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DE2927024A1 - Elektrolytische zelle - Google Patents

Elektrolytische zelle

Info

Publication number
DE2927024A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
cathode
electrolytic cell
separator
anode
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.)
Withdrawn
Application number
DE19792927024
Other languages
English (en)
Inventor
Lois Austin Dahlberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPG Industries Inc
Original Assignee
PPG Industries Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PPG Industries Inc filed Critical PPG Industries Inc
Publication of DE2927024A1 publication Critical patent/DE2927024A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Description

Die Elektrolyse von wässrigen Solen von Alkalihalogeniden wird durchgeführt, um Chlor und Alkalihydroxide, zum Beispiel Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, herzustellen. Ein Elektrolyseverfahren zur Herstellung eines Alkalihydroxids als Zellflüssigkeit bedient sich einer elektrolytischen Zelle, bei der die Anode von der Kathode durch eine permionische Membran getrennt ist. Bei einem anderen Elektrolyseverfahren, bei dem man eine Zellflüssigkeit mit Alkalihydroxid und Alkalichlorid erhält, wird in einer elektrolytischen Zelle durchgeführt, die ein synthetisches mikroporöses Diaphragma zwischen der Anode und der Kathode besitzt.
Bei einer elektrolytischen Zelle, bei der der Anolyt von dem Katholyten durch eine Trenneinrichtung getrennt ist, wird Alkalichloridsole dem Anolytraum zugeführt und an den Anoden wird Chlor entwickelt. Dies veranlasst die Bildung eines Schaums aus Chlorgas und verarmter Sole, der aus der Zelle abgetrennt wird, in gasförmiges Chlor und flüssige Soleanteile getrennt wird, wobei die Sole in die Zelle zurückgeführt wird. Zusätzlich kann verarmte Sole aus der Zelle abgetrennt werden, erneut gesättigt werden und in die Zelle zurückgeführt werden. Alkaliionen wandern durch die synthetische Trenneinrichtung in
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den Katholytraum, wo Wasserstoff und Alkalihydroxid hergestellt werden. In den Katholytraum kann man Wasser einführen, um den Gehalt an Alkaliionen in der Katholytflüssigkeit zu steuern und dadurch die Wirksamkeit der Kathodenreaktion zu steuern.
Die elektrolytische Zelle kann aus einer Vielzahl von Zellen in einer bipolaren Elektrolysiereinrichtung oder aus einer monopolaren Zelle bestehen. In einer bipolaren Elektrolysiereinrichtung ist eine Vielzahl von bipolaren Einheiten elektrisch und mechanisch in Reihe angeordnet, wobei die Kathoden einer individuellen elektrolytischen Zelle und die Anoden der nächsten elektrolytischen Zelle der Elektrolysiereinrichtung auf einer gemeinsamen Baueinheit, einer bipolaren Einheit, montiert sind. Die bipolare Einheit besitzt eine Rückplatte mit einem beständigen Teil gegenüber dem Katholyten und einem beständigen Teil gegenüber dem Anolyten.
Die kathodische Seite der bipolaren Einheit enthält einen Schirm im Abstand von der Rückplatte aus Stahl, der ein bestimmtes Volumen dazwischen definiert, und hohle Kathodenfinger, die sich nach auswärts von der Rückplatte erstrecken. Das Volumen zwischen den hohlen Kathodenfingern und das Volumen zwischen dem Schirm und der Rückplatte bestimmen das KathoIytvolumen.
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Die anodische Seite der bipolaren Einheit schliesst eine Rückplatte aus einem Gleichrichtermetall mit sich nach auswärts erstreckenden Fingern, die mit einem Gleichrichtermetall überzogen sind, ein. Diese Finger sind im wesentlichen parallel mit den Kathodenfingern. Die benachbarten bipolaren Einheiten sind in der Weise zu einer elektrolytischen Zelle montiert, dass die Anoden der einen bipolaren Einheit den Kathoden der nächsten bipolaren Einheit im wesentlichen parallel und im wesentlichen im gleichen Abstand gegenüberstehen, so dass ein gleicher Abstand zwischen den Elektroden vorhanden ist. Zwischen der Anode und der Kathode ist entweder eine synthetische permionische Membran oder ein synthetisches mikroporöses Diaphragma angeordnet. Dieses Diaphragma unterteilt die Zelle in einen Kathodenraum und einen Anodenraum.
Eine bipolare Elektrolysiereinrichtung dieser Art kann zwei bis hundert oder mehr einzelne elektrolyt! sehe Zellen enthalten.
Die Elektrolyse kann alternativ in einer monopolaren Zelle durchgeführt werden. Eine monopolare Zelle hat eine kathodische Halbzelle, die einen
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Schirm im Abstand von einer äusseren Wand besitzt, der ein Volumen definiert. Ausserdem sind hohle Kathodenfinger vorhanden, die sich nach auswärts von diesem Schirm erstrecken. Das Volumen innerhalb der Kathodenfinger und zwischen dem Schirm und der Rückplatte ist das KathoIytvolumen. Das anodische Element der monopolaren Elektrolysiereinrichtung schliesst einen Überzug mit einem Gleichrichtermetall oder eine Oberfläche auf einem inneren Element von entweder einer peripheren Wand oder vom Zellboden und mit einem Gleichrichtermetall überzogene Finger ein, die sich nach auswärts erstrecken. Die kathodischen und anodischen Halbzellen sind zu einer elektrolytischen Zelle derartig montiert, dass die Anoden den Kathoden im wesentlichen parallel mit einem im wesentlichen gleichen Abstand dazwischen gegenüberstehen. Zusätzlich ist eine synthetische Trenneinrichtung zwischen der Anode und der Kathode vorhanden, die die Zelle in einen Katholytraum und einen Anolytraum unterteilt.
Bei elektrolytischen Zellen mit synthetischen Trenneinrichtungen beziehungsweise Separatoren, bereitet die Montage des Separators auf einer Elektrode Schwierigkeiten. Dies ist besonders kritisch, wenn ineinandergreifende (interleaved) Elektroden von komplexer Gestalt vorliegen.
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Synthetische Separatoren, die zum Beispiel aus halogenierten Kohlenstoffharzen, die Säuregruppen enthalten, wie Fluorkohlenstoffharze mit Carbonsäuregruppen, Fluorkohlenstoffharze mit SuIfonsäuregruppen und Chlorkohlenstoffharze mit verschiedenen Derivaten dieser Gruppen oder anderen Gruppen, bestehen, sind schwer zu befestigen und erfordern besondere Montageverfahren. Zu diesen Montageverfahren gehören chemische Umsetzungen an den Nähten und Verbindungsstellen, Erwärmen und Kompression.
Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung überwunden.
Gegenstand der Erfindung ist eine elektrolytische Zelle gemäss den Patentansprüchen.
Bei der Erfindung verzichtet man auf die Verwendung von synthetischen Separatoren an elektrolytisch weniger aktiven, komplex geformten Bereichen der Elektroden, wodurch die Verwendung von einfacher geformten Separatoren möglich ist. Dies wird dadurch erreicht, dass am entgegengesetzten Ende der Elektroden für den Elektrolyten undurchlässige Teile vorgesehen sind, um die permionische Membran zu befestigen. Die für den Elektrolyten undurchlässigen Teile kön-
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nen das Oberteil der Zelle und der Zellboden sein oder es können auch Randteile oder ähnliche Teile sein, die sich an entgegengesetzten Enden der Elektrode befinden.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die folgendes zeigen, näher erläutert:
Figur 1
ist eine Aufrissansicht von vorne einer bipolaren Elektrolysiereinrichtung.
Figur 2
ist eine Aufrissansicht von der Seite einer bipolaren Elektrolysiereinrichtung.
Figur 3
ist eine auseinandergezogene Ansicht einer bipolaren Elektrolysiereinrichtung, die die bipolaren Elemente, die endständigen Elektroden und die synthetischen Separatoren zeigt.
Figur 4
ist eine isometrische Ansicht einer bipolaren Einheit, die die kathodische Seite zeigt.
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Figur 5
ist eine isometrische Ansicht einer bipolaren Einheit, die die anodische Seite zeigt.
Figur 6
ist eine Ausschnittsansicht im Aufriss einer bipolaren Einheit.
Figur 7
ist eine isometrische Ansicht einer bipolaren Einheit gemäss einer alternativen Ausführungsform.
Figur 8
ist eine isometrische Ansicht der bipolaren Einheit von Figur
Figur 9
ist eine Ausschnittsansicht im Aufriss einer bipolaren Einheit gemäss den Figuren 7 und
Figur 10
ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Elektrode, wie sie in der bipolaren Einheit nach den Figuren 7, und 9 benutzt wird.
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Eine bipolare Elektrolysiereinrichtung 1 wird in allgemeiner Weise in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigt. Die bipolare Elektrolysiereinrichtung 1 besitzt eine Vielzahl von bipolaren Einheiten 11, die elektrisch und mechanisch in Reihe geschaltet sind, wobei die Kathoden 31 einer einzelnen elektrolytischen Zelle und die Anoden 51 der nächsten elektrolytischen Zelle auf einem gemeinsamen Bauglied montiert sind, das heisst, auf der Rückplatte der bipolaren Einheit 11.
Eine einzelne elektrolytische Zelle 15 besitzt die anodische Seite 51 einer bipolaren Einheit 11, die kathodische Seite 31 der benachbarten bipolaren Einheit 11 und eine permionische Membran 71 dazwischen.
Die bipolare Einheit 11 schliesst die Rückplatte 21 mit einer kathodischen Seite 31 und einer anodischen Seite 51 ein. Die Rückplatte 21, die speziell in den Figuren 6 und 9 gezeigt wird, hat eine Stahlplatte 23, die ein primäres Bauglied der bipolaren Einheit 11 ist, und einen Stahlkörper 25 mit peripheren Wänden 27 um sowohl die Kathodenseite 31 als auch die Anodenseite 51 der bipolaren Einheit 11. Die Stahlplatte 23 und der Stahlkörper 25 sind mit einer Platte 29 eines Gleichrichtermetalls auf der anodischen Seite der bipolaren Einheit bedeckt. Die Stahlplatte 23 hat eine Dicke von etwa 1,0 cm bis etwa 3,0 cm und die Platte 29 aus dem Gleichrichtermetall kann eine Dicke
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von etwa 2 bis etwa 5 mm haben.
Die kathodische Seite 31 der bipolaren Einheit 11 schliesst einen Schirm 33 ein, der sich im Abstand von der Rückplatte 23 befindet und ein Volumen dazwischen definiert. Die kathodische Seite der bipolaren Einheit besitzt ausserdem hohle Kathodenfinger 35, die sich nach aussen von der Stahlplatte 23 der bipolaren Einheit 11 und von dem Schirm 33 erstrekken. Das Volumen innerhalb der Kathodenfinger 35 und zwischen dem Schirm 33 und der Rückplatte 23 definiert das KathoIytvolumen.
Das für die Herstellung des Schirms 33 und der Kathodenfinger 35 verwendete Material ist ein perforiertes oder gelochtes Blech oder Platte und kann nach innen oder aussen Schlitze besitzen. Bei diesem Material kann es sich beispielsweise um Drähte, Schirme, Stäbe, Stangen, perforierte Platten oder perforierte Bleche handeln. Die Finger 35 und der Schirm 33 werden aus elektrisch leitendem Material hergestellt, das im wesentlichen gegenüber konzentrierten Alkal!hydroxiden und Wasserstoff unter kathodischen Bedingungen beständig ist. Derartige Materialien sind beispielsweise Eisen, Stahl, Kobalt, Nickel, Legierungen von Eisen mit Kobalt und Nickel und Kohlenstoff, wie Edelstahl und Kupfer.
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Zusätzlich können die kathodischen Teile einen geeigneten Katalysator enthalten, zum Beispiel einen Katalysator für den Elektronenübergang oder einen Katalysator für die Wasserstoffentwicklung.
Die'Kathodenelemente, das heisst die Kathodenfinger 35, sind normalerweise abgerundet, so dass sie eine Wellenform besitzen, zum Beispiel die Form einer kontinuierlichen Welle, wie eine sinusförmige Welle, wenn man direkt auf die Kathodenfinger blickt. Alternativ können die Kathodenfinger 35 einzelne Polyeder oder abgeflachte Pyramiden sein, insbesondere dann, wenn die Finger 35 einzeln von dem Kathodenschirm 33 abtrennbar sind.
Die anodische Seite der bipolaren Einheit schliesst eine Platte 29 aus einem Gleichrichtermetall auf der Rückplatte 21 und die mit Gleichrichtermetallen beschichteten Finger 53 ein. Die Finger 53 können Klingen sein, die im wesentlichen parallel zu den Kathodenfingern angeordnet sind. Alternativ können die anodischen Elemente in Wellenform, beispielsweise sinusförmig sein, wenn man sie von oben betrachtet, wobei diese Wellenform im wesentlichen komplementär zu der Wellenform der Kathode 35 ist.
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Die Anodenelemente 53 können aus einem perforierten oder gelochten Blech, einem nach innen und aussen geschlitzten Schirm oder Blech oder Platte oder alternativ aus Stäben, Stangen oder Drähten bestehen.
Die Anodenelemente 53 bestehen üblicherweise aus einem Gleichrichtermetall, das heisst einem Metall, das einen schützenden Oxidüberzug bei der Einwirkung von sauren Medien unter anodischen Bedingungen bildet. Solche Materialien sind beispielsweise Titan, Vanadin, Zirkon, Columbium, Hafnium, Tantal und Wolfram. In der Regel wird Titan, Tantal oder ihre Legierungen benutzt, wobei Titan besonders bevorzugt wird, weil es leicht zugänglich ist. Die Anoden 53 schliessen ferner als Oberflächenmaterial einen geeigneten Elektrokatalysator ein, das heisst eine Substanz, die den Elektronenübergang ermöglicht und die Entwicklung von molekularem Chlor katalysiert.
Die bipolare Elektrolysiereinrichtung 1 ist in Form von einzelnen elektniytischen Zellen 15 montiert, wobei die Anoden 51 der bipolaren Einheit 11 den Kathoden 31 der nächst benachbarten bipolaren Einheit 11 gegenüberstehen, so dass die Anoden 51 im wesentlichen parallel mit den Kathoden 31 stehen und ein im wesentlichen gleicher Raum und Abstand zwischen den Elektroden vorhanden ist.
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Ein synthetischer Separator ist zwischen den Anodenelementen 53 und den Kathodenelementen 35 vorhanden und teilt die Zelle 15 in einen Anodenraum und einen Kathodenraum. Der synthetische Separator kann entweder eine permionische Membran, die für die Kationen durchlässig und für die Anionen undurchlässig ist, oder ein mikroporöses Diaphragma, das für den Elektrolyten durchlässig ist, sein.
Die Elektrodenanordnung nach der Erfindung lässt sich auch in monopolaren Zellen verwenden. Monopolare Zellen besitzen eine kathodische Halbzelle mit einem Schirm im Abstand von einer äusseren Wand, der ein Volumen zwischen dieser Wand und dem Schirm definiert und kathodische Hohlfinger, die sich nach aussen von dem Schirm erstrecken. Das Volumen innerhalb der kathodischen Hohlfinger und zwischen dem Schirm und der Wand definiert das KathoIytvolumen. Der Schirm und die Kathodenfinger sind aus den gleichen Materialien wie sie für eine bipolare Elektrolysiereinrichtung bereits beschrieben wurden und besitzen im allgemeinen abgerundete Kanten an der Kathode, so dass eine Wellenform entsteht, zum Beispiel eine kontinuierliche Welle der Kathoden zu dem Kathodenschirm. Alternativ können einzelne rechteckige oder abgeflachte tetraedrische Kathodenfinger insbesondere dann verwendet werden, wenn die Kathodenfinger einzeln entfernbar sind.
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Die anodische Seite wird von einem Gleichrichtermetall gebildet. Die Anodenfinger können in Form von Wellen oder Fingern vorliegen. Die Wellen oder Klingen sind im wesentlichen parallel zu den Kathodenfingern und im wesentlichen im gleichen Abstand von diesen angeordnet. Die Anodenelemente selbst bestehen aus den gleichen Materialien wie bei den bipolaren Elektrolysiereinrichtungen und sind derartig unter Bildung einer elektrolytischen Zelle montiert, dass die Anoden den Kathoden im wesentlichen parallel und im gleichen Abstand gegenüberstehen. Dazwischen ist ein synthetischer Separator angeordnet, der die Zelle in einen Katholytraum und einen Anolytraum unterteilt.
Die Montage des synthetischen Separators 21 bereitet in einer elektrolytischen Zelle mit ineinandergreifenden Elektroden von komplexer Gestalt besondere Probleme. Der synthetische Separator 71 zwischen dem Anolytraum und dem Katholytraum ist ein dünner Film, zum Beispiel ein Film von einer Dicke von etwa 0,1 bis etwa 0,5 mm. Er wird üblicherweise aus einem synthetischen Halogenkohlenstoffharz mit sauren Gruppen hergestellt. Der synthetische Separator kann ein halogenhaltiges Polymeres mit daran hängenden Säuregruppen sein. In der Regel ist das Polymere ein hoch fluoriertes Polymeres mit daran hängenden Sulfon-
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säure-, Garbonsäure- oder Sulfonamidgruppen. Solche Materialien werden üblicherweise als Folien oder aufgerollte Folien geliefert. Diese hoch fluorierten Polymeren mit Säuregruppen erfordern eine besondere Behandlung, um sie miteinander zu verbinden. Diese besondere Behandlung schliesst eine Umsetzung ein, um niedrig schmelzende Derivate vor dem Verbinden zu erhalten, woran sich eine weitere Umsetzung anschliesst, um nach dem Verbinden Ionenaustauschgruppen einzuführen, sowie chemische Umsetzungen, um Gruppen einzuführen, die das Verbinden erleichtern und schliesslieh Erwärmen und Komprimieren bei hohen Drücken.
Es wurde nun gefunden, dass es vorteilhaft ist, die permionische Membran an elektrolytisch weniger aktiven Bereichen der Elektrode zu eliminieren. Dazu werden elektrolytundurchlässige Teile an entgegengesetzten Enden der Elektrode vorgesehen, an denen die permionische Membran festgehalten wird. Diese Teile können am Oberteil und am Boden oder an Seitenteilen der Elektrode angeordnet sein.
Die Erfindung ist bisher für das Anbringen des Separators auf der Kathode geschildert worden, doch kann der Separator entweder an der Anode oder der Kathode oder an beiden Elektroden befestigt werden. Synthetische Separatoren können näher an der Anode als an der Kathode und sogar an der Anode montiert sein, wodurch bestimmte Vorteile erzielt werden.
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Die elektrolytische Zelle nach der Erfindung besitzt ein Elektrodenpaar von fingerförmigen ineinandergreifenden Anoden 51 und Kathoden 31. Mindestens ein Glied des Elektrodenpaares hat eine Elektrodenplatte, die bevorzugt entweder kontinuierlich glatt ist, wie zum Beispiel in Form einer Uelle gemäss den Figuren 3, 4, 5 und 6 oder diskontinuierlich eben, wie abgeflachte Polyeder, wie die Elektrodenfinger in den Figuren 7, 8, 9 und 10.
Die Elektrode hat für fluide Medien undurchlässige Teile 81 an entgegengesetzten Seiten, das heisst an Kanten oder Enden oder oben und unten am Elektrodenblatt. Der synthetische Separator 71 wird von der Elektrode an dem für den Elektrolyt undurchlässigen Teil 81 gehalten. Der Separator 71 kann entweder auf der elektrodischen Oberfläche liegen oder kann sich im Abstand davon befinden, zum Beispiel durch Zwischenschaltung von Dichtungsscheiben, Abstandshaltern, Netzen, Maschen, Stäben oder Isolatoren.
Die Verwendung der undurchlässigen Teile an den Extremitäten der Elektroden erlaubt die Benutzung eines einzigen Separatorenblattes ohne eine Verbindungsstelle von Harz zu Harz. Dieses ist besonders an beanspruchten Punkten vorteilhaft, wo ein Biegen oder eine Wendung der Membran in Betracht kommt, wie zum Beispiel am Oberteil, am Boden und an den Kanten der Elektroden.
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Dadurch entfällt die Notwendigkeit für eine chemische, thermische und hydrostatische Bearbeitung der Membran an solchen Punkten.
Die Figuren 3 bis 6 zeigen eine beispielhafte Ausführungsform der elektrolytischen Zelle nach der Erfindung, bei der der Zellkörper als das für den Elektrolyten undurchlässige Teil wirkt. Die Elektrode 35 erstreckt sich von dem Kopf 17 des Zellkörpers bis zum Boden 19 des Zellkörpers und der Zellkörper folgt der Kontur der Elektrode.
Der Separator erstreckt sich vom Zellkopf 17 bis zum Zellboden 19 und von einer Seite der Zelle bis zu der entgegengesetzten Seite der Zelle, wobei er bevorzugt aus einem einzelnen und nicht unterbrochenen Blatt besteht. Es können jedoch Faltungen, zum Beispiel mit einem Dichtelement oder einem anderen Komprimiermittel vorhanden sein.
Die Elektrolysiervorrxchtung 1 besitzt eine bipolare Einheit 11 mit anodischen Elementen 51 und kathodischen Elementen 31, die durch einen synthetischen Separator 71 getrennt sind. Das anodische Element 51 schliesst Anoden 53 und Anodenverbindungseinrichtungen ein, die die Anoden 53 mit der Rückplatte 21 der bipolaren Einheit 11 verbinden und durch die Rückplatte 21 hindurch mit dem Kathodenelement 31 der bi-
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polaren Einheit 11. Die anodische Seite der bipolaren Einheit hat einen Titanüberzug 29, der den Stahlkörper 25 bedeckt.
Die Kathodeneinheit 31 schliesst Kathodenfinger 35 und den Kathodenschirm 33 ein, der im Abstand von der Rückplatte 21 der bipolaren Einheit 11 angeordnet ist und ein Elektrolytvolumen einschliesst.
Der synthetische Separator 71 ist zwischen der Anode 53 und der Kathode 35 angeordnet, zum Beispiel mit geeigneten verformbaren Dichtungen 91 an den tragenden Oberflächen 93 und 95.
Nach einer anderen Ausführungsform kann ein entfernbares Teil 85 an der Elektrode als das für Flüssigkeiten undurchlässige Teil dienen. Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich die Elektroden nicht von dem Kopf der Zelle bis zu dem Boden der Zelle, sondern beginnen oberhalb des Zellbodens und enden unterhalb des Zellkopfes. Wenn zum Beispiel die Membran 71 sich an der Kathode 35 befindet, wird die Zelle mit einem positiven Kopf an der Anode und einem negativen Kopf an der Kathode betrieben, wogegen, wenn der Separator 71 sich an der Anode 53 befindet, die Zelle mit einem positiven Kopf an der Kathode und einem negativen Kopf an der Anode betrieben wird.
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Der Separator 71 erstreckt sich vom Kopf der Elektrode bis zum Boden der Elektrode und passt bevorzugt unter das undurchlässige Teil 85 und wird
zwischen der Lippe 37 der Elektrode 35 und dem undurchlässigen Teil 85 eingepresst. In dieser Weise wird eine Abdichtung gegenüber dem Elektrolyten
zwischen der Elektrode 35, dem Separator 71 und
dem undurchlässigen Teil 85, das heisst der Kappe, aufrecht erhalten.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das undurchlässige Teil 85 eine Lippe 87, die
der Kontur der offenen Oberfläche 39 der Elektrode 35 entspricht, wodurch eine besonders gute Abdichtung der Verbindung erreicht wird.
Die bipolaren Elektrolysiereinrichtungen der Figuren 7, 8, 9 und 10 schliessen bipolare Einheiten 11 ein mit anodischen Elementen 51 mit anodischen Blättern und kathodische Elemente mit einem Kathodenschirm und Kathodenfingern 35, die sich nach auswärts von dem kathodischen Schirm 33 und der bipolaren Rückplatte 21 erstrecken.
Der Separator 71 stützt sich auf eine der Elektroden mit einem für den Elektrolyten undurchlässigen Teil 85 am Kopf und am Boden der Elektrode. Das für den Elektrolyten undurchlässige Teil 85 kann auch eine
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Kompressionseinrichtung sein, die eine Spanneinrichtung 89 und einen Bolzen 90 besitzt, wodurch eine dichte Abdichtung gegenüber dem Elektrolyten zwischen dem undurchlässigen Teil 35, dem Separator und der Elektrode 35 erreicht vzird.
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Claims (1)

  1. Patentanwalt
    Ludwigstrasse 67
    dessen
    PPO Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, -UiJA
    KLEiCTROLYTISCHE ZELLE
    Priorität: 7. Juli 1978 / USA / Ser. ila. 922 71 Ci
    Patentansprüche:
    L. Elektrolytische Zelle mit einem Anoden- und Kathodenelektrodenpaar, das fingerförmige Ineinandergreifende Elektroden und einen Separator dazwischen besitzt,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Glied dieses Elektrodenpaares eine kontinuierliche elektrodische Oberfläche mit für flüssige Medien undurchlässigen Teilen (85) an entgegengesetzten Enden der kontinuierlichen elektrodischen Oberfläche hat, wobei der .synthetische Separator (71) dicht an die undurchlässigen Teile montiert ist.
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    2. Zelle nach Anspruch L,
    el a d u r; c Ii gekennzeichnet, dass die Finger ( i5, 5'J) vertikale Finger sind und dass die £ür flüssige Iledien undurchlässigen Teile (85) horizontal am Kopf und aiii itoden der vertikalen Finger angeordnet sind.
    3. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e Ic e η η ζ e i c h η e t , dass eine permionische Membran (71) mit der Elektrode durch Kompression zwischen der elektrodischen Oberfläche und den für Flüssigkeit undurchlässigen Teilen derartig verbunden ist, dass eine für Flüssigkeit dichte Abdichtung erreicht wird.
    4. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der synthetische Separator (71) mit der Elektrode durch Kompression zwischen den Elektroden verbunden ist.
    r). Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode mit der kontinuierlichen elektrodischen Oberfläche die Kathode ist und der synthc;tische Separator näher zu der Kathode angeordnet ist.
    90988 3/0847
    6. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode mit der kontinuierlichen elektrodischen Oberfläche die Anode ist und der synthetische Separator näher zu der Anode angeordnet ist.
    7. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der synthetische Separator auf der Anode befestigt ist.
    8. Elektrodenanordnung,
    gekennzeichnet durch ein gelochtes metallisches fingerartiges Elektrodenblatt,
    einen synthetischen Separator auf der ausseien Überfläche des fingerartigen Elektrodenblattes und
    Kompressionseinrichtungen an entgegengesetzten Kanten des fingerartigen Elektrodenblattes, die den synthetischen Separator gegen das fingerartige Elektrodenblatt drücken und eine dichte Abdichtung gegenüber dem Elektrolyten schaffen.
    909883/0847
DE19792927024 1978-07-07 1979-07-04 Elektrolytische zelle Withdrawn DE2927024A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/922,716 US4236989A (en) 1978-07-07 1978-07-07 Electrolytic cell

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Family

ID=25447492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792927024 Withdrawn DE2927024A1 (de) 1978-07-07 1979-07-04 Elektrolytische zelle

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