungen oder von nichtmetallischen Elementen; Vorrichtungen dafür
11Elektroden; Herstellung von Elektroden, soweit nicht anderweitig vorgesehen
02gekennzeichnet durch die Form
03perforiert oder gelocht
C25B 11/04 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
25Elektrolytische oder elektrophoretische Verfahren; Vorrichtungen dafür
BElektrolytische oder elektrophoretische Verfahren für die Herstellung von Verbindungen oder von nichtmetallischen Elementen; Vorrichtungen dafür
11Elektroden; Herstellung von Elektroden, soweit nicht anderweitig vorgesehen
04gekennzeichnet durch das Material
C25B 1/04 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
25Elektrolytische oder elektrophoretische Verfahren; Vorrichtungen dafür
BElektrolytische oder elektrophoretische Verfahren für die Herstellung von Verbindungen oder von nichtmetallischen Elementen; Vorrichtungen dafür
1Elektrolytische Herstellung von anorganischen Verbindungen oder von nichtmetallischen Elementen
02von Wasserstoff oder Sauerstoff
04durch Wasserelektrolyse
C25B 1/34 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
25Elektrolytische oder elektrophoretische Verfahren; Vorrichtungen dafür
BElektrolytische oder elektrophoretische Verfahren für die Herstellung von Verbindungen oder von nichtmetallischen Elementen; Vorrichtungen dafür
1Elektrolytische Herstellung von anorganischen Verbindungen oder von nichtmetallischen Elementen
34Gleichzeitige Herstellung von Alkalimetallhydroxiden und Chlor, dessen Sauerstoffsäuren oder Salzen
C02F 1/461 2006.01
CChemie; Hüttenwesen
02Behandlung von Wasser, Schmutzwasser, Abwasser oder von Abwasserschlamm
FBehandlung von Wasser, Schmutzwasser, Abwasser oder von Abwasserschlamm
1Behandlung von Wasser, Schmutzwasser oder Abwasser
46durch elektrochemische Methoden
461durch Elektrolyse
H01M 4/86 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
4Elektroden
86Inerte Elektroden mit katalytischer Wirksamkeit, z.B. für Brennstoffelemente
CPC
B01J 23/755
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
23Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
70of the iron group metals or copper
74Iron group metals
755Nickel
B01J 35/0033
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
35Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
002Catalysts characterised by their physical properties
0033Electric or magnetic properties
B01J 35/08
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
35Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
02Solids
08Spheres
C02F 1/46114
CCHEMISTRY; METALLURGY
02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
1Treatment of water, waste water, or sewage
46by electrochemical methods
461by electrolysis
46104Devices therefor; Their operating or servicing
46109Electrodes
46114Electrodes in particulate form or with conductive and/or non conductive particles between them
C02F 2001/46142
CCHEMISTRY; METALLURGY
02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
1Treatment of water, waste water, or sewage
46by electrochemical methods
461by electrolysis
46104Devices therefor; Their operating or servicing
46109Electrodes
46133characterised by the material
46138Electrodes comprising a substrate and a coating
46142Catalytic coating
C25B 1/04
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
1Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
02of hydrogen or oxygen
04by electrolysis of water
Anmelder
  • ZENTRUM FÜR SONNENENERGIE- UND WASSERSTOFF-FORSCHUNG BADEN-WÜRTTEMBERG GEMEINNÜTZIGE STIFTUNG [DE]/[DE]
Erfinder
  • JÖRISSEN, Ludwig
  • ASANTE, Jerry Bamfo
  • BÖSE, Olaf
Vertreter
  • TER MEER STEINMEISTER & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB
Prioritätsdaten
10 2015 120 057.019.11.2015DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) NICKELELEKTRODE, FREITRAGENDE NICKELSCHICHT, VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG UND DEREN VERWENDUNG
(EN) NICKEL ELECTRODE, SELF-SUPPORTING NICKEL LAYER, METHOD FOR PRODUCING SAME, AND USE OF SAME
(FR) ÉLECTRODE DE NICKEL, COUCHE DE NICKEL AUTOPORTEUSE, AINSI QUE PROCÉDÉ DE FABRICATION ET UTILISATION ASSOCIÉS
Zusammenfassung
(DE)
Gegenstand der Erfindung ist eine Nickelelektrode, umfassend ein elektrisch leitfähiges Nickelblech und eine darauf aufgebrachte Nickelschicht aus aneinander haftenden, sphärischen, porösen Nickelpartikeln, erhältlich durch ein Verfahren, umfassend folgende Schritte: • a) Vorsehen von sphärischen Nickelhydroxid-Partikeln, • b) partielle Reduzierung der sphärischen Nickelhydroxid-Partikel in einer reduzierenden Atmosphäre bei erhöhten Temperaturen zur Erzielung partiell reduzierter, sphärischer Ni/NiO-Partikel, • c) Herstellen einer Paste aus den erhaltenen Ni/NiO-Partikeln und einem organischen und/oder anorganischen Bindemittel sowie ggf. weiteren Hilfsstoffen, • d) Aufbeschichten der Paste auf eine oder beide Seiten des elektrisch leitfähigen Nickelblechs, und • e) Tempern des beschichteten Nickelblechs in einer reduzierenden Atmosphäre bei erhöhten Temperaturen. Die Erfindung betrifft ebenso eine freitragende Nickelschicht aus aneinander haftenden, sphärischen, porösen Nickelpartikeln. Die erfindungsgemäße Nickelelektrode zeichnet sich aus durch eine hohe mechanische Stabilität sowie vorteilhafte elektrochemische Eigenschaften, insbesondere eine Verstärkung der Gasentwicklung bei der Wasserelektrolyse. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Nickelelektrode und der erfindungsgemäßen freitragenden Nickelschicht sowie deren Verwendung, insbesondere als Elektrode für die Wasserelektrolyse.
(EN)
The invention relates to a nickel electrode, comprising an electrically conductive nickel sheet and a nickel layer applied thereto consisting of spherical, porous nickel particles adhering to each other, obtainable by a method comprising the following steps: a) providing spherical nickel hydroxide particles, b) partially reducing the spherical nickel hydroxide particles in a reductive atmosphere at elevated temperatures to achieve partially reduced, spherical Ni/NiO particles, c) producing a paste from the obtained Ni/NiO particles and an organic and/or inorganic binder and optionally further auxiliary substances, d) coating one or both sides of the electrically conductive nickel sheet with the paste, and e) tempering the coated nickel sheet in a reductive atmosphere at elevated temperatures. The invention further relates to a self-supporting nickel layer consisting of spherical, porous nickel particles adhering to each other. The nickel electrode according to the invention is characterized by high mechanical stability and advantageous electrochemical properties, in particular an intensification of the gas development in the electrolysis of water. The invention further relates to a method for producing the nickel electrode according to the invention and for producing the self-supporting nickel layer according to the invention and to the use thereof, in particular as an electrode for the electrolysis of water.
(FR)
L'invention concerne une électrode de nickel, comportant une tôle de nickel électroconductrice et une couche de nickel, appliquée sur celle-ci, constituée de particules de nickel adhérant les unes aux autres, sphériques et poreuses, obtenue grâce à un procédé comportant les étapes consistant à : • a) fournir des particules sphériques d'hydroxyde de nickel, • b) réduire partiellement les particules d'hydroxyde de nickel sous une atmosphère réductrice à températures élevées pour obtenir des particules de Ni/NiO sphériques partiellement réduites, • c) produire une pâte à partir des particules de Ni/NiO obtenues et d'un liant organique et/ou inorganique ainsi qu'éventuellement d'autres adjuvants, • d) revêtir de la pâte l'un ou les deux côtés de la tôle de nickel électroconductrice et • e) tremper la tôle de nickel revêtue sous une atmosphère réductrice à températures élevées. L'invention concerne également une couche de nickel autoporteuse constituée de particules de nickel adhérant les unes aux autres, sphériques et poreuses. L'électrode de nickel selon l'invention est caractérisée par une stabilité mécanique élevée ainsi que par des propriétés électrochimiques avantageuses, en particulier une augmentation du dégagement gazeux lors de l'électrolyse de l'eau. L'invention concerne en outre un procédé de fabrication de l'électrode de nickel selon l'invention et de la couche de nickel autoporteuse selon l'invention ainsi que leur utilisation en particulier en tant qu'électrode pour l'électrolyse de l'eau.
Aktuellste beim Internationalen Büro vorliegende bibliographische Daten