[发明专利]用于电解的阳极及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有降低的过电压和提高的寿命同时表现出高效率的用于电解的阳极及其制备方法。由于根据本发明的用于电解的阳极通过静电喷涂沉积制备，因此活性材料可以均匀地分布在催化剂层中，因此可以降低过电压并且可以提高寿命同时表现出高效率。

技术领域

[相关申请的交叉引用]

本申请要求在韩国知识产权局于2017年08月23日提交的韩国专利申请No.10-2017-0106463和于2018年08月10日提交的韩国专利申请No.10-2018-0093811的权益，这两项申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。

[技术领域]

本发明涉及一种具有降低的过电压和提高的寿命同时表现出高效率的用于电解的阳极及其制备方法。

背景技术

通过电解低成本的盐水例如海水来生产氢氧化物、氢气和氯气的技术是众所周知的，并且电解工艺，也称为氯碱工艺，可以被认为是数十年来在商业运营中已经证明其性能和技术可靠性的工艺。

关于盐水的电解，离子交换膜法是目前使用最广泛的方法，在离子交换膜法中，将离子交换膜安装在电解槽中以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，在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和苛性钠。

具体地，盐水的电解通过下面的电化学反应式中所示的反应来进行。

阳极反应：2Cl^-→Cl₂+2e^-(E⁰＝+1.36V)

阴极反应：2H₂O+2e^-→2OH^-+H₂(E⁰＝-0.83V)

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

在盐水的电解中，对于电解电压，除了盐水电解所需要的理论电压之外，还必须考虑阳极的过电压、阴极的过电压、由于离子交换膜的电阻引起的电压，以及由于阳极与阴极之间的距离引起的电压，这些电压中由电极引起的过电压是一个重要变量。

因此，已经研究了能够降低电极的过电压的方法，其中，例如，已经开发了称为DSA(尺寸稳定的阳极)的贵金属类电极并且用作阳极，并且对于阴极需要开发具有耐久性和低的过电压的优异材料。

目前，具有钌(Ru)、铱(Ir)和钛(Ti)的混合氧化物催化剂层的阳极最广泛地用于商用盐水电解中，并且阳极的优点在于它表现出优异的氯气生成反应活性和稳定性，但是存在的局限性在于由于高的过电压而在运行过程中消耗大量能量并且长期使用受到限制。

因此，需要开发一种具有降低的过电压和提高的寿命以及优异的氯气生成反应活性和稳定性的阳极，以使阳极容易应用于商业盐水电解。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供一种具有降低的过电压和提高的寿命同时表现出高效率的用于电解的阳极。

本发明的另一方面提供一种用于电解的阳极的制备方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种用于电解的阳极，包括：金属基底；和在所述金属基底的至少一个表面上形成的催化剂层，其中，所述催化剂层包含氧化钌、氧化铱、氧化钯和氧化钛，并且，当所述催化剂层被等分成多个像素时，被划分的多个像素的铱组成的标准偏差为0.35摩尔％以下。