СПОСОБ АКТИВИРОВАНИЯ ГАЗОВОГО УГОЛЬНОГОЭЛЕКТРОДА Советский патент 1967 года по МПК H01M4/96 

Изобретение относится к области нримеиения угольных водородных электродов в низкотемпературных ВОДОрОДНО-КНСЛОрОДНЫХ XHiviHческих источниках электрической энергии и способам актнвироваиия угольных электродов путем введения, металла в материал электрода как катализатора процесса ионизацин водорода. В качестве катализатора применяют металл илатииовой груниы, чаш,е всего палладий.

Известен сиособ активирования газового угольного электрода путем ироиитки материала электрода раствором соедииения металлического катализатора с иоследующим выделением металла в свободном состоянии либо оргаиическнм восстановителем, либо водородом при повышеппой темиературе. Этим способом вводят катализатор-металл платиновой группы, чан1е всего иалладн.и. Поныткп введения таким сиоссибом катализатора из неблагородных металлов (рения, молибдена, никеля) ие дали удовлетворительных резу.11Ьтатов.

Предлагаемый снособ актнвирования газового угольного электрода нредусматривает возможность исиользоваиия в качестве катализатора неблагородных металлов (рения, молибдена, ннкеля).

го соедпнеиня металла, а затем выделяют металл термическим разложением.

В иродессе введеиия каталнзатора установлено, что нри соирикосновеннн с нагретым телом карбонила металла разложение последпего происходит неиосредственно на новерхиостн, так что выделяюнип ся металл noKpi.iвает нагретую поверхность пленкой. Племкп металла, например иикеля, молибдена, рекия, в ряде случаев не обла.аают катализирующей сг1особностыо, по-видимому, вследствие адсорбинн на инх окнси углерода, но этн плснкп становятся активными после катодной полярпзаи,пп к щелочпом растворе. После катодиого актппироваиия на иих устапавлпвается равповеспый водородпый потеициал, и оии могут использоваться как ката.лнзаторы проиесса иоппзации водорода.

Кроме- того, устаиовлеио, что термическое разложеппе карбонильного соединения мо/кио вести в норах иористого тела, например угля. Выделпвшпйея металл пе забиваегся в поры, а покрывает слоем их внутреннюю поверхность. Такпе пористые электроды в отиошеиин peaKiuni иоиизапии водорода ведут себя как электроды с катализатором. Техио.югпя введеиия каталнзатора во всех случаях одииакова.

лометрического состава (фракции углей БЛУ, АГ-3, ОУ и др., 50 мк} обезгаживали в вакууме и затем без доступа воздуха пропитывали жидким карбонилом никеля. После этого порошок переносили в печь, нагретую ло 200°С, и выдерл ивали ири этой темиерат -е оиределеииое время (в условиях опыта 1 час) также без доступа воздуха в среде ииертно -о газа. Затем порошок охлаждали в ииертпой атмосфере и заканчивали иа этом .процесс введения катализатора. Из полученного порошка по известной технологии прессовали электроды, вводя связуюпдее. Для активирования катализатора готовые электроды катодно поляризовали в расгворе щелочи током примерно 10-100 ма/см- до тех пор, пока на них ие начинал визуально выделяться водород.

При насыщении угля карбонилом металла, который в обычных условиях является тнердым продуктом Re (СО) 5, Мо (СО)й, карбоиильиое соединение предварительно растворяют в подходящем растворителе, иаиример ацетоне. После насьацения растворитель отгоняют при легком нагреве, а разложеиие карбонильного соединения ведут при темперачурах, обеснечивающих разложеиие.

Полученные таким способом электроды с рениевым, молибденовым и никелевым катализатором дали воспроизводимый равновесный водородный потенциал. Электроды с никелевым катализатором (6% от веса образца) по своим нагрузочным характеристика м оказались сравнимыми с электродами, содержащими иалладиевый катализатор (2% от веса образца).

В условиях опытов на однослойных угольных электродах (поверхность электрода

3,8 слгз) при поляризации 200 мв и давленин водорода 1 атА1 сила тока нри 20° и 60°С составила соответственио 56 и 90 ма (электрод с иалладиевым катализатором, 2%) и 45 и 90 ма (электрод с никелевым катализатором,

6%).

Предмет изобретеиия

Снособ активирования газового угольиого электрода иутем иропитки материала электрода раствором соединения металлического катализатора с иоследующим выделением металла в свободном состояиии, отличающиис.я тем, что, с целью возможности использования как катализатора угольных электродов неблагородных металлов (рения, молибдена, никеля), пропитку ведут раствором карбоиильного соединения металла с иоследующим выделением металла термическим разлои еиием.