Un anodo insoluble en el que una capa porosa que comprende un cuerpo sinterizado de un polvo de metal devalvula esferico se forma sobre la superficie de un sustrato anodico que comprende un metal de valvula y se formauna capa de electrocatalizador desde la superficie de la capa porosa a su interior,

en el que un diametro medio deuna particula del polvo de metal de valvula esferico es de 20 a 200 μm, un espesor de capa de la capa porosa estaentre 0,1 y 4,0 mm y una porosidad de la capa porosa esta entre 20 a 80 % y en el que dicho metal de valvula estitanio, tantalo, circonio, niobio, tungsteno o una aleacion de los mismos.

Electrodo insoluble

5 Campo de la técnica

La presente invención se refiere a ánodos insolubles usados en un proceso electrolítico que acompaña a la generación de oxígeno, tal como la galvanoplasta de placas de acero.

Técnica anterior

Dado que los ánodos insolubles usados en un proceso electrolítico de galvanoplastia o similar, en la mayoría de los casos convencionalmente se ha usado plomo o una aleación de plomo. No obstante, existen problemas, tales como la contaminación ambiental por el plomo eluido de este ánodo basado en plomo. Por tanto, se ha desarrollado

ánodos insolubles limpios en lugar del ánodo basado en plomo, un ejemplo de los cuales es el ánodo que usa metales de válvula, sobre todo un ánodo basado en titanio que usa titanio.

En el ánodo basado en titanio, la superficie de un sustrato del ánodo que comprende titanio puro o una aleación de titanio (genéricamente éstas se denominan titanio) está cubierta en capas por un electrocatalizador que comprende óxido de iridio o similar. Dado que se usa un procedimiento de pirólisis para cubrir este ánodo insoluble con el electrocatalizador se produce agrietamiento en la capa del electrocatalizador formada de este modo, de modo que la capa del electrocatalizador tiende a desprenderse. Adicionalmente, aunque no llegue a desprenderse, la capa del electrocatalizador flota en la superficie del sustrato del ánodo y se tiende a perder una función del ánodo. Por tanto, un problema fundamental es la corta vida del ánodo.

Para resolver el problema de la duración en el ánodo basado en titanio, en general, la superficie de un sustrato del ánodo se raspa antes mediante un tratamiento de choque o un tratamiento de grabado y, mediante un efecto de ancla generado de este modo, una capa de electrocatalizador se ha fijado firmemente a la superficie del sustrato. Adicionalmente, como alternativa, se ha propuesto interponer una capa de medio que comprende un metal de válvula distinto al titanio, tal como tántalo, entre un sustrato del ánodo y una capa de electrocatalizador (véanse los documentos de Patente 1 y 2) .

Documento de patente 1: JP-A-7-229000 (1995)

Documento de patente 2: JP-A-8-1 09490 (1996)

La duración de un ánodo se prolonga con estas medidas. No obstante, debido a un proceso electrolítico que acompaña a un fenómeno de catodización de un ánodo, el consumo de un ánodo en las partes en las que se produce catodización progresa rápidamente y, dado que la duración de todo el ánodo viene determinada por este consumo parcial, la presente situación es que no se puede obtener suficientemente el efecto previsto. El fenómeno de catodización de un ánodo se explicará brevemente más adelante.

Por ejemplo, en una línea de galvanoplastia de una placa de acero, para chapar ambas superficies de una placa de acero se colocan dos piezas de los ánodos enfrente una de otra. En el presente documento, con respecto a la anchura de las dos piezas de los ánodos colocadas enfrente una de otra (el tamaño en una dirección perpendicular

45 a la dirección de recorrido de la tira de acero) , dado que atraviesan varias anchuras de las tiras de acero, se ha fijado a una anchura máxima de las tiras de acero. Por tanto, cuando pasa una tira de acero co una anchura menor que la anchura máxima, los electrodos quedarán enfrentados directamente en los bordes laterales de ambos lados de los ánodos. Adicionalmente, cuando se realiza el chapado metálico con diferentes espesores en ambas superficies de una placa de acero se produce una diferencia de potencial entre las dos piezas de los ánodos y en un ánodo de un lateral de potencial menor, los bordes laterales en los que los electrodos quedan enfrentados directamente actúan como cátodo.

Este es el fenómeno de catodización de un ánodo y en los bordes laterales del ánodo que sufre este fenómeno el consumo del electrocatalizador progresa con rapidez en comparación con la parte central cara a una tira de acero y

55 este consumo rápido del electrocatalizador en el borde lateral domina una duración del ánodo completo.

En vista de estas situaciones, es un objeto técnico importante sobre un ánodo insoluble suprimir el consumo local del electrocatalizador implicado con el fenómeno de catodización de un ánodo y, como medio para alcanzar el objeto técnica, un espesor de capa del electrocatalizador se hace más espeso en una parte que produce el fenómeno de catodización que en otras partes (véase el documento de patente 3) .

Documento de patente 3: JP-A-1 0-287998 (1998)

Para suprimir el consumo local del electrocatalizador implicado con el fenómeno de catodización de un ánodo es

65 eficaz incrementar un espesor de la capa de una capa de electrocatalizador. No obstante, no se puede decir que un efecto supresor del consumo es bastante para el grado del incremento. La razón es que, a pesar de que queda una buena cantidad del electrocatalizador en un sustrato anódico, el electrocatalizador flota en la superficie del sustrato o se forma una capa pasiva entre ambos, lo que a menudo hace que se pierda otra función del ánodo. Además, cuando se incrementa el espesor de la capa de una capa de electrocatalizador, también existen los problemas de que el desprendimiento y caída del electrocatalizador sean considerables.

Además de esto, un incremento del espesor de la capa de una capa de electrocatalizador se acompaña de un gran incremento de los costes. A saber, la capa de electrocatalizador se forma hasta un espesor de capa previamente determinado repitiendo un denominado recubrimiento por cocción en el que se aplica un líquido que cubra el electrodo y se calcina. Para incrementar el espesor de la capa, es necesario incrementar el número de repeticiones del recubrimiento por cocción, que conduce no solo a un incremento en la cantidad de caros electrocatalizadores usados sino también a un marcado incremento en el número de procesos.

Adicionalmente, cuando se pretende ampliar la duración de un ánodo, ha habido muchos casos en los que mejoran los electrocatalizadores, pero el efecto ha sido pequeño para el lote de costes.

Como se ha descrito anteriormente se ha deseado desarrollar un ánodo insoluble duradero y económico capaz de mantener la función de un ánodo de forma estable durante un tiempo prolongado cuando se usa como una parte en la que se produce el fenómeno de catodización y también capaz de reducir la cantidad de electrocatalizadores usados lo más posible. El documento JP 2002-256497 A describe un fenómeno de catodización de un ánodo usado para una línea de galvanoplastia para chapar ambas superficies de una placa de acero. Como solución, las superficies de ambos bordes laterales del ánodo que se somete al fenómeno de catodización se cubren con platino, que sirve como electrocatalizador. Por tanto, se usan medidas químicas para modificar el electrocatalizador. El documento JP 52 009633 82 se refiere a un ánodo insoluble para procesos electroquímicos. El ánodo tiene una capa de soporte de electocatalizador que comprende un cuerpo sinterizado en polvo de un metal de válvula sobre

una superficie de un sustrato. El polvo se describe como sustancialmente esférico. No obstante, el polvo usado en los ejemplos es polvo de titanio normal que, en general, tiene una esfericidad baja. El documento JP 05 075840 82 se refiere a un electrodo insoluble para galvanoplastia, que comprende una lámina de metal porosa recubierta por una sustancia activa en el electrodo. La lámina de metal porosa puede ser un metal expandido o un metan perforado.

Divulgación de la invención

Problemas que ha de resolver la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un ánodo insoluble duradero y económico capaz de mantener la función de un ánodo de forma estable durante un tiempo prolongado incluso cuando se usa como una parte en la que se produce un gran consumo debido a la catodización, tal como los bordes laterales de un ánodo para galvanoplastia y también capaz de reducir la cantidad de electrocatalizadores usados lo más posible.

Medios para resolver los problemas

La presente invención proporciona un ánodo insoluble de acuerdo con la reivindicación 1 y un uso del mismo de acuerdo con la reivindicación 7 y 8. Los presentes inventores han seguido estudiando sobre un cuerpo sinterizado de un polvo... [Seguir leyendo]

1. Un ánodo insoluble en el que una capa porosa que comprende un cuerpo sinterizado de un polvo de metal de válvula esférico se forma sobre la superficie de un sustrato anódico que comprende un metal de válvula y se forma

una capa de electrocatalizador desde la superficie de la capa porosa a su interior, en el que un diámetro medio de una partícula del polvo de metal de válvula esférico es de 20 a 200 µm, un espesor de capa de la capa porosa está entre 0, 1 y 4, 0 mm y una porosidad de la capa porosa está entre 20 a 80 % y en el que dicho metal de válvula es titanio, tántalo, circonio, niobio, tungsteno o una aleación de los mismos.

10 2. El ánodo insoluble de la reivindicación 1, en el que dicha capa de electocatalizador comprende un óxido de platino

o un metal del grupo del platino.

3. El ánodo insoluble de la reivindicación 1, en el que dicha capa de electocatalizador comprende un óxido de platino

o un metal del grupo del platino y un óxido de un metal de válvula. 15

4. El ánodo insoluble de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho espesor de capa de dicha capa porosa está entre 0, 1 y 2, 0 mm.

5. El ánodo insoluble de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la porosidad de dicha capa porosa 20 está entre 30 y 50 %.

6. El ánodo insoluble de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el polvo de metal de válvula esférico se produce mediante atomización de gas.

7. El uso del ánodo insoluble como se define en la reivindicación 1 para galvanoplastia de ambas superficies de una placa de metal.

8. El uso del ánodo insoluble como se define en la reivindicación 1 para galvanoplastia, en el que el ánodo insoluble

se usa en los bordes laterales del ánodo en el que se produce un fenómeno de catodización y sus proximidades. 30