CA2492128A1 - Alloys of ti, ru and al and their use in the synthesis of sodium chlorate - Google Patents
Alloys of ti, ru and al and their use in the synthesis of sodium chlorate Download PDFInfo
- Publication number
- CA2492128A1 CA2492128A1 CA002492128A CA2492128A CA2492128A1 CA 2492128 A1 CA2492128 A1 CA 2492128A1 CA 002492128 A CA002492128 A CA 002492128A CA 2492128 A CA2492128 A CA 2492128A CA 2492128 A1 CA2492128 A1 CA 2492128A1
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- alloys
- alloy according
- alloy
- synthesis
- sodium chlorate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/24—Halogens or compounds thereof
- C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
- C25B1/265—Chlorates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
- C25B11/093—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds at least one noble metal or noble metal oxide and at least one non-noble metal oxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
L'invention vise un alliage répondant à la formule suivante: Ti2+t(Ru(1-x)Al(1+x))(1-u/2)M u T y dans laquelle: t est un nombre compris entre -1 et +1 et de préférence entre -0.5 et + 0.5; x est un nombre compris entre -0.95 et +0.95 et de préférence entre +0.5 et + 0.95; u est un nombre compris entre 0 et +1, de préférence inférieur à 0.25; y est un nombre compris entre 0 et +6, de préférence égal à 2 M représente un ou plusieurs éléments choisis parmi Ag, Pd, Rh, Fe, Cr et V, les éléments étant de préférence Ag, Pd ou Rh, et T représente un ou plusieurs éléments choisis parmi O, B, S, C, N, Si, P et H, les éléments étant de préférence de l'oxygène. Cet alliage est de préférence à l'état nanocristallin et peut être utilisé comme cathode pour produire par voie électrochimique le chlorate de sodium.The invention relates to an alloy corresponding to the following formula: Ti 2 + t (Ru (1-x) Al (1 + x)) (1-u / 2) M u T y in which: t is a number between - 1 and +1 and preferably between -0.5 and + 0.5; x is a number between -0.95 and +0.95 and preferably between +0.5 and +0.95; u is a number between 0 and +1, preferably less than 0.25; y is a number between 0 and +6, preferably equal to 2 M represents one or more elements selected from Ag, Pd, Rh, Fe, Cr and V, the elements being preferably Ag, Pd or Rh, and T represents one or more elements selected from O, B, S, C, N, Si, P and H, the elements being preferably oxygen. This alloy is preferably in the nanocrystalline state and can be used as a cathode to electrochemically produce sodium chlorate.
Description
ALLIAGES Ä BASE DE Ti, Ru ET AI
ET
USAGE DE CEUX-CI POUR LA SYNTH~SE DU CHLORATE DE SODIUM
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention a pour objet des nouveaux alliages à base de Ti, Ru et AI. Elle a également pour objet l'usage de ces nouveaux alliages pour la synthèse électrochimique du chlorate de sodium.
ARRI~RE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Le chlorate de sodium (NaCl03) est un agent de blanchiment dans l'industrie des pètes et papier. Pour des raisons environnementales, la tendance aux cours des dernières années, a été d'utiliser le dioxyde de chlore (CI02 ) plutôt que le chlore gazeux (CI2) pour blanchir la pâte afin de réduire les rejets de produits organiques chlorés. Le dioxyde de chlore est obtenu par réduction du chlorate de sodium. Cette tendance a eu pour effet d'augmenter significativement la demande pour le chlorate de sodium.
La réaction chimique globale mise en oeuvre dans les cellules électrochimiques de synthèse du chlorate de sodium est la suivante NaCI + 3 H20 --~ NaCl03 + 3 H2 La première étape dans la fabrication électrochimique du chlorate de sodium est la décharge anodique du chlore (CI-) à l'anode avec production d'hydrogène (H2) comme réaction complémentaire à la cathode. De nos jours, on utilise fréquemment l'acier ou le titane comme matériau d'électrode à la cathode. La surtension cathodique des électrodes d'acier est d'environ 900 mV à une densité de courant de 250 mA cm-2. Cette surtension est pratiquement un ordre ALLOYS BASED ON Ti, Ru AND AI
AND
USE THEREOF FOR SYNTHESIS OF SODIUM CHLORATE
FIELD OF THE INVENTION
The subject of the present invention is new alloys based on Ti, Ru and HAVE. It also relates to the use of these new alloys for the electrochemical synthesis of sodium chlorate.
TECHNOLOGICAL BACKGROUND
Sodium chlorate (NaClO3) is a bleaching agent in the industry peas and paper. For environmental reasons, the trend towards recent years, has been to use chlorine dioxide (CI02) rather chlorine gas (CI2) to whiten the dough to reduce chlorinated organic products. Chlorine dioxide is obtained by reducing the sodium chlorate. This trend has had the effect of increasing significantly the demand for sodium chlorate.
The overall chemical reaction used in electrochemical cells of sodium chlorate synthesis is as follows NaCl + 3H 2 O - ~ NaClO 3 + 3H 2 The first step in the electrochemical manufacture of sodium chlorate is the anodic discharge of chlorine (CI-) at the anode with hydrogen production (H2) as a complementary reaction to the cathode. Nowadays, we use frequently steel or titanium as electrode material at the cathode. The cathodic overvoltage of steel electrodes is about 900 mV at a current density of 250 mA cm-2. This surge is practically an order
2 de grandeur plus élevée que la surtension à l'anode et constitue par le fait même la principale source de perte d'énergie du processus électrochimique de synthèse du chlorate de sodium. Des économies d'énergie substantielles peuvent donc être réalisées en remplaçant les cathodes d'acier actuelles par des matériaux plus performants qui présentent une plus faible surtension cathodique.
Le brevet US 5 662 834 et la demande canadienne correspondante no. 2 154 428 au nom d'HYDRO-QUÉBEC s'attaque à cette problématique en proposant un nouvel alliage à base de Ti, Ru, Fe et O qui permet de réduire d'environ mV la surtension à la cathode. Ce gain correspond à une amélioration d'environ 10% de l'efficacité énergétique globale du procédé. On mentionne cependant dans ce brevet que : « Quel que soit le cas, l'alliage doit contenir du ruthénium.
Toutefois, la quantité de ruthénium ne doit pas être trop élevée à cause, d'une part, du prix élevé de ce métal, ef d'autre part et surtout, de son manque de stabilité lorsqu'il est utilisé dans une solution électrolyte. ». II serait donc souhaitable de trouver un élément qui puisse remplacer en partie le Ru pour réduire le coût de ces nouvelles électrodes et améliorer leur stabilité tout en conservant leurs bonnes propriétés électrocatalytiques à savoir une faible surtension cathodique de l'ordre de 600 mV à une densité de courant de 250mA/cm-2.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
II a été découvert dans le cadre de la présente invention que l'aluminium qui est un élément très peu coûteux, peut justement remplacer le Ru dans des matériaux semblables à ceux du brevet US 5 662 834 et ce, en quantité
significative sans perdre pour autant les propriétés avantageuses de ces nouveaux matériaux de cathodes.
Pour rencontrer les exigences des manufacturiers de chlorate de sodium, les matériaux de cathode doivent idéalement remplir les conditions suivantes two of magnitude larger than the anode surge and is therefore even the main source of energy loss from the electrochemical process of synthesis of sodium chlorate. Substantial energy savings can be achieved by replacing the existing steel cathodes with better performing materials with lower surge cathode.
U.S. Patent 5,662,834 and the corresponding Canadian application no. 2,154 428 on behalf of HYDRO-QUÉBEC tackles this problem by proposing a new alloy based on Ti, Ru, Fe and O which reduces about mV overvoltage at the cathode. This gain corresponds to an improvement of approximately 10% of the overall energy efficiency of the process. However, mention is made of in this patent that: "Whatever the case, the alloy must contain ruthenium.
However, the amount of ruthenium should not be too high because a the high price of this metal, and secondly and above all, its lack of stability when used in an electrolyte solution. ". It would be therefore desirable to find an element that can partly replace the Ru for reduce the cost of these new electrodes and improve their stability while in retaining their good electrocatalytic properties ie a low cathodic overvoltage of the order of 600 mV at a current density of 250mA / cm 2.
SUMMARY OF THE INVENTION
It has been discovered in the context of the present invention that aluminum which is a very inexpensive element, can precisely replace the Ru in materials similar to those of US Pat. No. 5,662,834 and this in quantity significant without losing the advantageous properties of these new cathode materials.
To meet the requirements of sodium chlorate manufacturers, Cathode materials should ideally fulfill the following conditions
3 1) avoir une faible surtension, 2) être inactif face à la décomposition de l'hypochlorite, 3) réduire faiblement l'hypochlorite et le chlorate à la cathode, 3 1) have a low surge, 2) be inactive against the decomposition of hypochlorite, 3) weakly reduce hypochlorite and chlorate at the cathode,
4) ne pas interférer avec la couche d'hydroxyde de chrome en surface, 4) do not interfere with the surface chromium hydroxide layer,
5) être stable en condition de circuit ouvert aux températures d'opération, 5) be stable under open circuit conditions at operating temperatures,
6) être résistant à la fragilisation par l'hydrogène, 6) be resistant to embrittlement by hydrogen,
7) avoir une durée de vie de plusieurs années, 7) have a life of several years,
8) pouvoir tolérer des nettoyages périodiques à l'acide nitrique et finalement, 8) be able to tolerate periodic cleaning with nitric acid and finally,
9) être peu coûteux.
Les alliages de l'art antérieur à base de Ti et de Ru décrits dans le brevet US
5,662,834 contiennent du Fe et un ou plusieurs métaux qui peuvent être substitués au fer dont le V et le Cr. Dans le cadre de la présente invention, il a été découvert que l'AI pouvait non seulement remplacer avantageusement une bonne partie du Ru mais également, lorsque l'AI se trouve en présence du Ti et du Ru dans des alliages du type Ti2RuM où M=AI, les matériaux ont moins tendance à absorber l'hydrogène lors des réactions d'évolution de l'hydrogène que les alliages correspondant où M=Fe, V, et Cr. Les matériaux à base d'aluminium de la présente invention sont donc plus résistants à la fragilisation par l'hydrogène et donc plus stable que les matériaux de l'art antérieur. De façon plus générale il a été découvert que les alliages du type ci-haut mentionné où M= AI, Ag, Pd, Rh ont moins tendance a absorber l'hydrogène que les alliages où M= Fe, Cr, V.
L'invention a donc pour premier objet un nouvel alliage caractérisé en ce qu'il répond à la formule suivante Ti2+t~Ruc~-x~Al~1+X~)c~-ur~)M~Tv dans laquelle t est un nombre compris entre -1 et +1, de préférence entre -0.5 et + 0.5, et plus préférentiellement égal à 0;
x est un nombre compris entre -0.95 et +0.95, de préférence entre +0.5 et +
0.95, et plus préférentiellement égal à 0.75;
u est un nombre compris entre 0 et +1, de préférence inférieur à 0.25;
y est un nombre compris entre 0 et +6, de préférence égal à 2 M représente un ou plusieurs éléments choisis parmi Ag, Pd, Rh, Fe, Cr et V, le ou les éléments étant de préférence Ag, Pd ou Rh et T représente un ou plusieurs éléments choisis parmi O, B, S, C, N, Si, P et H, le ou les éléments étant de préférence de l'oxygène.
Ce nouvel alliage est de préférence à l'état nanocristallin et peut être utilisé
avantageusement comme cathode pour produire par voie électrochimique le chlorate de sodium. Par « état nanocristallin », on entend une microstructure constituée de cristallites dont la taille des cristaux est inférieure à 100nm.
La présente invention a également pour deuxième objet l'usage de ce nouvel alliage pour la synthèse électrochimique du chlorate de sodium. Pour cette fin, le nouvel alliage peut être à l'état nanocristallin ou non. De préférence, il est dans un état nanocristallin pour donner lieu à de faibles surtensions cathodiques.
Les alliages selon l'invention peuvent être préparés de différentes manières.
On peut d'abord les préparer sous forme de poudre en broyant intensément un mélange d'éléments choisis parmi le Ti, Ru, AI et les éléments M et T en proportion adéquate pour obtenir la composition voulue ou un mélange de composés choisis en combinant divers éléments parmi le Ti, Ru, AI, et les éléments M et T. Le broyage peut s'effectuer dans une atmosphère inerte, dans l'air ou dans une atmosphère réactive en incluant dans le milieu de réaction des éléments choisis parmi les éléments T. Par exemple on peut broyer dans un milieu réactif, tel qu'une atmosphère d'oxygène (oxydante), une atmosphère d'hydrogène (réductrice) ou même une atmosphère d'azote. La température et la pression des gaz du milieu de broyage peuvent être ajustées au besoin. La poudre ainsi fabriquée, qui peut être dans un état nanocristallin ou non dépendant des conditions de broyage (comme par exemple la durée et l'intensité du broyage), est par la suite utilisée pour préparer des électrodes qui 5 serviront de cathode pour produire le chlorate de sodium. Préalablement, cette poudre peut être modifiée par divers traitements, comme un traitement thermique, un traitement d'agglomération, etc... On peut finalement compresser la poudre ou la projeter sur divers substrats pour en faire des cathodes. La projection thermique est particulièrement bien adaptée à cette fin. On peut utiliser par exemple des techniques telles que la projection plasma : APS
(atmosphérique plasma spray), HVOF (high velocity oxyfuel), VPS (vacuum plasma spray), LPPS (low pressure plasma spray) etc.
Les substrats sur lesquels la poudre est déposée peuvent être de différente nature mais de préférence, on utilisera des plaques d'acier, de titane ou d'aluminium. II peut également être souhaitable d'appliquer une sous-couche à
l'interface entre le substrat et le revêtement catalytique fabriqué à partir de la poudre dans le but d'améliorer l'adhérence de celui-ci et le temps de vie des électrodes.
Les alliages de l'art antérieur décrits dans le brevet US 5 662 834 contiennent de l'oxygène. Bien que la teneur en oxygène avait peu d'effet sur l'activité
électrochimique et par conséquent, sur la valeur de la surtension, sa présence dans l'alliage est bénéfique sur la stabilité à long terme des électrodes.
Dans le cadre de la présente invention, il a été découvert que cet avantage n'était pas uniquement associé à l'oxygène mais que plusieurs autres éléments parmi les éléments T décrits ci-dessus pouvaient procurer une meilleur stabilité à long terme des matériaux d'électrode à base de Ti, Ru et AI.
L'invention ainsi que ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description plus détaillée mais non limitative qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés.
BR~VE PRÉSENTATION DES DESSINS
la figure 1 représente des courbes de polarisation d'alliages du type Ti2Ru~_XM~+X pour divers éléments M;
la figure 2a représente une courbe de surtension en fonction du nombre de cycles de circuit ouvert et de dégagement d'hydrogène pour des alliages du type Ti2RuM où M représente divers éléments;
la figure 2b représente une courbe analogue à celle de la figure 2a pour des matériaux du type Ti2Ru~_XAI~+X ayant diverses concentration d'aluminium;
la figure 2c représente des photographies d'alliages du type Ti2Ru~_XAI~+x après 50 cycles de circuit ouvert et de dégagement d'hydrogène;
la figure 2d représente des courbes de surtension en fonction du nombre de cycles pour des matériaux oxygénés et non oxygénés, la photographie en haut à droite représentant l'alliage oxygéné après 50 cycles;
la figure 3a représente un spectre de diffraction des rayons-X d'un échantillon obtenu après 40h de broyage d'un mélange de poudres de deux Ti, un AI et un Ru;
la figure 3b représente une série de spectres de diffraction des rayons-X d'un échantillon obtenu après différent temps de broyage d'un mélange de poudres de deux TiO, un AI et un Ru;
la figure 3c représente une série de spectres de diffraction des rayons-X d'un échantillon obtenu après différent temps de broyage d'un mélange de poudres de un AI203, trois Ti, un Ti0 et deux Ru; et la figure 3d représente un spectre de diffraction-x du Ti2RuAl02 obtenu après 40h de broyage d'un mélange de poudre contenant du Ti0 (selon une procédure de fabrication correspondant à celle de la figure 3b), en comparaison à celui d'un mélange de poudre contenant du AIZ03 préparé selon une procédure correspondant à celle de la figure 3c;
la figure 4 représente l'évolution des spectres de rayons-X d'un mélange de poudre de Ti et AI203 en fonction du temps de broyage;
la figure 5 représente des spectres de rayons-X de divers alliages du type Ti2RuFeBX pour différente concentration de bore;
la figure 6 représente des micrographies d'alliages du type Ti2RuFeBx pour différentes concentrations de bore;
la figure 7représente des courbes d'évolution de la surtension en fonction du nombre de cycles de circuit ouvert et de dégagement d'hydrogène pour divers alliages du type Ti2RuFeBx avec différentes concentrations de bore; et ia figure 8 représente des courbes d'évolution de la surtension en fonction du temps d'électrolyse pour trois alliages du type Ti2RuFeBx.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
Tel que précédemment indiqué, l'alliage selon l'invention répond à la formule chimique suivante Ti2+t~Rut~-X~AI~~+X>)c~-urz)M~Ty dans laquelle ô
t est un nombre entre -1 et +1, de préférence entre -0.5 et + 0.5, et plus préférentiellement égal à 0;
x est un nombre compris entre -0.95 et +0.95, de préférence entre +0.5 et +
0.95, et plus préférentiellement égal à 0.75;
u est un nombre compris entre 0 et +1, de préférence u inférieur à 0.25;
y est un nombre compris entre 0 et +6, de préférence égal à 2 M représente un ou plusieurs éléments choisis parmi Ag, Pd, Rh, Fe, Cr et V, de préférence Ag, Pd et Rh et T représente un ou plusieurs éléments choisis parmi O, B, S, C, N, Si, P et H, de préférence l'oxygène.
Un cas particulier est celui où y = 0, u = 0 et t = 0 c'est à dire Ti2Ru~_XAI~+X. Pour ce cas particulier la figure 1 montre des courbes de polarisation obtenues dans une solution NaOH 4M à 25°C. L'échantillon de cathode utilisé pour cet essai était une pastille de poudre pressée de Ti2Ru~_XM~+X (ou M= AI, Pd et Rh) fabriquée en broyant intensément un mélange de Ti, de Ru et de l'élément M.
L'anode était un fil de Pt et la référence Ag/AgCI. La correction pour la chute ohmique a été faite par la méthode d'interruption de courant. On remarque qu'à
une densité de courant de 250 mAlcm2, la tension est la plus faible pour les alliages du type TI2RU~AI~ et TI2RUp,7~;I1.25 SUIVI des alliages du type Ti2Ruo.5Al~.5 et enfin, les alliages du type Ti2Ru~Pd~ et Ti2Ru~Rh~ possèdent les tensions les plus élevées. Le tableau I ci-dessous résume les valeurs de surtension correspondantes Valeurs de surtension d'échantillons du type Ti2Ru~_xAl~+X
Ti2Ru~_XM~+X n 2so (V) AI~ - 0.064 AI~,25 -0.067 AI~,5p (1 ) -0.108 AI~,5o (2) -0.105 Cet exemple particulier montre que les alliages à base de Ti, Ru et AI
possèdent de faibles surtensions et sont par conséquent très efficace comme matériaux de cathode si la concentration en AI est choisie adéquatement. Les meilleures valeurs étant obtenues pour AI~ et AI,,25.
Des tests de stabilité ont également été réalisés sur ces électrodes en effectuant en alternance des cycles de dégagement d'hydrogène HER
(polarisation pendant 10 minutes) suivis d'une période en circuit ouvert OCP
(pendant 10 minutes). Ces tests ont été réalisés avec une solution chlorate industrielle typique à 70°C et à un pH de 6.5. Les résultats sont présentés à la figure 2a. On peut voir sur cette figure que les valeurs de surtension à 250 mA/cm2 demeurent stables, basses et comprises entre -0.55 et -0.65 durant une période de plus de 50 cycles pour tous les alliages du type Ti2RuM ou M =
AI, Ag, Rh et Pd. Par contre, pour l'alliage du type Ti2RuFe correspondant à
l'art antérieur, la surtension commence à augmenter de façon significative après 22 cycles pour se dégrader considérablement aux environs d'une trentaine de cycles.
La figure 2b montre des courbes similaires pour des alliages du type Ti2Ru~_ XAI~+X ou x = 0, 0.25 et 0.50 respectivement et la figure 2c montre l'apparence de ces dernières électrodes après avoir subi les 50 cycles OCP/HER. Les électrodes qui présentent les meilleures surtensions, c'est à dire les électrodes Ali et AI~.zS (voir ci-dessus), sont également celles qui semblent le mieux résister au cyclage à long terme. En effet, comme le montre la figure 2c, l'alliage Ti2Ruo.5Al~.5 semble s'être détérioré passablement durant les 50 cycles OCP/H ER.
Tout comme ce fut le cas pour les alliages de l'art antérieur à base de Ti, Ru et de Fe, l'ajout d'oxygène a un effet bénéfique sur la stabilité à long terme des électrodes à base de Ti, Ru et AI. En effet, la figure 2d montre que l'ajout d'oxygène à des alliages à haute teneur en aluminium (TI2RUp,25A11.75~2), qui 9) be inexpensive.
The alloys of the prior art based on Ti and Ru described in the patent US
5,662,834 contain Fe and one or more metals that can be substituted for iron including V and Cr. In the context of the present invention, he has discovered that AI could not only good part of the Ru but also, when the AI is in the presence of the Ti and of Ru in alloys of the Ti2RuM type where M = Al, the materials have less tendency to absorb hydrogen during hydrogen evolution reactions than the corresponding alloys where M = Fe, V, and Cr. The materials based of the present invention are therefore more resistant to embrittlement by hydrogen and therefore more stable than the materials of the prior art. Of more generally it was discovered that alloys of the type above mentioned where M = AI, Ag, Pd, Rh are less likely to absorb hydrogen that alloys where M = Fe, Cr, V.
The invention therefore has for its first object a new alloy characterized in that it responds to the following formula Ti 2 + t ~ Ruc ~ -x ~ Al ~ 1 + X ~) ~ c ~ -ur) M ~ TV
in which t is a number between -1 and +1, preferably between -0.5 and + 0.5, and more preferably equal to 0;
x is a number between -0.95 and +0.95, preferably between +0.5 and +
0.95, and more preferably equal to 0.75;
u is a number between 0 and +1, preferably less than 0.25;
y is a number between 0 and +6, preferably 2 M represents one or more elements selected from Ag, Pd, Rh, Fe, Cr and V, the element or elements being preferably Ag, Pd or Rh and T represents one or more elements selected from O, B, S, C, N, Si, P and H, the element or elements being preferably oxygen.
This new alloy is preferably in the nanocrystalline state and can be in use advantageously as a cathode for producing electrochemically the sodium chlorate. "Nanocrystalline state" means a microstructure consisting of crystallites whose crystal size is less than 100 nm.
Another subject of the present invention is the use of this new alloy for the electrochemical synthesis of sodium chlorate. For this end, the new alloy can be in the nanocrystalline state or not. Preferably, he is in a nanocrystalline state to give rise to small surges cathode.
The alloys according to the invention can be prepared in different ways.
We can first prepare them in powder form by grinding intensely a mixture of elements selected from Ti, Ru, Al and the elements M and T in adequate proportion to obtain the desired composition or mixture of compounds selected by combining various elements among Ti, Ru, Al, and elements M and T. The grinding can be carried out in an inert atmosphere, in air or in a reactive atmosphere including in the reaction medium of the elements chosen from among the elements T. For example, it is possible to grind in a reactive medium, such as an oxygen (oxidizing) atmosphere, an atmosphere hydrogen (reductive) or even a nitrogen atmosphere. The temperature and the pressure of the grinding media gases can be adjusted as needed. The powder thus manufactured, which can be in a nanocrystalline state or not depending on the grinding conditions (such as the duration and the intensity of grinding), is subsequently used to prepare electrodes that 5 will serve as the cathode for producing sodium chlorate. previously, this powder can be modified by various treatments, such as a treatment thermal, agglomeration treatment, etc ... We can finally compress the powder or project it on various substrates to make cathodes. The Thermal spraying is particularly well suited for this purpose. We can use for example techniques such as plasma projection: APS
(atmospheric plasma spray), HVOF (high velocity oxyfuel), VPS (vacuum plasma spray), LPPS (low pressure plasma spray) etc.
The substrates on which the powder is deposited may be of different nature but preferably, steel, titanium aluminum. It may also be desirable to apply an undercoat to the interface between the substrate and the catalytic coating made from of the powder in order to improve the adhesion of the latter and the life time of electrodes.
The alloys of the prior art described in US Pat. No. 5,662,834 contain oxygen. Although the oxygen content had little effect on the activity electrochemical and therefore, on the value of the surge, its presence in the alloy is beneficial on the long-term stability of the electrodes.
In the In the context of the present invention, it was discovered that this advantage was not not only associated with oxygen but that several other elements among the T elements described above could provide better long-term stability term of Ti, Ru and Al-based electrode materials.
The invention and its advantages will be better understood when reading the more detailed but non-limiting description which will follow, made in referring in the accompanying drawings.
BR ~ VE PRESENTATION OF THE DRAWINGS
FIG. 1 represents polarization curves of alloys of the type Ti2Ru ~ _XM ~ + X for various elements M;
FIG. 2a represents an overvoltage curve as a function of the number of open circuit cycles and hydrogen evolution for alloys of the type Ti2RuM where M represents various elements;
FIG. 2b represents a curve similar to that of FIG. 2a for materials of the type Ti2Ru ~ _XAI ~ + X having various concentrations of aluminum;
FIG. 2c represents photographs of alloys of the Ti2Ru ~ _XAI ~ + x type.
after 50 cycles of open circuit and hydrogen evolution;
FIG. 2d represents overvoltage curves as a function of the number of cycles for oxygenated and non-oxygenated materials, the photograph at the top on the right, representing the oxygenated alloy after 50 cycles;
FIG. 3a shows an X-ray diffraction spectrum of a sample obtained after 40 hours of grinding a mixture of powders of two Ti, an AI and a Ru;
FIG. 3b represents a series of X-ray diffraction spectra of a sample obtained after different grinding times of a mixture of powders two TiO, one AI and one Ru;
FIG. 3c represents a series of X-ray diffraction spectra of a sample obtained after different grinding times of a mixture of powders one AI203, three Ti, one Ti0 and two Ru; and FIG. 3d represents a diffraction-x spectrum of the Ti2RuAlO2 obtained after 40h of grinding a powder mixture containing TiO (according to a manufacturing procedure corresponding to that of Figure 3b), in comparison to that of a powder mixture containing AIZ03 prepared according to a procedure corresponding to that of Figure 3c;
FIG. 4 represents the evolution of the X-ray spectra of a mixture of Ti and AI203 powder as a function of the grinding time;
FIG. 5 represents X-ray spectra of various alloys of the type Ti2RuFeBX for different boron concentration;
FIG. 6 shows micrographs of alloys of the Ti2RuFeBx type for different concentrations of boron;
Figure 7 shows the evolution curves of the overvoltage as a function of the number of open circuit cycles and hydrogen evolution for various alloys of the Ti2RuFeBx type with different boron concentrations; and FIG. 8 represents curves of evolution of the overvoltage as a function of electrolysis time for three alloys of the Ti2RuFeBx type.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As previously indicated, the alloy according to the invention corresponds to the formula next chemical Ti 2 + t ~ ~ Rut -X AI ~ ~~ + X>) c ~ -urz) Ty M ~
in which oh t is a number between -1 and +1, preferably between -0.5 and + 0.5, and more preferentially equal to 0;
x is a number between -0.95 and +0.95, preferably between +0.5 and +
0.95, and more preferably equal to 0.75;
u is a number between 0 and +1, preferably u less than 0.25;
y is a number between 0 and +6, preferably 2 M represents one or more elements selected from Ag, Pd, Rh, Fe, Cr and V, preferably Ag, Pd and Rh and T represents one or more elements selected from O, B, S, C, N, Si, P and H, preferably oxygen.
A special case is where y = 0, u = 0 and t = 0 ie Ti2Ru _XAI ~ ~ + X. For this particular case Figure 1 shows polarization curves obtained in 4M NaOH solution at 25 ° C. The cathode sample used for this trial was a pressed powder pellet of Ti2Ru ~ _XM ~ + X (or M = AI, Pd and Rh) manufactured by intensely grinding a mixture of Ti, Ru and M element.
The anode was a Pt wire and the reference Ag / AgCl. The correction for the fall Ohmic was made by the current interruption method. We notice that a current density of 250 mAlcm 2, the voltage is the lowest for alloys of the type TI2RU ~ AI ~ and TI2RUp, 7 ~; I1.25 FOLLOWING alloys of the type Ti2Ruo.5Al ~ .5 and finally, the alloys of the type Ti2Ru ~ Pd ~ and Ti2Ru ~ Rh ~ possess the highest voltages. Table I below summarizes the values of corresponding surge Surge voltage of samples of type Ti2Ru ~ _xAl ~ + X
Ti2Ru ~ _XM ~ + X n 2so (V) AI ~ - 0.064 AI ~, 25 -0.067 AI ~, 5p (1) -0.108 AI ~, 5o (2) -0.105 This particular example shows that alloys based on Ti, Ru and AI
have low surges and are therefore very effective as cathode materials if the AI concentration is appropriately chosen. The better values being obtained for AI ~ and AI ,, 25.
Stability tests were also performed on these electrodes in performing alternating HER hydrogen evolution cycles (polarization for 10 minutes) followed by an OCP open circuit period (for 10 minutes). These tests were carried out with a chlorate solution typical industrial at 70 ° C and pH 6.5. The results are presented to Figure 2a. It can be seen in this figure that the surge values at 250 mA / cm2 remain stable, low and between -0.55 and -0.65 a period of more than 50 cycles for all alloys of the type Ti2RuM or M =
AI, Ag, Rh and Pd. On the other hand, for the alloy of the Ti2RuFe type corresponding to art previous, overvoltage starts to increase significantly after 22 cycles to degrade significantly around thirty or so cycles.
Figure 2b shows similar curves for alloys of the type Ti2Ru ~ _ XAI ~ + X or x = 0, 0.25 and 0.50 respectively and Figure 2c shows appearance of these last electrodes after having undergone the 50 cycles OCP / HER. The electrodes that have the best surges, ie the electrodes Ali and AI ~ .zS (see above), are also the ones that seem the best resist long-term cycling. Indeed, as shown in Figure 2c, the Ti2Ruo.5Al ~ .5 alloy seems to have deteriorated quite a bit during the 50's cycles OCP / H ER.
As was the case with Ti-based prior art alloys, Ru and of Fe, the addition of oxygen has a beneficial effect on long-term stability of the Ti, Ru and AI based electrodes. Indeed, Figure 2d shows that the addition of oxygen to alloys with a high aluminum content (TI2RUp, 25A11.75 ~ 2), which
10 comme nous l'avons vu précédemment ont tendance à se détériorer au cyclage, permet de stabiliser ceux-ci. L'image de l'électrode Ti2Ruo.25A1~.~502 après 50 cycles, que l'on peut voir à la figure 2d, montre qu'elle résiste très bien à ce traitement si elle contient de l'oxygène.
II a été découvert également que la structure cristallographique du Ti2RuAl est la même que celle de l'alliage Ti2RuFe de l'art antérieur. En effet, la figure 3a montre le spectre de diffraction-x d'un alliage Ti2RuAl obtenu en broyant intensément pendant 40 heures un mélange de poudre de Ti, Ru et AI dans les proportions voulues. Cette figure révèle que la structure est cubique simple.
Pour ce qui a trait à l'alliage oxygéné correspondant c'est à dire le Ti2RuAl02, plusieurs avenues de fabrication s'offrent à nous. On peut en effet utiliser au point de départ un mélange de poudre de Ru, AI et de Ti0 dans les proportions 2 Ti0 + 1 Ru + 1 AI et broyer intensément le mélange pendant plusieurs heures. La figure 3b montre l'évolution des spectres de diffraction-x d'un tel mélange en fonction du temps de broyage. On voit sur cette figure qu'il faut environ une vingtaine d'heures dans les conditions de broyage utilisées pour faire apparaître la structure cubique caractéristique des matériaux de l'invention. Par ailleurs, il est également possible d'utiliser au départ de l'oxyde d'aluminium AI203 qui est beaucoup moins cher que le Ti0 pour fabriquer l'alliage en question. La figure 3c montre une série de spectres de diffraction-x obtenus après différents temps de broyage d'un mélange de AI203 + 3 Ti + 1 10 as we have seen earlier tend to deteriorate at cycling, stabilizes them. The image of the electrode Ti2Ruo.25A1 ~. ~ 502 after 50 cycles, which can be seen in Figure 2d, shows that it resists very good to this treatment if it contains oxygen.
It has also been discovered that the crystallographic structure of Ti2RuAl is the same as that of the Ti2RuFe alloy of the prior art. Indeed, the figure 3a shows the diffraction-x spectrum of a Ti2RuAl alloy obtained by grinding intensively for 40 hours a mixture of Ti powder, Ru and AI in the desired proportions. This figure reveals that the structure is simple cubic.
With regard to the corresponding oxygenated alloy, that is to say the Ti2RuAl02, several avenues of manufacture are available to us. We can indeed use at starting point a mixture of powder of Ru, Al and TiO in the proportions 2 Ti0 + 1 Ru + 1 Al and grind the mixture intensively for several hours. FIG. 3b shows the evolution of the diffraction-x spectra of such a mixing according to the grinding time. We see on this figure that it is necessary about twenty hours under the grinding conditions used to bring out the characteristic cubic structure of the materials of the invention. Moreover, it is also possible to use from oxide aluminum AI203 which is much cheaper than the Ti0 to manufacture the alloy in question. Figure 3c shows a series of spectra of diffraction-x obtained after different grinding times of a mixture of Al 2 O 3 + 3 Ti + 1
11 Ti0 + 2 Ru. Après environ 20 heures de broyage, on voit apparaître la phase cubique comme dans le cas précédent. Les équations correspondantes à ces deux processus de synthèse sont indiquées ci-dessous 2 Ti0 + 1 Ru + 1 AI -+ Ti2RuA102 (1 ) AI203 + 3 Ti + 1 Ti0 + 2 Ru --~ 2 TizRuAl02 (2) II a été très surprenant de réaliser que l'oxyde d'aluminium pouvait être réduit par réaction avec le Ti lors du broyage intense. Cette découverte fait en sorte qu'il est possible de fabriquer à bas coûts les matériaux de la présente invention. La figure 3d montre la superposition des spectres de diffraction-x des mélanges obtenus après 40 heures de broyage dans le cas des deux expériences de synthèse décrite précédemment. On voit sur cette figure que peu importe la méthode de fabrication, on obtient le même produit final.
La capacité qu'a le Ti à réduire l'alumine c'est à dire l'oxyde d'aluminium est démontrée de façon exemplaire à la figure 4 où on présente l'évolution des spectres de rayons-X d'un mélange de Ti et AI203 en fonction du temps de broyage. Au fur et à mesure que s'opère le broyage on voit disparaître les pics caractéristiques du titane et de l'alumine et voit apparaître les pics de l'oxyde de titane.
II est évident que bien d'autres méthodes de fabrication (autre que le broyage mécanique intense) peuvent être envisagées pour fabriquer les matériaux de la présente invention comme par exemple la fusion et la trempe rapide, le frittage etc. La description précédente concernant les méthodes de synthèse ne doit donc pas être considérée comme limitative.
Le brevet US 5 662 834 antérieur décrit que l'ajout d'oxygène permettait de stabiliser les alliages du type Ti2RuFe dans le cadre de leur utilisation pour la synthèse du chlorate de sodium. II a maintenant été découvert dans le cadre de 11 Ti0 + 2 Ru. After about 20 hours of grinding, the phase appears cubic as in the previous case. The equations corresponding to these two synthesis processes are shown below 2 Ti0 + 1 Ru + 1 Al - + Ti2RuA102 (1) AI203 + 3 Ti + 1 Ti0 + 2 Ru - ~ 2 TizRuAl02 (2) It was very surprising to realize that aluminum oxide could be reduced by reaction with Ti during intense grinding. This discovery makes kind it is possible to manufacture at a low cost the materials of the present invention. Figure 3d shows the superposition of the diffraction-x spectra of the mixtures obtained after 40 hours of grinding in the case of both synthesis experiments previously described. We see on this figure that Regardless of the method of manufacture, the same final product is obtained.
The ability of Ti to reduce alumina, ie aluminum oxide is exemplary in Figure 4, where the evolution of X-ray spectra of a mixture of Ti and Al 2 O 3 as a function of the time of grinding. As the grinding takes place, we see the disappearance of peaks features of titanium and alumina and sees the peaks of the oxide of titanium.
It is obvious that many other manufacturing methods (other than grinding intense mechanics) can be envisaged to manufacture the materials of the the present invention, such as, for example, melting and quenching, sintering etc. The foregoing description of methods of synthesis should therefore not to be considered as limiting.
US Pat. No. 5,662,834 discloses that the addition of oxygen allows stabilize alloys of the Ti2RuFe type as part of their use for the synthesis of sodium chlorate. It has now been discovered as part of
12 la présente invention que cet avantage n'était pas unique à l'oxygène mais que d'autres éléments permettaient également de stabiliser non seulement les alliages du type Ti2RuFe mais également les alliages du type Ti2RuAl. Ces éléments sont B, S, C, N, Si, P et H en plus de l'oxygène.
S
La figure 5 montre des spectres de diffraction-x d'une série d'alliages du type Ti2RuFeBX pour différentes concentrations en bore (x = 0, 0.1, 1, 2, 4, 6, 12) et la figure 6 montre des micrographies de poudres d'alliages correspondants. On peut voir à la figure 7a que sans ajout de bore, la surtension de l'alliage Ti2RuFe augmente considérablement après 20 cycles de OCP/HER alors qu'elle demeure plutôt stable et basse dans les cas des alliages Ti2RuFeBx où
x = 1, 4 et 6 (voir figures 7c, 7d et 7e). Lorsque la teneur en bore est trop grande les propriétés se détériorent à nouveau (figure 7f). La figure 8 montre qu'en condition d'électrolyse continue dans une solution chlorate industrielle, l'alliage Ti2RuFeB6 présente les meilleures performances.
Les alliages selon la présente invention peuvent donc inclure des éléments stabilisateurs dénotés par T selon la formule décrite précédemment Ti2+t(Ru~~_x~Al~~+X~)c~-"i2~M"Ty où
T représente un ou plusieurs éléments choisis parmi O, B, S, C, N, Si, P et H, cet élément étant de préférence l'oxygène et où
y est un nombre compris entre 0 et +6, de préférence égal à 2 Tel que mentionné précédemment, la présente invention a aussi pour objet l'usage dé ces nouveaux alliages pour la synthèse du chlorate de sodium. Tout en étant aussi performant (c'est à dire possédant une faible surtension) que les matériaux de l'art antérieur, les nouveaux alliages de la présente invention sont 12 the present invention that this advantage was not unique to oxygen but that other elements also made it possible to stabilize not only the alloys of the Ti2RuFe type but also alloys of the Ti2RuAl type. These elements are B, S, C, N, Si, P and H in addition to oxygen.
S
Figure 5 shows x-ray diffraction spectra of a series of alloys of type Ti2RuFeBX for different boron concentrations (x = 0, 0.1, 1, 2, 4, 6, 12) and Figure 6 shows micrographs of powders of corresponding alloys. We can see in Figure 7a that without addition of boron, the overvoltage of the alloy Ti2RuFe increases considerably after 20 cycles of OCP / HER then that it remains fairly stable and low in the case of Ti2RuFeBx alloys where x = 1, 4 and 6 (see Figures 7c, 7d and 7e). When the boron content is too much big the properties deteriorate again (Figure 7f). Figure 8 shows that continuous electrolysis condition in an industrial chlorate solution, alloy Ti2RuFeB6 has the best performance.
Alloys according to the present invention may therefore include elements stabilizers denoted by T according to the formula described above Ti2 + t (Ru ~~ ~ _x + Al ~~ X ~) c ~ - '~ M i2 "Ty or T represents one or more elements selected from O, B, S, C, N, Si, P and H, this element being preferably oxygen and where y is a number between 0 and +6, preferably 2 As mentioned above, the present invention also relates to the use of these new alloys for the synthesis of sodium chlorate. All by being as efficient (ie having a small surge) that the materials of the prior art, the new alloys of the present invention are
13 plus stables et moins chers et par conséquent permettent de synthétiser le chlorate de sodium à moindre coût. Tel qu'indiqué précédemment, il est préférable que la microstructure de ces nouveaux matériaux soit nanocristalline c'est-à-dire qu'elle soit constituée de cristallites dont la taille moyenne des cristaux est inférieure à 100 nm.
La présente invention a également pour objet un procédé visant à fabriquer des cathodes pour la synthèse du chlorate de sodium où dans un premier temps, on fabrique une poudre de l'alliage en question en broyant mécaniquement et intensément (typiquement à des puissances supérieures à 0.2 kW/litre) un mélange des constituants pendant un certain temps (typiquement pour des durées supérieures à 20 heures) dans un milieu réactif ou non puis, dans un deuxième temps, on projette cette poudre qui a subi ou non un traitement sur un substrat (typiquement une plaque d'acier, de titane ou d'aluminium) à
l'aide d'une des multiples techniques de projection thermique telles que les techniques APS (atmospheric plasma spray), HVOF (high velocity oxyfuel), VPS
(vacuum plasma spray) et LPPS (low pressure plasma spray).
II va de soi que des modifications mineures pourraient être apportées à ce qui vient d'être décrit sans pour autant sortir du cadre de la présente invention telle que définie dans les revendications annexées. 13 more stable and cheaper and therefore allow to synthesize the sodium chlorate at a lower cost. As noted above, it is it is preferable that the microstructure of these new materials be nanocrystalline that is to say, it consists of crystallites whose average size of the crystals is less than 100 nm.
Another subject of the present invention is a process for manufacturing cathodes for the synthesis of sodium chlorate where at first, one manufactures a powder of the alloy in question by mechanically grinding and intensively (typically at powers greater than 0.2 kW / liter) a mixture of constituents for a period of time (typically for durations longer than 20 hours) in a reactive medium or not, then in a second time, we project this powder that has or has not been treated on a substrate (typically a steel, titanium or aluminum plate) to ugly of one of the many thermal projection techniques such as APS (atmospheric plasma spray), HVOF (high velocity oxyfuel), VPS
(vacuum plasma spray) and LPPS (low pressure plasma spray).
It goes without saying that minor modifications could be made to what has just been described without departing from the scope of the present invention such as defined in the appended claims.
Claims (11)
Ti2+t(Ru(1-x)Al(1+x))(1-u/2)M u T y dans laquelle:
M représente un ou plusieurs éléments choisis parmi Ag, Pd, Rh, Fe, Cr et V;
T représente un ou plusieurs éléments choisis parmi O, B, S, C, N, Si, P et H;
t est un nombre entre -1 et +1;
x est un nombre compris entre -0.95 et +0.95;
u est un nombre compris entre 0 et +1 ; et y est un nombre compris entre 0 et +6. 1. An alloy of formula:
Ti2+t(Ru(1-x)Al(1+x))(1-u/2)M u T y in which:
M represents one or more elements chosen from Ag, Pd, Rh, Fe, Cr and V;
T represents one or more elements chosen from O, B, S, C, N, Si, P and H;
t is a number between -1 and +1;
x is a number between -0.95 and +0.95;
u is a number between 0 and +1; And y is a number between 0 and +6.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002492128A CA2492128A1 (en) | 2005-01-05 | 2005-01-05 | Alloys of ti, ru and al and their use in the synthesis of sodium chlorate |
| PCT/CA2006/000003 WO2006072169A1 (en) | 2005-01-05 | 2006-01-04 | Ti5 ru and al-based alloys and use thereof for sodium chlorate synthesis |
| UY29328A UY29328A1 (en) | 2005-01-05 | 2006-01-05 | PREPARED ALLOYS BASED ON YOU, RU AND A1 AND ITS USE IN THE SENTESIS OF SODIUM CHLORATE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002492128A CA2492128A1 (en) | 2005-01-05 | 2005-01-05 | Alloys of ti, ru and al and their use in the synthesis of sodium chlorate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2492128A1 true CA2492128A1 (en) | 2006-07-05 |
Family
ID=36646259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002492128A Abandoned CA2492128A1 (en) | 2005-01-05 | 2005-01-05 | Alloys of ti, ru and al and their use in the synthesis of sodium chlorate |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2492128A1 (en) |
| UY (1) | UY29328A1 (en) |
| WO (1) | WO2006072169A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008138148A1 (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-20 | HYDRO-QUéBEC | Nanocrystalline alloys of the fe3al(ru) type and use thereof optionally in nanocrystalline form for making electrodes for sodium chlorate synthesis |
| WO2014043802A1 (en) * | 2012-09-19 | 2014-03-27 | HYDRO-QUéBEC | Metal-ceramic nanocomposites with iron aluminide metal matrix and use thereof as protective coatings for tribological applications |
| US8764963B2 (en) | 2007-11-16 | 2014-07-01 | Akzo Nobel N.V. | Electrode |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8470410B2 (en) | 2009-12-21 | 2013-06-25 | Institut National De La Recherche Scientifique (Inrs) | Method and system for producing electrocatalytic coatings and electrodes |
| CN108048862B (en) * | 2017-11-16 | 2020-04-28 | 江苏安凯特科技股份有限公司 | Anode for chlorine evolution and preparation method thereof |
| FR3153820A1 (en) | 2023-10-09 | 2025-04-11 | Université Grenoble Alpes | Electrode for electrochlorination and associated processes |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5041262A (en) * | 1989-10-06 | 1991-08-20 | General Electric Company | Method of modifying multicomponent titanium alloys and alloy produced |
| CA2154428C (en) * | 1995-07-21 | 2005-03-22 | Robert Schulz | Ti, ru, fe and o alloys; use thereof for producing cathodes used for electrochemically synthesizing sodium chlorate |
| EP0867527B1 (en) * | 1997-02-27 | 2001-03-21 | Aragonesas Industrias Y Energia, S.A. | Electrode with catalytic coating for electrochemical processes and manufacture thereof |
-
2005
- 2005-01-05 CA CA002492128A patent/CA2492128A1/en not_active Abandoned
-
2006
- 2006-01-04 WO PCT/CA2006/000003 patent/WO2006072169A1/en not_active Ceased
- 2006-01-05 UY UY29328A patent/UY29328A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008138148A1 (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-20 | HYDRO-QUéBEC | Nanocrystalline alloys of the fe3al(ru) type and use thereof optionally in nanocrystalline form for making electrodes for sodium chlorate synthesis |
| US8852499B2 (en) | 2007-05-15 | 2014-10-07 | HYDRO-QUéBEC | Nanocrystalline alloys of the FE3AL(RU) type and use thereof optionally in nanocrystalline form for making electrodes for sodium chlorate synthesis |
| US8764963B2 (en) | 2007-11-16 | 2014-07-01 | Akzo Nobel N.V. | Electrode |
| WO2014043802A1 (en) * | 2012-09-19 | 2014-03-27 | HYDRO-QUéBEC | Metal-ceramic nanocomposites with iron aluminide metal matrix and use thereof as protective coatings for tribological applications |
| GB2520225A (en) * | 2012-09-19 | 2015-05-13 | Hydro Qu Bec | Metal-ceramic nanocomposites with iron aluminide metal matrix and use thereof as protective coatings for tribological applications |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UY29328A1 (en) | 2006-08-31 |
| WO2006072169A1 (en) | 2006-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2687129C (en) | Nanocrystalline alloys of the fe3al(ru) type and use thereof optionally in nanocrystalline form for making electrodes for sodium chlorate synthesis | |
| CA1083082A (en) | Electrolysis cell cathode | |
| CA2347728C (en) | Cathode for electrolysing aqueous solutions | |
| US20110192546A1 (en) | WATER-COLLAPSIBLE Al COMPOSITE MATERIAL, Al FILM AND Al POWDER CONSISTING OF THIS MATERIAL, AND METHODS FOR PREPARATION THEREOF, AS WELL AS COMPONENT MEMBERS FOR CONSTITUTING FILM-FORMING CHAMBERS AND METHOD FOR THE RECOVERY OF FILM-FORMING MATERIALS | |
| EP0113931B1 (en) | Cathode for the electrolytic production of hydrogen, and its use | |
| CA2980248C (en) | Cermet electrode material | |
| CA1158600A (en) | Cathode for the production of hydrogen through electrolysis | |
| FR2592229A2 (en) | TERNARY CATALYSTS HAVING AN ORDERED STRUCTURE CONTAINING PLATINUM AND COBALT FOR FUEL CELLS, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND FUEL CELL USING THESE CATALYSTS | |
| CA2154428C (en) | Ti, ru, fe and o alloys; use thereof for producing cathodes used for electrochemically synthesizing sodium chlorate | |
| CA2492128A1 (en) | Alloys of ti, ru and al and their use in the synthesis of sodium chlorate | |
| CA1229573A (en) | Process for manufacturing an electrochemical process electrode; cathode for the production of electrolytic hydrogen | |
| FR2471424A1 (en) | LOW HYDROGEN OVERVOLTAGE CATHODES, PRODUCTION FOR THEIR PRODUCTION AND ELECTROLYTIC CELLS COMPRISING THE SAME | |
| FR2560611A1 (en) | LONG-TERM ELECTRODE FOR ELECTROLYSIS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
| EP0008476A1 (en) | Process for the electrolytic production of hydrogen in an alkaline medium | |
| CA2160221C (en) | Electrode for electrochemical process and use thereof | |
| EP0867527B1 (en) | Electrode with catalytic coating for electrochemical processes and manufacture thereof | |
| CA1103204A (en) | Electrode for electrolysis | |
| EP0209427A1 (en) | Cathode for electrolysis, and manufacturing process for said cathode | |
| EP0425579B1 (en) | Mecanochemical preparation of carbides and silicides | |
| CA2067719C (en) | Nanocrystal powders of an electro-active alloy and preparation process thereof | |
| FR2493879A1 (en) | METAL COMPOSITION FOR INERT ELECTRODE AND USE THEREOF | |
| NO862524L (en) | ANODE INCLUDING A SUBSTRATE WITH A METAL ALLOY COAT, AND USE OF THE ANOD. | |
| Yousefi et al. | A new-type nanostructure of Y (OH) 3 prepared by electrodeposition from chloride medium via electrogeneration of base | |
| JPS6167732A (en) | Surface-activated amorphous alloy for electrode for electrolysis of solution | |
| BE684844A (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued | ||
| FZDE | Discontinued |
Effective date: 20090105 |