[发明专利]用于电解的还原电极的活性层组合物以及由其得到的还原电极

说明书

本发明涉及一种用于盐水电解的还原电极的活性层组合物以及由其制造的用于电解的还原电极，所述组合物包含：含有钌前体、铂前体和镧系金属前体的金属前体混合物；和含有胺类化合物的有机溶剂。根据本发明，用于电解的还原电极的耐久性优异，该还原电极的初始性能和活化性能得到改善，从而抑制过电压，并且初始性能和活化性能之间的偏差减小，因此预期该电极具有性能稳定性。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月6日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0078915的权益，其公开内容通过引用全部并入本说明书中。

本发明涉及一种用于电解的还原电极的活性层组合物以及由其产生的还原电极。

背景技术

通过电解例如海水的低成本盐水制备氢氧化物、氢气和氯气的技术是众所周知的。这种电解工艺也被称为氯碱工艺，其性能和可靠性通过数十年的商业运行已经得到证明。

作为电解盐水的方法，目前最广泛地使用离子交换膜的方法，该方法是将离子交换膜安装在电解槽内，将电解槽分成阳离子室和阴离子室，并且使用盐水作为电解液，从阳极获得氯气，从还原电极获得氢气和苛性钠。

同时，通过下面的电化学反应式所示的反应实现盐水的电解。

氧化电极反应：2Cl^-→Cl₂+2e^-(E⁰＝+1.36V)

还原电极反应：2H₂O+2e^-→2OH^-+H₂(E⁰＝-0.83V)

总反应：2Cl^-+2H₂O→2OH^-+Cl₂+H₂(E⁰＝-2.19V)

在进行盐水电解时，电解电压必须通过考虑盐水电解需要的理论电压、氧化电极(阳极)和还原电极(阴极)各自的过电压、离子交换膜的电阻电压以及由电极之间的距离引起的电压来确定。在上述电压中，电极的过电压用作重要的变量。

因此，已经研究了能够降低电极的过电压的方法。例如，作为氧化电极，已经开发和使用了称为尺寸稳定阳极(DSA)的贵金属电极，并且对于还原电极，还需要开发过电压低并且耐久的优异材料。

作为这种还原电极，主要使用不锈钢或者镍。近年来，为了降低过电压，已经研究了用氧化镍、镍和锡合金、活性炭与氧化物的组合、氧化钌、铂等中的任何一种涂覆不锈钢或镍的表面的方法。

此外，为了通过调节活性材料的组成来提高还原电极的活性，还研究了使用铂族金属如钌和镧系金属如铈调节组成的方法。然而，存在的问题在于发生过电压并且发生反向电流引起的劣化。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)JP2003-2977967A

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供一种用于电解的还原电极，该用于电解的还原电极通过抑制用于电解的还原电极的过电压，并降低电极的初始性能和活化后的性能之间的偏差，而具有优异的性能稳定性和耐久性。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种用于盐水电解的还原电极的活性层组合物，该组合物包含含有钌前体、铂前体和镧系金属前体的金属前体混合物和含有胺类化合物的有机溶剂。