DE1592023C

DE1592023C - Process for the electrical use of the decomposition energy of alkali metal amalgams and amalgam decomposition plants for carrying out this process

Info

Publication number: DE1592023C
Authority: DE
Inventors: Marcel Thann Schmitt Jean Vieux Thann Mathis, (Frankreich) COIg23 04
Original assignee: Potasse et Produits Chimiques S A Thann (Frankreich)
Publication date: 1971-09-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrischen Nutzen der Zersetzungsenergie von Alkalimetallamalgamen, bei dem das im .Amalgam enthaltene Alkalimetall in Brennstoffzellen anodisch zu Hydroxyd aufoxydiert und der .dabei entwickelte Strom insbesondere zur Elektrolyse von Alkalihalogenid verwendet wird, sowie auf Amalgamzersetzungsanlagen zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for the electrical use of the decomposition energy of alkali metal amalgams, in which the .Amalgam contained Alkali metal anodically oxidized to hydroxide in fuel cells and the process developed Electricity is used in particular for the electrolysis of alkali halide, as well as on amalgam decomposition systems to carry out this procedure.

Bei der Elektrolyse von Alkalichloriden in wäßriger Lösung in Elektrolysezellen mit Quecksilberkathode ίο entstehen in der Primärzelle Chlor und Alkalimetallamalgam. In der Sekundärzelle wird bei der Zersetzung des Alkalimetallamalgams mit Wasser in Gegenwart. eines Katalysators Wasserstoff und Alkalihydroxyd gebildet, das in wäßriger Lösung bleibt.During the electrolysis of alkali chlorides in aqueous solution in electrolysis cells with a mercury cathode ίο chlorine and alkali metal amalgam are produced in the primary cell. In the secondary cell, the alkali metal amalgam is decomposed with water in the presence. a catalyst formed hydrogen and alkali hydroxide, which remains in aqueous solution.

Für viele Industriezweige ist nun die Gewinnung von Wasserstoff als Nebenprodukt nicht sonderlich interessant, während eine Verminderung des Energieverbrauchs für die Elektrolyse zu einer Senkung der Herstellungskosten führen würde. .For many branches of industry, the production of hydrogen as a by-product is not particularly good interesting, while a reduction in energy consumption for electrolysis leads to a reduction in the Would lead to manufacturing costs. .

• . Es ist daher bekannt, die im Amalgam enthaltene erhöhte chemische Energie zur Erzeugung von elektrischer Energie zu. verwenden. Man ersetzt zu diesem Zweck die Sekundärzelle zur Zersetzung des Amalgams durch eine Zelle, die entweder der Primärzelle für die Alkalihalogenidelektrolyse derart entgegengeschaltet ist, daß ihre Eigenspannung von der an den Klemmender Primärzelle erforderlichen Spannung abzuziehen ist oder mit einem unabhängigen Kreis zur Nutzung der erzeugten elektrischen Energie verbunden ist.•. It is therefore known to use the increased chemical energy contained in the amalgam to generate electrical energy Energy too. use. For this purpose, the secondary cell for decomposing the amalgam is replaced by a cell which is either connected in opposition to the primary cell for the alkali halide electrolysis is that their internal stress depends on the stress required at the terminals of the primary cell is to be deducted or connected to an independent circuit for the use of the generated electrical energy is.

Im nachfolgenden wird die Bezeichnung »Zelle« in allgemeiner Weise für alle Anordnungen benutzt, welche die Erzeugung eines elektrischen Stromes durch Zersetzung des in einer industriellen Elektro^: lysezelle gebildeten Amalgams ermöglichen.In the following, the term "cell" in a general manner is used for all arrangements that the generation of an electric current through decomposition of in an industrial ^electric: allow lysezelle amalgam formed.

Die Zelle benutzt als »Brennstoff« die verdünnte Lösung von Alkalimetall im Quecksilber. Dieses Amalgam (bzw. das darin enthaltene Alkalimetall) wird unter Entwicklung, eines elektrischen Stromes durch Sauerstoff, Luft oder ein sauerstoffhaltiges Gas zu Alkalihydroxyd .oxydiert. Das Amalgam verläßt die Primärzelle mit einer' Konzentration von 0,2 bis 0,4%, fließt entlang einer Metallelektrode, die es vollständig bedeckt, und befindet sich in Kontakt mit dem Elektrolyten, der durch die wäßrige. Lösung des entstehenden Alkalihydroxyds gebildet wird.The cell uses the dilute solution of alkali metal in mercury as "fuel". This Amalgam (or the alkali metal contained in it) is under development, an electric current oxidized to alkali hydroxide by oxygen, air or an oxygen-containing gas. The amalgam leaves the primary cell with a 'concentration of 0.2 to 0.4%, flows along a metal electrode that it completely covered, and is in contact with the electrolyte produced by the aqueous. solution of the resulting alkali hydroxide is formed.

Die Hydroxydkonzentration' ist eine Funktion des Durchsatzes des Elektrolyten (oder von Wasser) und ändert sich von etwa 2% am Eingang des Elektrolyten (oder von Wasser) bis auf etwa 50% am Ausgang der Zelle. Der Alkalimetallamalgamelektrode gegenüberstehend befindet sich eine poröse Elektrode, durch die Sauerstoff rein oder in Form von Luft oder einer anderen Gasmischung hindurcr/tritt.The hydroxide concentration is a function of the flow rate of the electrolyte (or water) and changes from about 2% at the inlet of the electrolyte (or water) to about 50% at the outlet the cell. Opposite the alkali metal amalgam electrode is a porous electrode, through which oxygen passes in pure form or in the form of air or another gas mixture.

Das Alkalimetall geht als vollständig dissoziiertes Hydroxyd in Lösung. Dieser Prozeß, der einen Transport von elektrischer Ladung umfaßt, ist gleichbedeutend mit der Erzeugung von elektrischem Strom. Das Amalgam bildet die Anode der Zelle, und die poröse Sauerstoffelektrode ist die Kathode. Die beobachtete elektromotorische Kraft der Zelle beträgt 1,8 bis 1,9 Volt, und der erhaltene Strom wird als Elektrolysestrom für die Primärzelle verwendet und ermöglicht je nach Oberfläche der Zelle die Einsparung von 25 bis 40% der. für die Elektrolyse notwendigen Leistung.
Das obige Verfahren hat jedoch einige Nachteile.The alkali metal goes into solution as a completely dissociated hydroxide. This process, which involves the transport of electrical charge, is synonymous with the generation of electrical current. The amalgam forms the anode of the cell and the porous oxygen electrode is the cathode. The observed electromotive force of the cell is 1.8 to 1.9 volts, and the current obtained is used as the electrolytic current for the primary cell and allows 25 to 40% of the saving depending on the surface area of the cell. power required for electrolysis.
However, the above method has some disadvantages.

Insbesondere ist die Stromdichte in der Zelle gegenüber den hohen in den Primärzellen verwendeten Stromdichten gering. Bei kontinuierlichem Betrieb liegt die Stromdichte der Zelle in der Gegend von lOOmA/cm² bei etwa 1 Volt. Wegen dieser geringen Stromdichte sind die Abmessungen einer Zelle außerordentlich groß und führen damit zu sehr hohen ■Konstruktionskosten.In particular, the current density in the cell is low compared to the high current densities used in the primary cells. With continuous operation, the current density of the cell is in the region of 100 mA / cm ² at around 1 volt. Because of this low current density, the dimensions of a cell are extremely large and thus lead to very high construction costs.

Aufgabe der Erfindung ist daher eine Verbesserung dieses Verfahrens in der Weise, daß in den verwendeten Zellen höhere. Stromdichten erreicht werden können.The object of the invention is therefore to improve this method in such a way that in the used Cells higher. Current densities can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Alkalimetallamalgamelektroden abwechselnd Stromentnahmeperioden und stromlose Erholungsperioden durchlaufen, in denen sie ihre anfängliche EMK bzw. Stromdichte zumindest angenähert wieder erlangen.This object is achieved according to the invention in that the alkali metal amalgam electrodes alternate Power consumption periods and powerless recovery periods in which they go through their to regain the initial EMF or current density at least approximately.

Soll der von der Brennstoffzelle gelieferte Strom für den Betrieb der Elektrolysezelle ausgenutzt werden, so ist es zweckmäßig, dieser mehrere Brennstoffzellen zuzuordnen, die wechselweise als Stromlieferant dienen.If the electricity supplied by the fuel cell is to be used to operate the electrolysis cell, so it is useful to assign several fuel cells to it, which alternately serve as electricity suppliers.

Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen . Verfahrens bevorzugte Amalgamzersetzungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. den Alkalimetallamaigamelektroden der Brennstoffzellen mindestens zwei Sauerstoffelektroden zugeordnet sind, die über eine Umschalteinrichtung wahlweise in einen Speisestromkreis für einen Verbraucher einschaltbar sind.One for the implementation of the invention. Process preferred amalgam decomposition plant characterized in that the alkali metal amaigam electrode or electrodes of the fuel cells at least two oxygen electrodes are assigned, which can be switched into one via a switching device Feed circuit for a consumer can be switched on.

Eine solche Anlage läßt sich mit Vorteil in der Weise weiterbilden, daß die Umschalteinrichtung einen rotierenden Wechselschalter enthält, und weiterhin ist es günstig, wenn die Umschalteinrichtung mit einer automatischen Steuerung gekoppelt ist, welche die jeweilige EMK bzw. Stromdichte der zugehörigen Alkalimetallamalgamelektrode zum Eingangssignal hat.Such a system can advantageously be developed in such a way that the switching device contains a rotating changeover switch, and furthermore it is advantageous if the switching device is coupled with an automatic control, which the respective EMF or current density of the associated alkali metal amalgam electrode has to the input signal.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind im folgenden Ausführungsbeispiele für zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbare Amalgamzersetzungsanlagen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigt:
. F i g. 1 ein Schema für das Prinzip einer Amaigamzersetzungszelle, To further explain the invention, exemplary embodiments of amalgam decomposition systems which can be used for carrying out the method according to the invention are described in the following, which are shown in the drawing. In this shows:
. F i g. 1 a scheme for the principle of an amaigam decomposition cell,

F i g. 2 ein Schaltschema für eine erste Ausführungsform für eine Anlage gemäß der Erfindung und F i g. 2 shows a circuit diagram for a first embodiment for a system according to the invention and

Fi g. 3 und 4 analoge Schaltbilder für zwei weitere Ausführungsformen für erfindungsgemäße Anlagen.Fi g. 3 and 4 are analog circuit diagrams for two further embodiments for systems according to the invention.

Gemäß F i g. 1 wird eine Brennstoffzelle 1 durch einen Stahlbehälter 2 gebildet, in den das Alkalimetallamalgam 3 bei 4 gemäß irgendeiner üblichen Art und Weise eintritt. Der Boden 5 des Behälters 2 ist vollständig mit Amalgam 3 bedeckt und leicht geneigt, so daß das Amalgam 3 abfließen kann. Der Boden 5 des Behälters 2 und das Amalgam 3 bilden zusammen die Amalgamelektrode, die über die Klemme 6 mit einem (nicht gezeigten) Nutzungskreis verbunden ist. Das »entamalgamierte« Quecksilber 7 läuft über eine Flüssigkeitsbrücke 8 und verläßt die Zelle durch einen Stutzen 9.According to FIG. 1, a fuel cell 1 is formed by a steel container 2 in which the alkali metal amalgam 3 enters at 4 in any conventional manner. The bottom 5 of the container 2 is completely covered with amalgam 3 and inclined slightly so that the amalgam 3 can drain off. the Bottom 5 of the container 2 and the amalgam 3 together form the amalgam electrode, which over the Terminal 6 is connected to a (not shown) usage circuit. The "demalgamated" mercury 7 runs over a liquid bridge 8 and leaves the cell through a nozzle 9.

Die poröse Sauerstoffelektrode 10 steht der Amalgamelektrode gegenüber. Die Elektrode 10 wird durch den Einlaß 11 mit einem sauerstoffhaltigen Gas beschickt, beispielsweise mit Luft; der Überschuß des sauerstoffhaltigen Gases wird durch den Auslaß 12 abgezogen. Das Wasser für die Zersetzung des Amalgams 3 tritt in den Behälter 2 bei 13 ein. Der Flüssigkeitsspiegel 14 der Lösung 15 des sich bildendenThe porous oxygen electrode 10 faces the amalgam electrode. The electrode 10 is through the inlet 11 is charged with an oxygen-containing gas, for example air; the excess of the Oxygen-containing gas is withdrawn through outlet 12. The water for the decomposition of the amalgam 3 enters container 2 at 13. The liquid level 14 of the solution 15 of the forming

Alkalihydroxyds wird durch einen Überlauf 16 konstant gehalten, über den die Lösung mit einem Gehalt von etwa 50% Alkalihydroxyd abfließt. Die Sauerstoffelektrodc 10,ist mit einem Nutzungskreis über die Klemme 17 verbunden. ■ .Alkali hydroxide is kept constant by an overflow 16, via which the solution with a content of about 50% alkali hydroxide flows off. The oxygen electrode 10, is with a usage circuit over the Terminal 17 connected. ■.

Gemäß der Erfindung wird vorgesehen, den durch die Zelle 1 an den Klemmen 6 und 17 gelieferten , Strom nur während der ersten Betriebsminuten auszunutzen. Es wurde nämlich beobachtet, daß die Stromdichte während der Inbetriebnahme der Zelle etwa zweimal so hoch ist wie bei kontinuierlichem Betrieb; die Stromdichte nimmt rasch ab und erreicht nach einigen Minuten einen konstanten Wert von größenordnungsmäßig 100 mA/cm². Auf Grund der partiellen Depolarisation der Elektroden ist die Leistung der Zelle- bei kontinuierlichem Betrieb also um mehr als die Hälfte der während einiger Minuten bei Inbetriebnahme der Zelle verfügbaren Leistung ·. geringer.According to the invention it is provided that the current supplied by the cell 1 at the terminals 6 and 17 is used only during the first minutes of operation. It has been observed that the current density during start-up of the cell is about twice as high as during continuous operation; the current density decreases rapidly and after a few minutes reaches a constant value of the order of 100 mA / cm ² . Due to the partial depolarization of the electrodes, the output of the cell - with continuous operation - is more than half of the output available during a few minutes when the cell is started up. less.

Um die vorteilhaften Start- oder Anfangseigenschäften der Zelle für den kontinuierlichen Betrieb ausnutzen zu können, wird gemäß der Erfindung · vorgeschlagen, zumindest zwei in der Weise abwechselnd betriebene Zellen zu verwenden, so daß die jeweils in Betrieb befindliche Zelle unter optimalen ■Leistungsbedingungen arbeitet. Unter der Annahme, daß zwei Zellen verwendet werden, schaltet man die erste Zelle ab, bevor sie die' untere Grenzleistung erreicht. Die zweite Zelle, die während der Ausnμtzung der ersten Zelle abgeschaltet ist, wird dann in Betrieb genommen, bis deren Leistung den unteren Grenzwert erreicht. Man verwendet dann wieder die erste Zelle und setzt den Nutzungszyklus entsprechend fort.About the advantageous start-up or initial properties to be able to use the cell for continuous operation, according to the invention proposed to use at least two cells operated alternately in this way, so that the cell currently in operation works under optimal ■ performance conditions. Under the assumption, that two cells are used, the first cell is switched off before it reaches the 'lower limit power achieved. The second cell, which during the utilization of the first cell is switched off, it is then put into operation until its output reaches the lower limit value achieved. The first cell is then used again and the cycle of use is continued accordingly.

Dieser Elektrodenwechsel kann automatisch erfolgen, indem man die Vorrichtung derart steuert, daß sie sich ausschaltet, wenn der von der Elektrode abgegebene Strom den minimal zulässigen Wert unterschreitet. Die Steuerung kann ebensogut durch überwachung der Spannung der Sauerstoff- oder Luftelektrode gegenüber einer Bezugselektrode erreicht werden. νThis electrode change can take place automatically by controlling the device in such a way that that it switches itself off when the current delivered by the electrode has reached the minimum permissible value falls below. The control can just as well by monitoring the voltage of the oxygen or Air electrode can be achieved compared to a reference electrode. ν

Die (für einen kontinuierlichen Betrieb) erforderliche Anzahl von Zellen richtet sich nach der notwendigen Betriebspause für jede Zelle und ihren Betriebszeiten. Diese beiden Zeiten werden selbst wiederum bestimmt durch die Geschwindigkeit des Leistungsabfalls der Zelle im Betrieb und durch die Geschwindigkeit der Erholung der Charakteristiken bei unbelasteter abgeschalteter Zelle. Die Ladungsentnahme- bzw. Entladungs- und die Wiederaufladungs- bzw. Erholungskurven der Zelle in Abhängigkeit von der Zeit werden durch zahlreiche Faktoren beeinflußt, wie durch die Temperatur, die Amalgamkonzentration, die Konzentration des Elektrolyten und die Charakteristiken der porösen Elektrode. Im übrigen hat die Leistungsabfallkurve eine viel stärkere Steigung als die Wicderaufladungskurve.The required (for continuous operation) The number of cells depends on the necessary break in operation for each cell and its operating times. These two times are in turn determined by the speed of the decrease in power of the cell in operation and by the speed of recovery of the characteristics when unloaded switched off cell. The charge withdrawal or discharge and the recharge or recovery curves of the cell as a function of time are influenced by numerous factors, as by the temperature, the amalgam concentration, the concentration of the electrolyte and the characteristics the porous electrode. In addition, the power drop curve has a much steeper slope than the recharge curve.

r, sei die Zeit für die Erholung der Charakteristiken einer Zelle im unbelasteten Zustand, der Leistung entnommen wurde, undr, be the time for the characteristics to recover an unloaded cell from which power has been withdrawn, and

r₂ die zulässige Betriebszeit einer Zelle, die willkürlich festgelegt sein kann auf die Zeit, in der die abgegebene Leistung die untere Grenzleistung erreicht.r _{2 is} the permissible operating time of a cell, which can be set arbitrarily to the time in which the output power reaches the lower limit power.

Nennt man N die Zahl der einzubauenden Zellen, so kann dieser Wert aus η hergeleitet werden, das folgendermaßen definiert ist:If N is the number of cells to be installed, this value can be derived from η , which is defined as follows:

indem man η auf die nächst höhere ganze Zahl aufrundet, wenn η selbst keine ganze Zahl ist. Die Erfahrung zeigt, daß sich die Werte für t_t und t₂ in gewissen Fällen langsam in Abhängigkeit von der Betriebsdauer der Zellen entwickeln bzw. verändern können. Unter solchen Bedingungen ist es notwendig, die Einstellung periodisch zu wiederholen, indem man entweder die Zeiten r_t und t₂ auf ihre Anfangswerte zurückbringt (durch Behandlung der. Elektroden) oder indem man die Zahl N der eingesetzten Zellen in •der Weise verändert, daß sie wieder der Gleichung (1) entspricht.by rounding up η to the next higher integer if η itself is not an integer. Experience shows that the values for t _t and t _{2 can} in certain cases develop or change slowly as a function of the operating time of the cells. Under such conditions it is necessary to repeat the adjustment periodically, either by _{returning the times r t} and t ₂ to their initial values (by treating the electrodes) or by changing the number N of cells inserted in such a way that it again corresponds to equation (1).

Die weiter oben angegebene Art der Steuerung läßt diese Komplikation nicht in Erscheinung treten, indem sie eine automatische Ausführung dieser Einstellung ermöglicht.The type of control given above does not allow this complication to appear, by allowing this setting to be carried out automatically.

Für das bessere Verständnis der erfindungsgemäß erreichbaren Leistungserhöhung werden nachfolgend zwei Beispiele mit Zahlenangaben zur Erläuterung angeführt.For a better understanding of the increase in performance that can be achieved according to the invention, the following two examples with figures given for explanation.

Beispiel 1 .Example 1 .

Man verwendet eine Zelle mit 95 cm² Oberfläche und mit einer wäßrigen Lösung von Kaliumhydroxyd als Elektrolyten mit einer Konzentration von 42%.A cell with a ^{surface area of 95 cm 2} and with an aqueous solution of potassium hydroxide as the electrolyte with a concentration of 42% is used.

Tabelle 1
BetriebscharakteristikTable 1
Operating characteristics

Zeit .Time . StromdichteCurrent density Spannungvoltage LeistungsdichtePower density [min][min] [mA/cm²][mA / cm ² ] [mV][mV] [mW/cm²][mW / cm ² ] 00 179179 950950 170170 11 137137 800800 109109 22 132132 750750 9999 33 126126 700700 8888 44th 121 .121. 700700 8484 55 116116 700700 8181 . 10. 10 106 '106 ' 700700 • 74• 74 2020th 106106 700700 7474

Die in Tabelle 1 angegebenen Werte zeigen, daß die Leistung unmittelbar nach der Inbetriebnahme fortlaufend abnimmt und nach Ablauf von etwa 10 Minuten einen konstanten Wert erreicht.The values given in Table 1 show that the performance is continuous immediately after commissioning decreases and reaches a constant value after about 10 minutes.

Table 2

Entwicklung der EMK unmittelbar
nach dem AbschaltenDevelopment of the EMK immediately
after switching off

Zeil [min]Line [min] EMK [mV]EMF [mV] 0 ■0 ■ 750750 11 14001400 22 16001600 33 16301630 44th 16601660 55 17001700 1010 17501750 2020th 17501750

/1 =/ 1 =

(D(D

Die elektromotorische Kraft wächst rasch und erreicht nach Ablauf von etwa 10 Minuten einen konstanten Wert.The electromotive force increases rapidly and reaches a constant level after about 10 minutes Worth.

Bei diesem Beispiel sind also .So in this example.

. .^₁ -(die Erholungszeit) = JO Minuten und X₂ (die zulässige Betriebszeit).='10 Minuten,. . ^ ₁ - (the recovery time) = JO minutes and X ₂ (the allowable operating time). = '10 minutes,

und die Zahl der'zu installierenden Zellen ist gleich 5and the number of cells to be installed is equal to 5

η = N■ = 2 . η = N ■ = 2.

ίοίο

Bei diesem Zellentyp werden also zwei Zellen benötigt. With this type of cell, two cells are required.

B ei s pi el.2Example 2

Man verwendet eine Zelle mit 120 cm² Oberfläche mit einer wäßrigen Lösung von Kaliumhydroxyd als Elektrolyten mit einer Konzentration von 42%.A cell with a ^{surface area of 120 cm 2 is used} with an aqueous solution of potassium hydroxide as the electrolyte with a concentration of 42%.

Tabelle 3
BetriebscharakteristikTable 3
Operating characteristics

2020th

Zeittime ^; Stromdichte ^; Current density Spannungvoltage LeistungsdichtePower density [min][min] - [mA/cm²] '- [mA / cm ² ] ' [mV] .[mV]. [mW/cm²][mW / cm ² ] 00 100 .100. 640640 6464 1 '1 ' 8888 500500 4444 22 7575 420420 3131 33 6969 380380 2626th 44th 62.62. . 350 -. 350 - 2222nd 5" '5 "' 60 ,60, 340340 2020th 1010 60 '60 ' 340340 2020th

Die ausnutzbare Leistung erreicht in 5 Minuten einen konstanten Wert.The usable power reaches a constant value in 5 minutes.

3535

·' Tabelle 4· 'Table 4

Entwicklung der EMK unmittelbar nach dem Abschalten ■Development of the EMF immediately after switching off ■

Zeit [min]Time [min] ' EMK [mV]'EMK [mV] 00 600 .600. 11 11001100 22 14501450 33 15501550 44th 16001600 55 1650-1650- 1010 17501750 2020th 17501750

4040

4545

5555

Die Erholungszeit der Zelle beträgt etwa 10 Minuten. Bei diesem Beispiel sindThe recovery time for the cell is about 10 minutes. In this example

fi (die Erholungszeit) = 10 Minuten und t₂ (die zulässige Betriebszeit) = 5 Minuten.fi (the recovery time) = 10 minutes and t ₂ (the permissible operating time) = 5 minutes.

Die Zahl der zu installierenden Zellen ist gleichThe number of cells to be installed is the same

6o6o

η = N = 3 . η = N = 3.

Bei diesem Zellentyp werden also drei Zellen benötigt. ■ "With this type of cell, three cells are required. ■ "

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können Zellen mit geringeren Abmessungen verwendet werden. Die Oberfläche der porösen Elektrode ist vermindert, was dazu führt, daß ihre Charakteristiken homogener sind; die zirkulierende Quecksilbermenge ist geringer, und die Fabrikationsanlage nimmt eine, kleinere Fläche ein.In the method according to the invention, cells with smaller dimensions can be used. The surface area of the porous electrode is reduced, which makes its characteristics more homogeneous are; the amount of mercury circulating is less, and the manufacturing facility adopts a smaller one Area a.

Nachfolgend werden Beispiele für verschiedene Ausfuhrungsformen an Hand der F i g. 2, 3 und 4 beschrieben, bei denen die der F i g. 1 entsprechenden Elemente die gleichen Bezugszeichen tragen.Examples of various embodiments are given below with reference to FIGS. 2, 3 and 4 described, in which those of FIG. 1 bear the same reference numerals.

Gemäß F i g. 2 umfaßt die Zelle 1 zwei poröse Elektroden 10 und 10', die in einem einzigen Behälter angeordnet sind. Ein Zweistufenumschalter 18 verbindet nacheinander die Elektroden 10 und 10' mit dem Nutzungskreis 19.According to FIG. 2, the cell 1 comprises two porous electrodes 10 and 10 'contained in a single container are arranged. A two-stage switch 18 successively connects the electrodes 10 and 10 ' the user group 19.

Gemäß F i g. 3 umfaßt die Zelle 1 noch zwei weitere poröse Elektroden 10 und 10', die über zwei nachgiebige bzw. biegsame Leiter 20 und 21 mit dem Nutzungskreis verbunden sind. Eine mechanische Vorrichtung 22 hebt abwechselnd die Elektroden 10 und 10' aus dem Elektrolyten 15 heraus. Die Vorrichtung 22 kann eine Wippe oder Kippvorrichtung aufweisen (wie in F i g. 3 schematisch angedeutet ist) oder .Nocken usw.According to FIG. 3, the cell 1 comprises two further porous electrodes 10 and 10 ', which have two flexible electrodes or flexible conductors 20 and 21 are connected to the circle of use. A mechanical one Device 22 alternately lifts electrodes 10 and 10 ′ out of electrolyte 15. The device 22 can have a rocker or tilting device (as indicated schematically in FIG. 3) or .cams etc.

Gemäß F i g. 4 werden zwei vollständige Zellen 1 und Γ nacheinander durch einen rotierenden Wechselschalter 23 mit dem Nutzungskreis 19 verbunden.According to FIG. 4 two complete cells 1 and Γ become one after the other by a rotating toggle switch 23 associated with the user group 19.

Die F i g. 2, 3 und 4 zeigen Ausführungsformen für die Verwendung von zwei Zellen. Wird eine größere Anzahl von Zellen benötigt, so kann die Zahl der porösen Elektroden (entsprechend den F i g. 2 und 3) oder der Zellen (analog zu F i g..4) entsprechend vervielfältigt werden.The F i g. Figures 2, 3 and 4 show embodiments for the use of two cells. Will be a bigger one Number of cells is required, the number of porous electrodes (corresponding to Figs. 2 and 3) or the cells (analogous to F i g..4) are duplicated accordingly.

Für die Anwendung der Erfindung spielt der Typ der Primärzelle keine wesentliche Rolle; sie kann ein horizontaler oder ein vertikaler Elektrolysator sein. Die der Elektrolyse unterworfenen Lösungen können Lösungen von Chloriden oder Bromiden von Natrium, Lithium oder Kalium sein. Die porösen Elektroden können aus Kohle oder Metall bestehen.The type of primary cell does not play an essential role for the application of the invention; she can be a be a horizontal or a vertical electrolyzer. The solutions subjected to electrolysis can Be solutions of chlorides or bromides of sodium, lithium or potassium. The porous electrodes can be made of carbon or metal.

Wie weiter oben angegeben ist, kann der durch die Zelle erhaltene elektrische Strom ausgenutzt werden, indem man die Zelle der Elektrolysevorrichtung entgegenschaltet oder auch direkt in einem unabhängigen (Nutzungs-) Kreis.As indicated above, the electrical current obtained by the cell can be used, by connecting the cell to the electrolysis device or directly in an independent one (Usage) circle.

Claims

Patent claims:

1. Process for the electrical use of the decomposition energy of alkali metal amalgams, in which the alkali metal contained in the amalgam is oxidized anodically to hydroxide in fuel cells and the current developed in this way is used in particular for the electrolysis of alkali halide is characterized in that their Alkali metal amalgam electrodes go through alternating periods of current drain and currentless recovery periods, in which they have their initial Recover EMF or current density at least approximately.

2. Amalgam decomposition system for performing the method according to claim 1, characterized in that characterized in that the or the Alkalimclallamalgamclcktrodcn (3) of the fuel cells (Ι, Γ) grind at least two saucrsloffelcki (10,10 ')

are arranged, which via a switching device (18, 22, 23) optionally in a feed circuit can be switched on for a consumer (19).

3. amalgam decomposition system according to claim 2, characterized in that the switching device contains a rotating changeover switch (18,23).

4. Amalgam decomposition plant according to one of claims 2 and 3, characterized in that that the switching device is coupled to an automatic control which the respective EMF or current density of the associated alkali metal amalgam electrode (3) for the input signal has.

1 sheet of drawings