[go: up one dir, main page]

SK146693A3 - Electrolyzer and capillary slit electrode for gas-developing or gas-consuming electrolytic reactions and electrolyzing method - Google Patents

Electrolyzer and capillary slit electrode for gas-developing or gas-consuming electrolytic reactions and electrolyzing method Download PDF

Info

Publication number
SK146693A3
SK146693A3 SK1466-93A SK146693A SK146693A3 SK 146693 A3 SK146693 A3 SK 146693A3 SK 146693 A SK146693 A SK 146693A SK 146693 A3 SK146693 A3 SK 146693A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
electrode
capillary
separator
electrolyte
capillary slit
Prior art date
Application number
SK1466-93A
Other languages
English (en)
Inventor
Hanno Wenske
Hermann Matschiner
Hans Siegel
Original Assignee
Grimma Masch Anlagen Gmbh
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 Grimma Masch Anlagen Gmbh filed Critical Grimma Masch Anlagen Gmbh
Publication of SK146693A3 publication Critical patent/SK146693A3/sk

Links

Classifications

    • 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
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • 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
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H01M4/8626—Porous electrodes characterised by the form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/08—Fuel cells with aqueous electrolytes
    • 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
    • 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
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Description

Elektrolyzér a kapilárna štrbinová jajúce alebo plyn spotrebuvávajúce elektrolyzačný spôsob pre to elektróda pre plyn vvvíelektrolytické reakcie a
Cblasť techniky
Vynález sa týka elektrolyzéra pre elektrolytické reakcie vyvíjajúce alebo spotrebujúce plyn, obzvlášť pre elektrolýzu chlór - alkálií alebo vody, alebo ako palivového článku s elektrolytom a najmenej jedným párom elektród oddeleným najmenej jedným separátorom s najmenej jednou kapilárnou štrbincvou elektródou. Vynález sa týka dalej kapilárnej štrbi- . nevej elektródy ako aj spôsobu elektrolýzy pre elektrolytické postupy vyvíj ajúce alebo spotrebujúce plyn. .
Pre účinnosť elektrolýzy, napr. pri elektrolýze chlóralkálie alebo vody na získanie lúhu sodného, chlóru, vodíka alebo pe-. roxidu vodíka vtajú prvoradý význam elektródy. Tieto majú mať podľa možností malý odpor umožňujúci rýchly odvod, resp. prívod reakčných plynov z oblasti reakcie medzi katódou a anódou.
Doposiaľ známy stav techniky
Doposiaľ používané bežné konštrukčné vyhotovenia elektród v elektrolyzéroch alkalických chloridov a vody s vysokoaktívnymi materiálmi v dôsledku pokrytia elektrolytu plynovými bublinami a pokrytia elektród v aktívnom rozsahu plynovými bublinami majú,veľmi nízku účinnosť. Použitie plynových difúznych elektród pre elektrochemické postupy je doposiaľ, obmedzené väčšinou pre vysoké prevádzkové náklady a nedostatočnú výmenu látok plynom obohatených, pórovitých elektród, ktoré vznikajú kvapalinou naplnených článkov. Pomerne malá pevnosť elektródy (clony) kombinácie elektród, ako aj čiastočne nehomogenné rozdelenie prúdu doteraz obmedzujú technickú realizáciu na malé jednotky. Výroba a prevádzkové použitie veľmi tenkých a stabilných elektród si vyžaduje nákladné technológie.
V súčasnosti pre výrobu chlóru a lúhu sodného sa používa vytvorenie článku ako prístroja so stekajúcim filmom kvapaliny, u ktorého sa používa veľmi tenká, kyslík spotrebujúca katóda (Chem.-Ing.-Tech. ÓO (1988}, čís.y, str.563).Pritom sa z jednej strany na pórovitú elektródu privádza kyslík, kým z druhé] strany prechádza zhora medzi touto elektródou a membránou riedky lúh a článok opúšťa na strane dna ako obohatený lúh sodný. Anóda pozostávajúca z titanu s aktívnou vrstvou konvenčného typu, ako aj katóda so štrbinou, napr. o šírke asi O,ómm, sú usporiadané vzhľadom k membráne a preplachujú sa soľným roztokom zhora. Vznikajúci chlór vystupuje na zadnej strane anódy a odvádza sa cez susedný pristor bez kvapaliny.
Špecifikácia francúzskeho patentu 2 3O8 γθι -zverejňuje prístroj na elektrolýzu s refrakčnými elektródami, pričom pórovité elektródy sú čiastočne obalené pórovitým.oxidom kovu a vplyvom poklesu tlaku je zabezpečené, aby plynové bublinky mohli- vystupovať len. na zadnej strane elektródy. Pory základné- .. ho telesa elektródy a obalenie z oxidu kovu sú naplnené elektrolytom. Takéto elektródy sú nákladné a je ťažké odstrániť zbytkový plyn z pórov po vypnutí elektrolyzéra.
Z WG 91/OO379 j e okrem toho známy elektrolyzér pre elektrolytické postupy vyvíjaúce plyn, u ktorých odvádzanie plynu z aktívnej oblasti, ako aj veľké elektrické zaťaženie pri použití najmenej jednej kapilárnej štrbinovej elektródy je riešené tým, že vhodným dimenzovaním kapilárnej štrbiny smer pohybu bublín cez elektródu naplnenú plynom je v podstate kolmý na membránu, resp. tento -prebieha v smere elektrického póla medzi anódou a katódou. Ani tým sa však nepreklenú uspokoj úcím spôsobom vyšeuuedené ťažkosti.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje elektrolyzér takým spôsobom, aby sa umožnilo značné zmenšenie ohmického odporu pri súčasnom zlepšení prevodu hmoty pri nekomplikovanej výrobe a prevádzke s veľkými aktívnymi plochami a rozmermi článku.
Vynález zlepšuje kapilárnu štrbinovú elektródu pre vytvorenie elektrolyzérov a elektrolytických postupov takým spôsobom, aby kapilárna štrbinová elektróda vykazovala značné zlepšené úžitkové vlastnosti, obzvlášť značne zmenšený ohmický odpor pri značne zmenšenej transportnej kapacite látok.
Vynález rieši metódu elektrolýzy pre elektrolytické reakcie vyvíjajúce alebo spotrebujúce plyn a postupy v elektrolyzéroch, ktorými sa môžu zlepšiť výkonové parametre elektrolyzérov s najmenej jednou kapilárnou štrbinovou elektródou, obzvlášť ohmický odpor a prevod látok.
Podstatou vynálezu je,že kapilárne štrbinová elektróda vykazuje prostriedok pre oddelené vedenie elektrolytu alebo permeatu a reakčného plynu.
Elektrolyzér obsahuje pre oddelené vedenie elektrolytu alebo' permeatu a reakčného plynu.najmenej jednu tenkú hydro- . filnú, elektrolyticky aktívnu reakčnú oblasť v blízkosti separátora a širšiu hydrofóbnu, elektrolyticky neaktívnu oblasť pre prevod plynu. HydrofHnú reakčnú oblasť v blízkosti separátora vytvára úsek elektródy obrátený k nemu, kým oblasť prepravy plynu dalej od separátora, úsek elektródy odvrátený od neho.
Obzvlášť značné zníženie ohmického odporu sa dosiahne podľa vynálezu, tým, že hydrofilná reakčná oblasť kapilárnej štrbinovej elektródy je usporiadaná v bezškárovom spojení so separátorom.
Kapilárna štrbinová elektróda pozostáva z väčšieho počtu od seba vzdialených a v podstate súbežne usporiadaných prvkov elektród, ktoré sú usporiadané v styku so separátorom, pričom vytvárajú kapilárne štrbiny v podstate.kolmé na separáťor, pričom rozmer (šírka) reakčnej oblasti je v kolmom smere na separát or menší, výhodnejšie značne menší, ako šírka oblasti prvku elektródy pre prepravu plynu, naväzujúceho na reakčnú oblasť.
S výhodou sú tvorené prvky elektród, resp. kapilárna štrbinová elektróda, v šírke asi 1/4 šírky prvkov elektród, resp. hrúbky kapilárne štrbinovej elektródy hydrofilné, pričom zvyšná časť kapilárnej štrbinovej elektródy je zhotovená hydrofóbne. K tomu reakčná oblasť môže vykazovať hydrofHnú, kryštalickú vrstvu, pričom prepravná oblasť vykazuje hydroíóbnu vrstvu, napr. mastnú vrstvu alebo vrstvu hydrofóbneho polyméru plastickej hmoty.
Pri äalšom vyhotovení elektrolyzéru podľa vynálezu hrúbka prvku elektródy páskového tvaru (rozmer súbežne so separátorom, resp. v smere šírky kapilárnej štrbiny) je asi od 0,0i do 0,5 mm, šírka kapilárnej štrbiny medzi vzdialenými prvkami elektród je asi od 0,05 do 0,25 mm a hrúbka kapilárnej štrbinovej elektródy ( resp. šírka prvku elektród kolmo na separátor) je najmenej desaťnásobkom šírky kapilárnej štrbiny ,Šírka kapilárnej štrbiny je závislá najmä od metódy, prevádzkovej teploty, prevádzkového tlaku a použitých elektrolytov, resp. permeatov. Vyšeuvedené parametre sa môžu používať u kapilárnej štrbinovej elektródy aj nezávisle od seba.
Uprednostnené sú prvky elektród kapilárnej štrbinovej elektródy, ktoré môžu mať tvar napríklad známy z DD-PS 285 12y alebo DD-PS 285 128, usporiadané paralelne so separátorom hydrof Hne a na to naväzujúc, vo väčšej, priečnej vonkajšej oblasti hydrofóbne, osobitne obalené, pričom šírka úseku v blízkosti separátora má hydrofilný charakter asi na 1/4 šírky, inak hydrofóbne obaleného prvku elektródy.
Výhodné konštrukčné vyhotovenie elektrolyzéra sa dosiahne tým, že separátor je prívodným prvkom pre privádzanie elektrolytu,· resp. permeatu ku kapilárnej štrbinovej elektróde, najmä k reakčnej oblasti priradenej k separátoru bez štrbiny. Takýmto spôsobom sa môže podporiť účinok hydrofóbnej bblasti kapilárnej štrbinovej elektródy prepravujúcej plyn, menovite udržiavať túto väčšiu oblasť kapilárnej štrbinovej elektródy . prakticky bez elektrolytu, resp. permeatu a prakticky využívať ju výlučne pre privádzanie, resp. odvádzanie reakčného plynu.
Výhodným spôsobom sa používa ako separátor clona alebo príslušná membrána. Čiastočne stačí, napr. u elektrolýzy vo5 äy na oddelenie anódy a katódy sieťkové alebo mriežkové te- leso odolné proti skratu.
Podstatou vynálezu je elektrolyzér, ktorý je veľmi kompaktnej konštrukcie s obzvlášť malou hrúbkou celého elektrolyzéra a dosiahne sa tým, že ako anóda a katóda je vytvorená vždy jedna kapilárne štrbinovä elektróda v zariadení na obidvoch stranách bez štrbiny, na ktorom je vytvorený separátor oddeľujúci dvojicu elektród tak, že anóda a katóda je oddelená len separátorom a je spojená do paketu článku. Takýto elektrolyzér je obzvlášť vhodný pre elektrolýzu chloridu draselného alebo vody. Pričom účelne je nad celou šírkou vertikálne usporiadaného separátora bezprostredne nad kapilárnou štrbinovou elektródou, resp. kapilárnymi štrbinovými elektródami umiestnený kapilárne rozdeľovač pre elektrolyt, resp. permeat. To znamená, že elektrolyzér, ktorý je obzvlášť vhodný pre elektrolýzu chloridu draselného a vody, podľa vyhotovenia predmetného vynálezu sa vyhotoví tak, že separátor a na neho výhodne bez štrbín napojená kapilárna elektróda alebo kapilárne elektródy sú usporiadané vertikálne a pozdĺž separátora, nad kapilárnou štrbinovou elektródou sa rozprestiera rozdeľovacie zariadenie tvaru lievikového žľabu, pre privádzanie elektrolytu alebo permeatu pozdĺž najmenej jednej plochy separátora doskového tvaru, takže elektrolyt, resp. permeat (najmä voda) vytvára film pozdĺž hraničnej plochy medzi separátorom a hydrof ilnou reakčnou oblasťou'kapilárne j štrbinovej elektródy, resp. kapilárnych štrbinových elektród.
V dalšom príklade vyhotovenia predmetného vynálezu najmä pre rýchly prívod, resp. odvod reakčného plynu sa zaradí prívodný priestor plynu alebo odvádzací priestor plynu ležiaci bočné zvonku alebo axiálne naväzujúc na hydrof óbnu oblasť prepravy plynu kapilárnej štrbinovej elektródy.
Nekomplikovaná konštrukcia článku, napr. pre bipolárny elektrolyzér SPE so stekajúcim filmom kvapaliny (solid polymér elektrolyt) pre elektrolýzu, vody sa výhodne dosahuje dvojicou elektród, ktoré sú spojité vodivé.
- Ó Výhodné vyhotovenie elektrolyzéra, najmä pre elektrolýzu chloridu draselného alebo vody sa vytvára aj tým, že separátov s dvoj icou kapilárnych štrbinových elektród nachádzajúcich sa v podstate bezštrbinovom zariadení je vytvorený v tvare dosky a kapilárnymi štrbinovými elektródami spojených do jedného paketu článku, pričom väčšina priečnych prívodov prúdu susediacich s kapilárnymi štrbinovými elektródami,zvonku vertikálne vzdialenými, tvoria podperné a dištančné prvky medzi kapilárnymi štrbinovými elektródami a krytom obsahujúcim paket článkov. Pri takomto vyhotovení nie je potrebné separátov vytvoriť ako mechanicky samonosný konštrukčný prvok, lebo tuhá ale predsa, len pružná, priliehavá kapilárna štrbinová elektróda, najmä pri vyhotovení tak anódy ako aj katódy ako kapilárnej štrbinovej elektródy na obidvoch stranách separátora, tento sa mechanicky stabilizuje, takže separát or je veľmi tenký a pomerne stabilný. To vedie k ďalšiemu zmenšeniu hrúbky elektrolyzéra a umožňuje okrem toho použitie aj takých . Materiálov ako separátorov, ktoré elektrolyticky sú výhodné, . ale 'doteraz neboli používateľné, lebo neumožňujú použitie separátora vyhotoveného z takého materiálu ako samonosného, mechanicky stabilného a nosného konštrukčného prvku.
Vysoká hustota pakiet elektrochemických článkov v jednom kryte sa dosahuje podľa ďalšieho príkladu vyhotovenia predmetného vynálezu, najmä pre elektrolyzér SPE vertikálnej konšt~ rukcíe aj tým, že sa počíta s väčšinou pakiet článkov, pozostávajúcich z dvojice kapilárnych štrbinových elektród s medzilahlým separátorom V rovinnom vyhotovení , oddelených výhodne elektricky vodivými medzistenami, pričom, oproti ležiace steny krytu sú vytvorené ako prvky vodiace prúd. V tom prípade vynález umožňuje výhodným spôsobom vertikálnu konštrukciu elektrolyzéra SPE oproti doterajšej horizontálnej konštrukcii, pričom sa počíta so stekajúcim filmom vody a permeatu a takýmto spôsobom sa môže realizovať značne väčší povrch elektród hydrof ilná reakčná oblasť kapilárnej štrbinovej elektródy zadrží vodu, ktorá sa má rozložiť vo forme filmu.
Podľa ďalšieho príkladu vyhotovenia predmetného vynálezu pre použitie elektrolyzéra ako bipolárneho palivového článku sa vytvára medzi anódou a katódou priestor pre elektrolyt, ktorého steny tvoria separátory priepustné pre elektrolyt, spojené s anódou alebo katódou, z ktorých každá je konštruovaná ako kapilárna štrbinová elektróda. Výhodný je pritom väčší počet dvojíc elektród doskového tvaru usporiadaných za sebou a priestory pre elektrolyt nad a/alebo pod dvojicami elektród sú spojité spojené medzi sebou. Pritom výhodne je tvorená kapilárna štrbinová elektróda prvej dvojice elektród súčasne s elektródou dalšej dvojice elektród.
Ďalším variantom podľa vyhotovenia vynálezu vytvárajií kapilárne štrbinové elektródy ležiace vo vnútri zostavy aj pozdĺž ich oproti .ležiacich vonkaj ších strán vždy jednou hydrofilnou reakčnou oblasťou tak, aby príslušné kapilárne štrbinové elektródy vykazovali dve periferné, hydrofilné reakčné oblasti oddelené strednou hydrofóbnou oblasťou prepravy plynu.
Za účelom poskytnutia nezávisle od určitej konfigurácie, resp. určitého použitia v rámci elektrochemického elektrolyzéra zlepšenú kapilárnu štrbinovú elektródu pre elektrolytické postupy a reakcie, vykazuje kapilárna štrbinová elektróda podľa vynálezu prostriedok na oddelené vedenie elektrolytu a reakčného plynu.
Kapilárna štrbinová elektróda vytvorená z väčšieho počtu od seba vzdialených paralelných prvkov elektród usporiadaných medzi kapilárnymi štrbinami, môže mať konfiguráciu,aká je známa,napr. z DD-PS 285 127 alebo DD-PS 285 128 a pozostávajúcich z väčšieho počtu lamiel, pásov, fóliových pásiek a pod. Značne zlepšený odvod, resp. prívod reakčných plynov, neprekážajúci preprave elektrolytickej látky sa dosiahne pritom podľa vyhotovenia vynálezu tým, že prvky elektród vykazujú najmenej jednu úzku, naj výhodnej šie na separátore usporiadanú hydrofilnú reakčnú oblasť, v ktorej elektrolyt, resp. permeat sa prijme a udrží pôsobením kapiláry, ako aj zvonka na to naväzujúcu hydrofóbnu oblasť prepravy plynu, ktorá na záδ klade kvapalinu odrážajúcej konštrukcie, obzvlášť obalenia zostane prakticky bez kvapaliny elektrolytu alebo permeatu, takže ohmický odpor kapilárnej štrbinovej elektródy sa zmenší odstránením blokovania účinnej plochy elektródy plynovými bublinami a súčasne zaručuje rýchly prívod a odvádzanie reakčných-plynov v oblasti elektrolytickej reakcie bez toho, aby táto bola rušená prepravou plynu.
Vzdialené prvky elektródy vykazujú hrúbku asi od 0,0i do 0,05 mm a/alebo majú hodnotu v závislosti od použitia kapilárnej štrbinovej elektródy v rámci elektrochemického postupu, t.j. v závislosti od elektrochemickej metódy, prevádzkovej teploty, prevádzkového tlaku a elektrolytu,,šírka prvkov elektród je asi od 0,05 do 0,25 mm a/alebo kapilárna strbinová elektróda má hrúbku (zodpovedá šírke prvku elektród), ktorá zodpovedá najmenej desaťnásobku šírky kapilárnej štrbiny. Hydrotilná reakčná oblasť, vytvorená v tvare pásky najmenej na jednej strane prvkov elektród, vykazuje prednostne hrúbku asi 1/4 celkovej šírky prvkov elektród (zodpovedá hrúbke kapilárnej štrbinovej elektródy), pričom zostávajúca časť kapilárnej štrbinovej elektródy je k dispozícii ako oblasť prepravy plynu a hydrofóbnym obalením, napr. tukom alebo hydrofóbnym polymérom umelej hmoty sa zamedzí prístupu elektrolytu. Hydrofilná oblasť sa vytvorí napr.vhodnou kryštalickou vrstvou priťahujúcou elektrolyt.
Zlepšenie postupu elektrolýzy, ktorý vedie k zníženiu elektrického odporu pri zlepšenej preprave látky ako aj výhodnejším výkonovým parametrom a prevádzkovým podmienkam metódy elektrolýzy, sa rieši podľa vynálezu tým, že elektrolyt, resp. permeat a vznikajúci alebo spotrebovaný reakčný plyn sa vedie vo vnútri kapilárnej štrbinovej elektródy aspoň v pod-, state oddelene a elektrolyt prakticky neovplyvňuj e prepravu plynu, ani preprava plynu elektrolytické reakcie, v žiadnom prípade ich nenaruší.
Vo vnútri kapilárnej štrbinovej elektródy sa výhodne vytvorí ležiaca, k separátoru otočená, elektrolytom, resp.
permeatom naplnená reakčná oblasť, ako aj väčšín časť kapilárnej štrbinovej elektródy obklopujúca oblasť prepravy plynu v podstate bez kvapaliny a reakčný plyn sa odvádza kolmo na separátor cez priestor kapilárnej štrbinovej elektródy bez kvapaliny k jej elektrolytom naplnenej reakčnej oblasti alebo z elektrolytom naplnenej reakčnej oblasti cez oblasť prepravy plynu kapilárnej štrbinovej elektródy.
Podľa dalšieho vyhotovenia postupu podľa vynálezu sa elektrolyt, resp, permeat privádza len do vnútornej hydrof ilnej reakčnej oblasti pripojenej na separátor a vytvára tam tenký film z kvapaliny, ktorý sa v tejto reakčnej oblasti kapilárne rozšíri, pričom hydrofóbna oblasť kapilárnej štrbinovej elektródy, t.j. kapilárna štrbina odvrátená od separátora v tejto oblasti sa udržuje prakticky bez elektrolytu alebo permeatu.
S výhodou sa využíva, že elektrolyt, resp. permeat sa privádza na kapilárnu štrbinovú elektródu cez separátor.
Podľa dalšieho spôsobu vynálezu, elektrolyt, resp, per-meat sa prijíma kolmo na smer prepravy plynu cez kapilárnu štrbinovú elektródu pozdĺž separátora, resp. pozdĺž styčnej plochy medzi separátorom a elektrolytom, resp. permeatom a privedie sa do hydrofilnej reakčnej oblasti kapilárnej štrbinovej elektródy.
Ďalšie výhodné spôsoby realizácie predmetu vynálezu, naj mä postupu podľa vynálezu, sú uvedené v podnárokoch.
Podstatným pre predmetný vynález je kapilárna štrbinová elektróda, u ktorej elektrolyt a reakčný plyn, ktorý vzniká alebo sa spotrebuj e pri elektrolytickom postupe, sa vedie oddelene tak, že elektrolyt alebo permeat neprekáža preprave reakčného plynu a reakčný plyn neovplyvňuj e elektrolytickú reakciu. K tomu sa používa kapilárna štrbinová elektróda, na ktorú sa privádza elektrolyt, resp. permeat najmä len v hydrof óbnu charakteristiku a preto kapilárna štrbina v tejto oblasti zostane bez elektrolytu, resp. permeatu. Elektrolyt sa môže privádzať na kapilárnu štrbinovú elektródu cez separá
- ΙΟ tor, aj pene tračnýin prienikom cez neho, napr. keä steny priestoru pre e lektrolyt tvoria separátor, resp. separátory alebo u elektrolýzy SPE vodou . Privádzanie elektrolytu/permeatu (obzvlášť vody) sa môže realizovať aj formou stekajúceho filmu kvapaliny pozdĺž povrchu separátora na strane obrátenej ku kapilárnej štrbinovej elektróde, obzvlášť zhora v blízkosti hornej strany kapilárnej štrbinovej elektródy. Reakčný plyn sa odvádza, resp. privádza cez oblasti kapilárnej štrbinovej elektródy, ktoré sú bez elektrolytu alebo permeatu, účelne na strane kapilárnej štrbinovej elektródy odvrátenej od separátora.
Zvlášť výhodný spôsob postupu spočíva v tom, že stekajúci film elektrolytu alebo permeatu privádzaný zhora na kapilárnu štrbinovú elektródu pomocou separátora sa rozšíri na celú stranu kapilárnej štrbinovej elektródy priliehajúcu na separátor (hýdrofilná reakčná oblasť) a v tejto forme sa us- . -táli a že reakčný plyn sa odvádza, resp. privádza cez hydro-r. fóbne kapilárne štrbinové oblasti kapilárnej štrbinovej elektródy bez elektrolytu alebo permeatu v podstate kolmo na separátov, pričom sa to môže uskutočniť aj cez zberný priestor plynu, resp. privádzací priestor, ktorý sa nachádza nad hydrofóbnou oblasťou prepravy plynu.kapilárnej štrbinovej elektródy. Separátor má tvar clony alebo membrány, pričom najmenej jedna z obidvoch elektród je vytvorená ako kapilárna štrbinová elektróda, ktorá prinajmenšom prilieha na separátor, pričom kapilárna štrbinová elektróda pozostáva z väčšieho počtu vedľa seba a vzájomne paralelne usporiadaných prvkov elektród, ktorých vzdialenosť medzi sebou je tak dimenzovaná, že vyvolá kapilárny účinok.
Vodiace prostriedky kapilárnej štrbinovej elektródy pre oddelená vedenie elektrolytu alebo permeatu a reakčného plynu pozostávajú najmä z vytvorenia úzkej, elektrolytickej aktívnej reakčnej oblasti, priliehajúcej na separátor a vytvorenej hydrof ilne, kým ostatná, od separátora odvrátená oblasť kapilárnej štrbinovej elektródy má hydrofóbnu charakteristiku a vykazuje vhodné obalenie. Optimálne výkonové parametre elektrolytického článku, resp. kapilárnej štrbinovej elektródy sa dosiahnu vtedy, ked kapilárna štrbinová elektróda pre vytvorenie spojitého filmu elektrolytu prilieha na oddelovacom prvku bez štrbiny. Bezštrbinové priliehanie spôsobí zmenšenie elek trolytického odporu skokom a zlepšenie prenosu hmoty skokom a vedie k značnému narastaniu účinnosti kapilárnej štrbinovej elektródy, resp. elektrolyzéru a postupu elektrolýzy. Dosiahne sa to v tomto prípade vylúčením dutých a meziľahlých priestorov medzi kapilárnou štrbinovou elektródou a separátorom a tým vylúčením nahromadenia plynu a koagulácie plynových bubliniek medzi separátorom a kapilárnou štrbinovou elektródou, čo by mohlo viesť k vytváraniu plynového filmu, ktorý ako elektrický izolátor prekáža elektrolýze. ckrem toho bezštrbinové' priliehanie dv.och kapilár- . nych štrbinových elektród z obidvoch strán na separátov má za dôsledok veľkú mechanickú pevnosť.
Pri účelnom vytvorení elektrolyzéra rozkladá sa nad celou šírkou vertikálne usporiadaného separátora bezprostredne nad kapilárnou štrbinovou elektródou kapilárny rozdeľovač pre elektrolyt. Na strane kapilárnej štrbinovej elektródy odvrátenej od separátora sa môže napojiť priestor na odvádza-, nie, resp. privádzanie plynu.
Výhodná je , ked prvky elektród majú hrúbku o,0i až 0,05 mm a šírka kapilárnej štrbiny, nezávisle od postupu elektrolýzy, prevádzkovej teploty, prevádzkového tlaku a druhu elektrolytu alebo permeatu je medzi 0,05 a 0,25 mm. Šírka prvku elektródy, ktorá súčasne tvorí šírku kapilárnej štrbinovej elektródy, je najmenej desaťnásobkom šírky kapilárnej štrbiny.
Zvlášť malá hrúbka elektrolyzéru vychádza, ked anóda a katóda je oddelená len separátorom a spojená do jedného paketu článku. Takýto elektrolyzér je vhodný obzvlášť pre elektrolytu chloridu draselného a vody. Keä sa ale elektrolyt má privádzať medzi elektródami cez priestor elektrolytu, je účelné vyhotoviť steny priestoru elektrolytu ako separátory prepúšťajúce elektrolyt, pričom elektrolyt sa nachádza len vo vnútri priestoru pre elektrolyt, ako aj separátov a na to zaväzujúcej hydrof i Inej styčnej vrstve, aktívnej reakčnej oblasti kapilárnej štrbinovej elektródy. Aj pri tomto vyhotovení elektrolyzéra je možné spojiť väčší počet naód a katód s medzi nimi ležiacimi priestormi pre elektrolyt do jedného paketu článkov, pričom priestory pre elektrolyt sú medzi sebou prepojené taktiež spojité pre prúdenie.
V dalšom sa zrekapituluje činnosť predmetného vynálezu: U obvyklých kapilárnych elektród kapiláry (bežne vodorovné) medzi elektródami sú naplnené elektrolytom. To znamená, že kapilárna štrbinová elektróda v obvyklom vyhotovení spôsobí úplne nasávanie kapilárnej štrbiny elektrolytom alebo perméatom, podmienené kapilárnym účinkom. Aj pri nerovnomernom prísune elektrolytu, resp. permeatu, obzvlášť pri prísune formou stekajúceho filmu, umožňuje pritom kapilárna štrbinová elektróda rovnomerné rozdelenie elektrolytu, resp. permeatu po celej ploche elektródy a po celú jej hrúbku. Kým to prvé, t.j. namočenie veľkého aktívneho povrchu elektródy elektrolytom je žiadúce, to druhé,· t.j úplne naplnenie kapilárnej štrbinovej elektródy elektrolytom alebo permeatom prekáža odvádzaniu, resp. privádzaniu reakčného plynu cez kapilárnu štrbinovú elektródu s následkom,- že plynové bubliny značne ovplyvňuj ú elektrolytickú reakciu v aktívnej . oblasti elektródy. Plyn vznikajúci alebo potrebný pri elektrolýze vytvára bubliny, ktoré sa musia pohybovať z kapilárnych štrbín smerom von. Pri elektrolytickej reakcií vytvárajúcej plyn, plynové bubliny vznikajúce v reakčnej oblasti elektród sa prudko vytláčajú povrchovým napätím elektrolytu, resp. permeatu z tuhej fázy v strede štrbiny prvku elektródy. Takto vzniká veľký pohyb látky v pevnej-tekutej fáze a tým veľká výmena látky zmenšovaním hrúbky Nernstovej vrstvy.
úby sa predišlo na jednej strane izolačnému účinku plynu vo vnútri elektródy s dôsledkom zvýšenej spotreby prúdu, resp. menšieho vyťaženia prúdu, ako aj ovplyvneniu elektrolytickej reakcii plynovými bublinkami, kapilárna štrbinová elektróda podľa vynálezu sa opatrí vodiacimi prostriedkami,
3 ktoré zaručujú oddelené vedenie elektrolytu alebo permeatu a reakčného plynu vo vnútri elektródy. Tieto vodiace prostriedky sa vytvárajú rozdelením elektródy na hydrofHnú reakčnú oblasť a na hydrofóbnu oblasť na prepravu plynu, najmä vhodného hydrof i Iného, resp. hydrofóbneho obalenia, pričom, hydro f i Iné prevedenie kapilárnej štrbinovej elektródy len v malej oblasti, ktorá tesne prilieha na separátor, zosilňuje kapilárny účinok a zaručuje rozšírenie elektrolytu, resp. permeatu v tejto oblasti. Hydrofóbne vyhotovenie zostávajúcej·, väčšej oblasti kapilárnej štrbinovej elektródy zruší kapilárny účinok a udržuje túto oblasť pre prepravu plynu bez elektrolytu, resp. permeatu bez elektrolytu, resp. permeatu, takže tu preprava plynu medzi elektrolyticky aktívnou oblasťou a stranou kapilárnej štrbinovej elektródy odvrátenou od separátora môže prebiehať bez prekážky.Realizovateľné , uprednostnené bezštrbinové priliehanie kapilárnej štrbinovej elektródy na separátor umožňuje zase kompaktnú konštrukciu. Okrem toho sa ušetrí vyhotovenie separátora ako mechanicky samostatného konštrukčnéhoprvku, lebo tuhá a predsa priliehavá kapilárna štrbinová elektróda, obzvlášť pri použití tak pre anódu ako aj pre katódu na obidvoch stranách separátora, preberie j eho.stabilizáciu a to vedie k dostatočnej mechanickej pevnosti paketu článku, takže samotný separátor sa môže vyhotoviť tenký a relatívne stabilný. Pôsobí to dalšie zníženie hrúbky týmto spôsobom postaveného elektrolyzéra a. umožňuje okrem toho optimálnu voľbu materiálu pre separátor z elektrochemického hľadiska, bez toho, aby sa musel brať ohľad na vlastnú mechanickú stabilitu.
Aby sa plynové bubliny vytvárajúce sa vo vnútri kapilárnej štrbinovej elektródy dali lepšie odvádzať, resp. lepšie privádzať k hydrofilnej reakčnej oblasti kapilárnej štrbinovej elektródy, táto by mala mať asi 1/4 šírky prvku elektródy , resp. hrúbky kapilárnej štrbinovej elektródy, pričom elektrolyt, resp. permeat sa môže v tejto hydrof Hne vytvorenej reakčnej oblasti viazať a fixovať.
Vhodne má elektrolyt , resp. permeat tvar filmu pozdĺž separátora, t.j. vykazuje v smere prúdu a elektrického poľa *4 kobrno na separátor minimálne rozprestieranie. Na film elektrolytu naväzujúce kapilárne štrbiny kapilárnej štrbinovej elektródy majú byť bez elektrolytu. Takýmto spôsobom môže reakčný plyn vznikajúci vo filme elektrolytu (alebo filme permeatu. ) bez prekážky odchádzať z kapilárnej štrbinovej elektródy, resp. z okolia sa môže bez prekážky vedenie reakčného plynu a elektrolytu (resp. permeatu) takým spôsobom,že úzka oblasť kapilárnej štrbinovej elektródy sa vytvor í,resp. obalí hydriflne a priťahuje elektrolyt (alebo permeat), ako aj ovplyvní rozdelenie elektrolytu, resp. permeatu do plošne zakrývajúceho filmu v spojení so separátorom, pričom širšia oblasť kapilárnej štrbinovej elektródy sa vytvorí, resp. obalí hydrofóbne, takže elektrolyt ( alebo permeat) sa prakticky nedostane do tejto oblasti kapilárnej štrbinovej elektródy a preto táto zostane volná pre transport plynu.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález sa v dalšom bližšie vysvetlí na základe príkladov vyhotovenia a príslušných výkresov. v nich je zobrazené na:
Obr. z Prierez elektrolyzéra so stekajúcim filmom, obzvlášť pre elektrolýzu alkalických chloridov kyslík spotrebujúcou katódou podľa prvého príkladu vyhotovenia vynálezu v schematickom vyobrazení.
Obr. 2 Bipolárny elektrolyzér SPE so stekajúcim filmom pre elektrolýzu vody podľa aalšieho príkladu vyhotovenia . predmetného vynálezu v schematickom vyobrazení,
Obr.3 Prierez bipolárneho palivového článku s priestormi pre elektrolyt, podľa dalšieho príkladu vyhotovenia predmetného vynálezu v schematickom vyobrazení.
Obr. r·. Zväčšený detail usporiadania kapilárnej štrbinovej elektródy v schematickom vyobrazení, pre elektrolyzér podľa obr. i až 3.
Príklady prevedenia vynálezu
Να obr.l je znázornený elektrolyzér ako prístroj so stekajiícim filmom pre elektrolýzu alkalických chloridov, kyslík spotrebujúcou katódou v schematickom priečnom reze a ktorého detailná konštrukcia, je znázornená ako príklad schematickým perspektívnym zobrazením na obr. 4, má v prostriedku separátor i_, doskového tvaru, neprepúšťajúci elekirolyt, priepustný pre plyn, na ktorom priliehajú bez štrbín z obidvoch strán kapilárne štrbinové elektródy 2. ako anóda a £ ako katóda, ktorých celkový tvar je taktiež doskový. Kapilárne štrbinové elektródy £ a sú podopreté prípojnicami pre prívod prúdu 4. s vertikálnym odstupom, voči stene nádoby elektrolyzéra. Riedky lúh sa privádza zhora cez kapilárny rozdeľovač 6.’ privádzajúci elektrolyt na povrch separátora formou stekajúceho filmu, ktorý pozostáva z priestoru rozdeľovača·^ a dna rozdeľovača 8., na ktoré naväzuje klinový Yozdelovací žliabok £ na reguláciu hladiny privádzaného elektrolytupo cele j šírke elektródy, resp. šírke separátora _i, ako aj z kapilárneho rozdľovača Tento zabezpečuj e rovnomerne hrubý stekajúci film elektrolytu pozdĺž povrchu separátora Šírka štrbín kapilárneho rozdeľovača sa stanoví v závislosti na požadovanom množstve elektrolytu. Konštrukcia obidvoch kapilárnych strbinových elektród 2_,^ , ktoré tvoria anódu a katódu a ktoré sú presnejšie vyobrazené na obr.4 sú vytvorené takým spôsobom , že vo vnútri ležiaci úsek páskového tvaru, nachádzajúci sa v styku so separátorom £ vytvára hydrof ilnú reakčnú oblasť iQ , resp. 13 , v ktorej stekajúci film elektrolytu pod kapilárnym vplyvom kapilárnej štrbinovej elektródy sa Príjme a zadrží v ich kapilárnych štrbinách 22 fvičl obr.4), pričom zvyšná, na hydrofilnú reakčnú oblasť 1O, zvonka naväzujúca oblasť kapilárnych strbinových elektród 2.,½ vytvára hydrofóbnu oblasť prepravy plynu 11 ‘ , ktorej vlastností, obzvlášť hydrofóbne obalenie prekročí kapilárne pôsobenie kapilárnych štrbín 22 kapilárnej štrbinovej elektródy 2, resp. , takže hydrofóbne, ako plyn prenášajúιό ce oblasti ιι , x i' úseky elektród zostanú, bez elektrolytu a stekajúci film elektrolytu sa rozšíri ako úzky, podľa možnosti tenký film pozdĺž separátora £ vnútri hydrof iInej reakčnej oblasti iO, 13 kapilárnych štrbinových elektród 2_, Takto vytvorený stekajúci film elektrolytu sa príjme hydrof ilnou reakčnou oblasťou 10,13 zvislej, elektrolyt prepúšťajúcej štruktúry kapilárnej štrbiny anódy 2_ a katódy £ v styku so separátorom, ktorý je membránou alebo clonou. Do elektrolyzéra sa zvonka privádza kyslík pod malým tlakom, ktorý sa dostane cez priestor na privádzanie plynu 14 a cez kapilárnu štrbinu 22 hydrofóbnej oblasti na prepravu plynu ií na katódu £ . skoncentrovaný elektrolyt tečie ako stekajúci film smerom dolu a odvádza sa zo zberného priestoru 12 na dne elektrolyzéra. Anódová časť znázornená na obr. 1 na pravej strane má príslušnú funkciu. Konštrukcia obidvoch kapilárnych štrbinových elektród 2, £ na obidvoch stranách separátora je rovnaká. Cez rozdeľovač 6_' sa privádza roztok chloridu sodného. Z hydrof ilnej reakčnej oblasti 13 anódy 2. sa dostane plynný chlór získaný ako výsledok reakcie cez kapilárnu štrbinu 22 anódy £ do hraničiaceho priestoru na odvádzanie plynu 24 a odtiaľ smerom von. Riedka soľanka sa odvádza zo zberného priestoru 16 na dne elektrolyzéra. Konfiguráciu samotných kapilárnych štrbinových elektród možno získať rôznym spôsobom, ako je to známe napr. z DD-PS 283 128. Kapilárna štrbinová elektróda 2., £ poplanparalelných prvkov elektród 23, ktoré tvoktoré sú pre vytvorenie kapilárnej štrbiny 22. od seba vlnitým dištančným prvkom elektródy
232 v smere hlavnej roviny separátora i_, vnútri hydrof ilnej reakčnej oblasti iO, 13 elektrolyt sa transportuje vertikálne cez kapilárne štrbinové elektródy £,£ vlnité dištančné prvky elektród 23a neprekážajú kapilárnemu pôsobeniu v zvislom, k separátoru v planparaleInom smere vnútri hydrofilnej rekačnej- oblasti i0_, 13 .
Samozrejme sa môžu zvoliť aj iné konfigurácie prvkov elektród vo forme lamiel, pásov alebo fóliových pásov s integrovaný;:! presakovaním, profilovaním atd. ako je to známe
127, DD-PS 285 zostáva vždy z ria úzké pásy, vždy vzdialené zo stavu techniky (porovnávaj napr. aj WO 91/OO379). V predloženom príklade vyhotovenia vnútorným zariadením vždy vnútriležiacej hydrof Hne j reakčnej oblasti iíD, 13 na separátore z. v tejto oblasti elektródy sa vytvára nepretržitý film elektrolytu. Hydrofóbne vyhotovenie oblasti na prepravu plynu zi , 1:' kapilárnych štrbinových elektród 2., £ vedie naproti tomu k tomu, že kvapalinu odpudzuj úci účinok v týchto častiach kapilárnych štrbinových elektród 2_, £ kompenzujú tak, že elektródy v oblastiach prepravy plynu 11, ii_' zostanú bez elektrolytu.
Pri spôsobe vyhotovenia podľa vynálezu hrúbka d prvku elektródy resp. dištančného prvku elektródy 23a je 0,0z až G,Oj ;.5ii a šírka W_ kapilárnej štrbiny 22 v závislosti od postupu elektrolýzy, prevádzkovej teploty, prevádzkového tlaku a druhu elektrolytu je medzi O,Oj a 0,2j mm. šírka b ,ktorá súčasne predstavuje hrúbku kapilárnych štrbinových elektród , je najmenej desaťnásobkom šírky kapilárnej štrbiny 22.
Elektrolyt iná byť v hydrof ilných reakčných oblastiach 10 , kapilárnych štrbinových elektród 2_, na strane anódy 2. a na strane katódy £ podľa možnosti riedky. Vhodná je šírka B’hydrofi Inej reakčnej oblasti 10, resp. 13 asi 1/4 šírky b prvku elektródy 23, resp. 23a , t.j. asi 1/4 hrúbky elektródy.
Cez hydrof Hnú reakčnú oblasť 10,13 vytvorenú pomocou elektrolyt priťahujúcim, hydrofilným kryštalickým obalením sa vytvorí vodiace zariadenie oddeľujúce elektrolyt a reakčný plyn vnútri kapilárnej štrbinovej elektródy 2_, j; . Súčasne sa zosilní kapilárny účinok v tejto oblasti a pri tenkej hrúbke filmu elektrolytu sa vytvára možnosť zhotovenia veľkých konštrukčných jednotiek elektrolyzéra pre príslušne väčšie množstvá za časovú jednotku. Hydrofilná časť prvkov elektród 23 , 23a, ktorá slúži ako úsek na prepravu plynu pre prívod kyslíka na strane katódy a pre odvádzanie plynného chlóru na strane anódy, sa vytvorí taktiež vhodným kvapalinu ι8 odpudzujúcim obalením tohoto úseku povrchu prvkov elektród 23, 23a. napr. polymérovým obalením odpudzujúcim tuk alebo kvapalinu. Prúd sa privádza tu prípojnicami ležiacimi priamo na hydrof óbnej vonkajšej strane kapilárnych štrbinových elektród 2_, Preprava plynu cez elektródu sa uskutočni uprednostnené kolmo na separátor i_, t.j v smere elektrického poľa medzi anódou £ a katódou £ v spojení s vonkajsírni zbernými priestormi plynu i£. Toho sa môže aj zriecť, ako sa to ukáže na nasledujúcom ešte vysvetlenom príklade vyhotovenia vynálezu, pričom v tomto prípade odvádzanie reakčného plynu z hydrofóbnych častí kapilárnej štrbiny 22 sa robí smerom hore čelne ku kapilárnym štrbinovým elektródam 2.,
t.j. v podstate paralelne so separatorom i_.
Na obr. 2 je znázornený elektrolyzér SPE (solid polymér electrolyt), t.j. blok článokov, pozostávajúci sa z väčšieho počtu pakiet článkov s elektrolytom z pevnej látky, ktoré zase pozostávajú z dvojice elektród s kapilárnymi štrbinami ako z anódy 2. a katódy oddelených napr. membránou s elektrolytickými vlastnosťami.
Konvenčné články SPE pre elektrolýzu vody vykazujú vo všeobecnosti ako separátor nembránu s tenkou, pórovitou elektródou ako obojstranným obalením na vytvorenie anódy 2. a katódy 3.. Pre rozklad vody paket článkov sa vo všeobecnosti usporiada vodorovne a zaplaví sa vodou len na hornej stra ne. Usporiadanie má pritom kvôli malým plochám len pomerne malé výkony.
V uvedenom príklade vyhotovenia pomocou usporiadania ka pilárnych štrbinových elektród vysvetlených v spojitosti s obr. 1 a 4 a stekajúcim filmom vody sa výhodne a-veľmi kompaktne vytvorí elektrolyzér vertikálnej konštrukcie. Predpokladom pre takúto jednoduchú, kompaktnú konštrukciu, je aby prvky elektród 23 (porovnaj ako príklad obr.4), ktoré ako anóda 2. a katóda tvoria bez štrbiny na separátor i_ priliehajúce kapilárne štrbinové elektródy 2^, £ , boli priebežne elektricky vodivé, pričom zase nastane hydrofHnú reakčnú oblasť prepravy plynu ii_, 11' ( ako bolo vyššie vysvetlené)
V tomto prípade slúži hydrofilná reakčná oblasť iC, 13 kapilárnych štrbinových elektród 2_, £ (pre akumuláciu a prijímanie vody ako permeatovej kvapaliny, ktorá sa má rozkladať) vo forme filmu a zadrží tento film vody, kým hydrofóbne charakterizované oblasti prepravy plynu xi , 11 ’ kapilárnych štrbinových elektród 2_, zostanú bez vody a slúžia na oddelené odvádzanie kyslíka a vodíka. Týmto spôsobom sa dajú realizovať značne väčšie rozmery elektrolyzérov pri zníženom ohmickom odpore článku a tým bezštrbinovým priliehaním kapilárnych štrbinových elektród na membráne £ podporovaná, značne zväčšená účinnosť elektrolyzéra. Elektrolyzér SPE podľa obr. 2 vykazuje v danom prípade tri paralelné vždy z kapilárnej štrbinovej anódy 2_ a kapilárnej štrbinovej katódy £ pozostávajúce pakety článkov s medziľahlou mem bránou i_, v sériovom usporiadaní, ktoré vnútri bipolárneho bloku článkov sú vždy spojené tenkou, elektricky vodivou medzistenou 15,
Pri tomto spôsobe vyhotovenia bezprostredné prívody prúdu ku kapilárnym štrbinovým elektródam 2.,£_ ako aj priestory pre elektrolyt a bočné vonkajšie priestory na odvádzanie plynu môžu úplne odpadnúť, takže značne sa zmenší pôdorys elektrolyzéra a získa sa zvlášť kompaktný blok článkov. Aj v tomto prípade použitá čistá voda sa privádza po stranách anódy 2 cez kapilárny rozdeľovač 2.1 Takýmto spôsobom sú schopné prevádzky aj elektrolyzéry SPE. s vertikálne usporiadanými elektródami. Prebytočná voda sa dostane cez zbe rač 1S z elektrolyzéru. Steny nádoby 1 g, 2O slúžia súčasne ako prívod prúdu na strane anódy , resp. katódy
Na obr.3 je znázornený další príklad vyhotovenia v tva re bipolárneho palivového článku na výrobu prúdu v priečnom reze, pričom z hľadiska detailov konštrukcie kapilárnych štrbinových elektród, ktoré sa používajú ako anóda £ a katóda £ , zase sa odkazuje na predchádzajúce obrazy ako aj na obr.4. V tomto prípade sú tri pakety článkov pozostávajúce vždy z anódy 2_ , katódy £ a najmenej jedného separátora 1 ako aj z príslušného .prívodu elektrolytu vytvorené celkom dvomi dvojicami elektród, t.j. jednou kapilárnou štrbinovou elektródou s vnútornou, elektrolytu a separátoru privrátenou hydrof ilnou reakčnou oblasťou a dalšou hydrofóbnou oblasťou na prepravu plynu. Vnútri ležiace elektródy :··ίο'.ί 7 7 Ť o ii n 7 /j vna o ŕ ním’ mm/ŕ b/7 ŕ nJn ~i h zn I v « 7 -Z <-· L· Λ _
lasii hydrofilné a vykazujú pozdĺž ich obidvoch planparaleln\;r.h i ši nh nnvrnhnv hvrfrnfilnú r Ankrľyjú núlncň -τη < ->
tvorená hydrofóbne pre zvislú prepravu plynu. V tom prípade sa počíta v spojení s každou vonkaj šou stranou hydrof ilnej reakčnej oblasti íO kapilárnych štrbinových elektród 2,3,27. 37. vždy so separátormi i_, takže dvojice elektród 2,37,3,27, 27 3Λ vždy šú oddelené dvomi separátormi, ktoré zase vždy uzátvarajú priestor pre elektrolyt 21. Tri takýmto spôsobom vytvorené priestory pre elektrolyt 21 sú medzi sebou spojené po prúde a proti prúdu kapilárnych štrbinových anód 2_, 27 , resp. kapilárnych štrbinových katód £, 37 a cez nich prúdi zo spodu smerom hore uprednostnené elektrolyt, resp. vytvárajúca sa voda ( na obr. 3 v smere šípky). Hydrofilné reak-. čné oblasti 10, 13 anód 2., 27 a katód 3A sú zmáčavé a vytvárajií miesto pre elektrolytickú reakciu, pričom ostatné hydrofóbne oblasti pre prepravu plynu 11 slúžia ako prívod a odvod reakčných plynov palivového článku, vodíka a kyslíka.
Palivo, napr. vodík, sa privádza pod tlakom na anódy 37 a kyslík, resp. vzduch na anódy 2_, 27. Tu bližšie nevyobrazené, v spojení s vonkajšou katódou £ , resp. anódou 2_ elektricky vodivé steny nádoby 19 , 20 slúžia na odvádzanie prúdu. Zodpovedajúc prevádzkovým teplotám a použitému elektrolytu, hydrofilné reakčné oblasti íO kapilárnych štrbino-
ho striebra. U iného vyhotovenia katalyzátory sa môžu naná21 šať aj na separátory i a samotné kapilárne štrbinové elektródy 2, , 3Λ môžu slúžiť na prepravu látky ako aj na vyrovnané vedenie prúdu.
V porovnaní s príkladom vyhotovenia pre elektrolyzér vody podľa obr.2 odpadnú tu elektricky vodivé medzisteny 15 takže pakety článkov palivových článkov v spojení s viacnásobným využitím vnútorných elektród 2A, 3A, môžu mať asi o $0 h zmenšenú hrúbku.
Priemyselná využiteľnosť
Eléktrolyzérmí a spôsobom podľa vynálezu sa dajú realizovať veľmi husté nahromadené, veľkoplošné elektrolytické reaktory. okrem ich kompaktnosti dalšia výhoda týchto elektrolytických, reaktorov spočíva v tom, že majú značne nižší ohmický odpor·, než známe elektrolyzéry, takže môže sa pracovať s väčším prúdom, resp. menšou spotrebou prúdu a môže sa zlepšiť tak prenikanie látky za časovú jednotku, ako aj · účinnosť daného elektrolyzéra.
Ďalšie zväčšenie prenikania látky vzniká tým, že elektrolyzéry sa môžu prevádzkovať väčšími tlakmi.Kapilárne štrbinové elektródy sa môžu vyrábať strojové a tým veľmi efektívne. Ich stálosť je veľmi veľká, takže kapilárne štrbinové elektródy a tým aj elektrolyzéry majú dlhú životnosť.

Claims (2)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    Elektrolyzér pre elektrolytické reakcie vyvíjaj úce alebo spotrebuj úce plyn, najmä pre elektrolýzu alkalických chlórov alebo vody alebo pre palivový článok pre výrobu prúdu, obsahujúci elektrolyt a najmenej jednu dvojicu elektród oddelených najmenej jedným separátorom a obsahuj úcich najmenej jednu kapilárnu štrbinovú elektródu, vyznačujúci sa tým, že kapilárna štrbinová elektróda (2, 3, 2A, 3A) má najmenej jednu hydrof Hnú, elektrolyticky aktívnu reakčnú oblasť (íO, 13) a. hydrof óbnu, elektrolyticky neaktívnu oblasť na prepravu plynu (12, 22') pre oddelené vedenie elektrolytu alebo permeatu a reakčného plynu.
    Elektrolyzér podľa bodu 2, vyznačujúci sa tým, že hydrofil nú reakčnú oblasť (iO, 13) v blízkosti separátora (1) tvor k nemu obrátený úsek elektródy a oblasť na prepravu plynu (22, 22') dalej od separátora (2) od neho odvrátený úsek elektródy.
    Elektrolyzér podľa bodu 2 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že hydrofilné reakčná oblasť (10, 23) kapilárnej štrbinovej elektródy (2, 2A, 3, je usporiadaná bezštrbinovým spojením so separátorom (2).
    Elektrolyzér podľa nejmenej jedného, z predchádzajúcich bodov 2 a.ž 3, vyznačujúci sa tým, že kapilárna štrbinová elektróda (2, 2A, 3, 3A) pozostáva z väčšieho počtu prvkov elektród ( 23, 23a) , usporiadaných v styku so separátorom (2), vytvárajúc na separátor (2) kolmo prebiehajúce kapilárne štrbiny (22), pričom šírka (B) hydrof i Inej .reakčnej oblasti (20, 23) v kolmom smere na separátor (1) je značne ;.:e;;šic, než šírka oblasti na prepravu plynu (22, 22' ) prv ku elektródy (53, 23a ), naväzujúca na reakčnú oblasť ( — o, — 3 ) ·
    5. Elektrolyzér podľa bodu 4, vyznačujúci sa tým, že šírka (E) hydrofilnej reakčnej oblasti (10, 13) je maximálne tretinou šírky (E) kapilárnej štrbinovej elektródy (2,2η, 3, 3ú'i v kolmom smere na separátor (1).
    ú. Elektrolyzér podľa bodu 3, vyznačujúci sa tým., že kapilárna strbinová elektróda (2A, 28) pozdĺž oproti ležiacich- vonka j ších strán vykazuje dve hydrofilné reakčné oblasti (zG, 23), oddelené hydrofóbnou oblasťou na prepravu plynu (1:) v strednej časti kapilárnej štrbinovej elektródy Í2Ä, 28).
    y. Elektrolyzér podľa najmenej jedného z bodov 4 až 6, vyznačujúci sa tým, že hrúbka (d) uvedeného prvku elektródy (23, 23a) je asi O,Oi až 0,05 mm, že šírka (y) uvedenej kapilárne j ' štrbiny (22) je asi 0,05 až 0,25 asn a že hrúbka (D) uvedenej kapilárnej štrbinovej elektródy (2, 2ä,
    3,- 3ú) v kolmom smere na uvedený separátor (1) je najmenej desaťnásobkom uvedenej šírky fw) uvedenej kapilárnej štrbiny (22).
    8. Elektrolyzér podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov 1 až γ vyznačujúci sa tým, že prvky elektród (23, 23a) sú páskovite hydrof Hne a hydrofóbne obalené paralelne so separátorom (1), pričom šírka (β) úseku elektródy v blízkosti separátora je hydrof Hne obalená asi na štvrtine šírky ostatných hydrofóbne obalených prvkov elektród (23), 23η).
    q. Elektrolyzér podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov z až 8, vyznačujúci sa tým, že uvedený separátor (z) j privádzacím prvkom na privádzanie elektrolytu alebo permea tu k uvedenej kapilárnej štrbinovej elektródy (2,2.4,3,3^), najmä k hydrofilnej reakčnej oblasti (10,13), ktoré je v styk:: so separátorom (1) bez štrbiny, uvedený separátor (z) je clonou alebo membránou.
    - 24 iQ. Elektrolyzér podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov z až 9 , vyznačujúci sa tým, že anódy (2) a katódy (3) sú tvorené kapilárnymi štrbinovými elektródami (2,2^, 3,3(3} z obidvoch strán bez štrbiny na oddeľujúci separátov (1) priliehajúcou dvojicou elektród (2,2A, 3, 3A),
    11. Elektrolyzér podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov 1 až iO, vyznačujúci sa tým, že uvedený elektrolyt alebo permeat vytvára film pozdĺž hraničnej plochy uvedenej kapilárnej štrbinovej elektródy (2,2A, 3, 3A) pozdĺž .uvedeného separátora (1) v uvedenej hydrofilnej elektródy (2, 2ä, 3, 3A) a že uvedený separátov (z) a uvedené kapilárne štrbinové elektródy (2, 2A, 3, 3A) sú usporiadané vertikálne a rozdeľovacia pomôcka (6', 6,7,8,9) sa rozprestiera pozdĺž uvedeného separátora- (z) nad kapilárnymi štrbinovými elektródami (2, 2A, 3, 3A) pre elektrolyt alebo permeat vytvárajúci film medzi kapilárnými štrbinovými elektródami (2, 2A, 3, 3A) pozdĺž separátora íxb
    22, Elektrolyzér podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov 1 až zi, vyznačujúci sa tým, že sa počíta s priestorom pre privádzanie plynu a priestorom pre odvádzanie plynu (14) ležiacim zvonku priečne a/alebo axiálne nad hydrofóbnou oblasťou na prepravu plynu (zz , zz') kapilárnej štrbinovej elektródy {2 , 2A, 3, 3A).
    13. Elektrolyzér podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov z až iz , vyznačujúci sa tým, že dvojica elektród je priebežne elektricky vodivá,
    14. Elektrolyzér podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov 1 až Z3, vyznačujúci sa tým, že separátor (z) spolu s kapilárnymi elektródami, ako katódou a anódou, priliehajúcimi na ňom je vytvorený doskovite a spojený do paketu článku, pričom väčší počet bočné a vertikálne vzdialených, zvonka na kapilárne štrbinové elektródy (2,3) priliehaj úoich prípoj nie prúdu (4) vytvára podperné a dištančné prvky voči nádobe (5) na umiestnenie páke i u článku.
    13. Elektrolyzér podľa bodu 14, vyznačujúci sa tým, že obsahuje väčší počet paketov článku, pozostávajúcich vždy z dvojice kapilárnych štrbinových elektród (2,3) s medziľahlým separátorom (1) v rovinnom usporiadaní, oddelených elektricky vodivými medzistenami {15), pričom oproti ležiace vonkajšie steny (ζς>,2θ) nádoby slúžia ako prvky na privádzanie prúdu, zé. Elektrolyzér podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov 1 až 15, vyznačujúci sa tým, že medzi an ódou (2, 2ä) a katódou (3, 3A) sa počíta s priestorom pre elektrolyt (21), ktorého steny tvoria separátory (z) prepúšťajúce elektrolyt, v bezštrbinovom spojení s anódou (2,2ä) alebo katódou (3,3ä) vyhotovenou ako kapilárna štrbinová elektróda.
    zy. Elektrolyzér podľa bodu 2z , vyznačujúci sa tým, že väčší počet dvojíc elektród doskového tvaru (2, 2i\, 3, 3A) je usporiadaných za sebou a priestory pre elektrolyt (21) sú proti prúdu a/alebo po prúde dvojíc elektród (2,2^,3, 3‘.) nad a/alebo pod nimi spojité spojené.
    zS. Elektrolyzér podľa bodu zy, vyznačujúci sa tým, že kapilárna elektróda (2ň,3éJ prvej dvojice elektród (2, 2Λ,
    3, 3t\) súčasne tvorí elektródu äalšej dvojice elektród (2ň, 3A) a táto kapilárna štrbinová elektróda (2A 3A) vy kazuje pozdĺž oproti ležiacich strán v blízkosti separátora dve hydrofilné reakčné oblasti (zC, 13).
    zq. Kapilárna štrbinová elektróda pre elektrolytické reakcie vyvíjajúce alebo spotrebujúce plyn obzvlášť pre elektrolýzu alkalických chloridov alebo vody alebo ako palivový “ 2Ó článok na výrobu prúdu, s väčším počtom od seba vzdialených prvkov elektród, medzi ktorými sú vytvorenú kapilárne štrbiny, vyznačujúca sa tým, že kapilárna štrbinová elektróda (2,2A, 3, 3A) obsahuje najmenej jednu hydrofóbnu, elektrolyticky aktívnu reakčnú oblasť (10,13) a hydrofóbnu elektrolyticky neaktívnu oblasť na prepravu plyn1.·. (11, a’) pre oddelené vedenie elektrolytu alebo permeatu a reakčného plynu.
    20. Kapilárna štrbinová elektróda podľa bodu 29, vyznačujúca sa tým, že kapilárna štrbinová elektróda (2, 2A, 3, 3A), vykazuje najmenej jednu hydrofílnú, elektrolyticky aktívnu reakčnú oblasť (1O, 13) a jednu hydrofóbnu, elektrolyticky neaktívnu oblasť na prepravu plynu.
    21. Kapilárna štrbinová elektróda podľa bodov 29 alebo 20, vyznačujúca sa tým, že hrúbka (d) uvedeného prvku elektródy (23, 23a) je asi 0,0i až 0,05 mm, že šírka (W) uvedenej kapilárnej štrbiny (22) medzi prvkami elektród (22) usporiadaných v podstate vzájomne paralelne je asi 0,03 až 0,25 mm, že šírka (B) uvedenej hydroíilnej reakčnej oblasti (10, 13) uvedených prvkov elektród (23,23a) jc asi štvrtina šírky (Bj uvedených prvkov elektród (23, n o z-t ) — O / ·
    22. Kapilárna štrbinová elektróda podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov 29 až 21, vyznačujúca sa tým, že kapilárna štrbinová elektróda (2A, 2B) vykazuje pozdĺž oproti sebe ležiacich vonkajších strán dve hydrofilné reakčnú oblasti (1O, 13), oddelené hydrofóbnou oblasťou na prepravu plynu (11) v strednej časti .kapilárnej štrbinovej elektródy (2A, 2B).
    23. Spôsob elektrolýzy pre postupy v elektrolyzéroch vyvíjajúce alebo spotrebuj úce plyn s najmenej jednou dvojicou elektród, pričom najmenej jedna z elektród je kapilárnou štrbinovou elektródou, ktorá je oddelená od dalšej elektródy najmenej jedným separátorom, pre elektrolyzér podľa bodu 2, vyznačujúca sa tým, že elektrolyt alebo permeat a vznikajúci alebo spotrebovaný reakčný plyn sa vedie oddelene vnútri kapilárnej štrbinovej elektródy (2, 2Λ, 3, 3A) a elektrolyt neovplyvní prepravu plynu a prepravu plynu neovplyvní elektrolyt ickú reakciu.
    Postup podľa bodu 23, vyznačuj úd sa tým, že v kapilárnej štrbinovej elektróde (2, 2á, 3, 3/J sa vytvorí k separátom obrátená, elektrolytom naplnená, hydrof ilná reakčná oblasť (iO, 13/, ako aj väčšiu časť kapilárnej štrbinovej elektródy (2, 2á, 3, 3m) obsahujúca oblasť na prepravu plynu (11, 22') v podstate bez elektrolytu a reakčný plyn sa privádza v podstate zvisle a/alebo paralelne so separátorom (2) cez hydrofóbne oblasti na prepravu plynu (22,
    22 ') kapilárnej štrbiny (22) kapilárnej štrbinovej elektródy' (2, 2Λ, 3, 3Λ) v podstate bez elektrolytu do jej elektrolytom naplnenej , hydrofilnej reakčnej oblasti (2O, 23), alebo sa odvádza cez túto z elektrolytom naplnenej hydrof ilnej reakčnej oblasti (10, 13).
    Postup podľa bodu 23 alebo 24, vyznačujúci sa tým, že eletrolyt alebo permeat sa privádza len do vnútornej hydrofilnej reakčnej oblasti (20, 23) ležiacej na separátore (2) a potom sa kapilárne rozšíri v hydrofilnej kapilárnej oblasti (1C, 23), kým hydrofóbna oblasť na prepravu plynu (22, 22') odvrátená od separátom (1) v podstate sa udržuje bez elektrolytu.
    Pestro vedľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov
    23 až 25, vyznačujúci sa tý;.;, že 'uvedený elektrolyt alebo permeat sa privádza k uvedenej kapilárnej štrbinovej elektróde (2, 2ύ, 3, 3Λ) cez uvedený separátor (2) v sme28 re v podstate kolmom na smer prepravy uvedeného reakčného plynu pozdĺž uvedeného separátora (z), uprednostnené ako stekajúci film, k uvedenej elektrolyt prijímajúcej hydrofiInej reakčnej oblasti (10,13) uvedenej kapilárnej štrbinovej elektródy.
  2. 2y. Postup podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov 23 až 26, vyznačujúci sa tým, že elektrolyt sa dopraví do priestoru pre elektrolyt (21) nachádzajúceho sa medzi anódou (2, 2A) a katódou (3, 3A) a privádza sa cez ako elektrolyt prepúšťajúci separátor (1) vytvorenú stenu priestoru pre elektrolyt (21) na kapilárnu štrbinovú elektródu 2, 2A, 3, 3A} navrhovanú ako anóda a/alebo katóda.
    28. Postup podľa bodu 2y, vyznačujúci sa tým, že uvedený elektrolyt sa privádza cez príslušný separátor (1) z obidvoch strán k uvedeným kapilárnym štrbinovým elektródam (2A, 3A) majúcim príslušnú hydrof Hnú reakčnú oblasť pozdĺž protilahlých vonkajších strán a že elektrolyt alebo permeat, najmä vody , sa privádza na uvedenú kapilárnu štrbinovú elektródu (2,3) formou stekajúceho filmu po povrchu uvedeného separátora, kým uvedený elektroly alebo permeat sa privádza na povrch uvedeného separátora (1) zhora v blízkosti hornej strany uvedenej kapilárnej štrbinovej elektródy (2, 3) a uvedený reakčný plyn sa vypäšťa alebo odvádza cez oblasti uvedenej kapilárnej elektródy (2, 2A, 3, 3A), ktoré sú bez elektrolytu, najmä po strane uvedenej kapilárnej štrbinovej elektródy (2, 3) odvrátenej od uvedeného separátora (1).
    2Q. Postup podľa najmenej jedného z predchádzajúcich bodov 23 až 28, vyznačujúci sa tým, že stekajúci film elektrolytu alebo permeatu privádzaný na kapilárnu štrbinovú elektródu (2, 3) zhora, sa rozšíri na celú so separáto29 rc;:: (z) susediacu stranu kapilárnej štrbinovej elektródy (c, 2ΰ, 3, 3?ý a udržuje sa v tejto forme a že reakčný plyn sa odvádza, resp. privádza cez kapilárnu štrbi hu (22) kapilárnej štrbinovej elektródy (2, 3) bez elekirolytu alebo permeatu, najmä vody, v podstate kolmo :-i separátor (z).
SK1466-93A 1991-06-22 1992-06-22 Electrolyzer and capillary slit electrode for gas-developing or gas-consuming electrolytic reactions and electrolyzing method SK146693A3 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4120679A DE4120679C2 (de) 1991-06-22 1991-06-22 Elektrolyseverfahren und Elektrolysezelle für gasentwickelnde oder gasverbrauchende elektrolytische Prozesse
PCT/EP1992/001402 WO1993000459A1 (de) 1991-06-22 1992-06-22 Elektrolysezelle sowie kapillarspaltelektrode für gasentwickelnde oder gasverbrauchende elektrolytische reaktionen und elektrolyseverfahren hierfür
CN92110051A CN1083130A (zh) 1991-06-22 1992-08-26 用于产气式耗气式电解反应的电解槽及毛细狭缝电极及其电解方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK146693A3 true SK146693A3 (en) 1994-07-06

Family

ID=36790876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1466-93A SK146693A3 (en) 1991-06-22 1992-06-22 Electrolyzer and capillary slit electrode for gas-developing or gas-consuming electrolytic reactions and electrolyzing method

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5650058A (sk)
EP (1) EP0591293B1 (sk)
JP (1) JPH06507450A (sk)
CN (1) CN1083130A (sk)
AT (1) ATE135059T1 (sk)
AU (1) AU662002B2 (sk)
BR (1) BR9206188A (sk)
CA (1) CA2111689A1 (sk)
CZ (1) CZ282393A3 (sk)
DE (2) DE4120679C2 (sk)
DK (1) DK0591293T3 (sk)
ES (1) ES2087538T3 (sk)
FI (1) FI935809A0 (sk)
HU (1) HUT65967A (sk)
NO (1) NO934701L (sk)
RU (1) RU2074266C1 (sk)
SK (1) SK146693A3 (sk)
WO (1) WO1993000459A1 (sk)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19622744C1 (de) * 1996-06-07 1997-07-31 Bayer Ag Elektrochemische Halbzelle mit Druckkompensation
US6863790B1 (en) * 1997-02-06 2005-03-08 Board Of Regents University Of Texas System Sheathless interface for capillary electrophoresis/electrospray ionization-mass spectrometry using an in-capillary electrode
JP3561130B2 (ja) * 1997-11-07 2004-09-02 ペルメレック電極株式会社 過酸化水素製造用電解槽
US6464854B2 (en) * 1997-12-16 2002-10-15 Lynntech, Inc. Water sources for automotive electrolyzers
US6024848A (en) * 1998-04-15 2000-02-15 International Fuel Cells, Corporation Electrochemical cell with a porous support plate
US6151969A (en) * 1998-07-14 2000-11-28 Southwest Research Institute Electromechanical and electrochemical impedance spectroscopy for measuring and imaging fatigue damage
US6368473B1 (en) 1998-08-25 2002-04-09 Nagakazu Furuya Soda electrolytic cell provided with gas diffusion electrode
US6368472B1 (en) 1998-11-04 2002-04-09 Mcguire Byron Duvon Electrolytic chemical generator
US6761808B1 (en) 1999-05-10 2004-07-13 Ineos Chlor Limited Electrode structure
US20040108204A1 (en) 1999-05-10 2004-06-10 Ineos Chlor Limited Gasket with curved configuration at peripheral edge
DE19949347A1 (de) 1999-10-13 2001-04-19 Basf Ag Brennstoffzelle
AU2002349016A1 (en) * 2001-11-26 2003-06-10 Merck Patent Gmbh Field generating membrane electrode
US20080022514A1 (en) * 2004-10-08 2008-01-31 Harlan Anderson Method of making a solid oxide fuel cell having a porous electrolyte
ES2699091T3 (es) * 2010-12-08 2019-02-07 Airbus Defence & Space Gmbh Procedimiento de electrólisis y células electrolíticas
US9708719B2 (en) 2010-12-10 2017-07-18 Aquahydrex Pty Ltd Multi-layer water-splitting devices
US8562810B2 (en) 2011-07-26 2013-10-22 Ecolab Usa Inc. On site generation of alkalinity boost for ware washing applications
BR112014031220A2 (pt) 2012-06-12 2017-06-27 Univ Monash estrutura de eletrodo com capacidade de respiração e método e sistema para uso em separação da água
ITMI20121736A1 (it) * 2012-10-16 2014-04-17 Industrie De Nora Spa Cella di elettrolisi di soluzioni alcaline
AU2014295913A1 (en) 2013-07-31 2016-02-11 Aquahydrex Pty Ltd Method and electrochemical cell for managing electrochemical reactions
US9909223B1 (en) 2014-08-04 2018-03-06 Byron Duvon McGuire Expanded metal with unified margins and applications thereof
RU2647841C2 (ru) * 2016-08-11 2018-03-21 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва (ПАО "РКК "Энергия") Электролизёр воды и способ его эксплуатации
IT201600123656A1 (it) * 2016-12-06 2018-06-06 Industrie De Nora Spa Struttura di supporto elettrodica per celle elettrolitiche coassiali
CN108385126A (zh) * 2018-05-24 2018-08-10 张维国 一种半开敞膜式电解槽
CN113677829A (zh) 2019-02-01 2021-11-19 阿酷海德里克斯公司 具有限制电解质的电化学系统
CN112680729B (zh) * 2020-11-23 2022-10-14 重庆大学 一种毛细管或异型管内表面导电电极防短路方法
CN114657586B (zh) * 2022-04-29 2024-09-27 上海正帆科技股份有限公司 一种电解水的电极组件以及装置
WO2025007181A1 (en) * 2023-07-05 2025-01-09 Hysata Pty Ltd Improvements to electro-synthetic or electro-energy cells
CN118028856B (zh) * 2024-02-06 2024-08-02 三碳(安徽)科技研究院有限公司 一种具有植物维管束仿生结构的零间隙电解槽

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB128436A (en) * 1918-07-17 1919-06-26 Alexander Thomas Stuart Improvements in and relating to Electrolytic Cells.
CH597371A5 (sk) * 1975-04-25 1978-03-31 Battelle Memorial Institute
US4260469A (en) * 1978-09-05 1981-04-07 The Dow Chemical Company Massive dual porosity gas electrodes
US4341606A (en) * 1978-09-05 1982-07-27 The Dow Chemical Co. Method of operating electrolytic cells having massive dual porosity gas electrodes
GB8326170D0 (en) * 1983-09-29 1983-11-02 Int Research & Dev Co Ltd Electrochemical cell
DE3401637A1 (de) * 1984-01-19 1985-07-25 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zum elektrolysieren von fluessigen elektrolyten
DE3401636A1 (de) * 1984-01-19 1985-07-25 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Elektrochemisches verfahren zur behandlung von fluessigen elektrolyten
GB8407871D0 (en) * 1984-03-27 1984-05-02 Ici Plc Electrode and electrolytic cell
DE3786943T2 (de) * 1986-03-07 1994-03-17 Nagakazu Furuya Gasdurchlässige Elektrode.
BR8707943A (pt) * 1986-11-20 1990-02-13 Fmc Corp Celula eletrolitica para reduzir oxigenio a peroxido de hidrogenio,artigo de fabricacao utilizavel para sua construcao e processo para fabricar um catodo de difusao de gas
EP0360536B1 (en) * 1988-09-19 1997-09-24 H-D Tech Incorporated Cell and method of operating a liquid-gas electrochemical cell
DK0479840T3 (da) * 1989-06-23 1996-01-02 Arnold Gallien Elektrolysecelle til gasudviklende elektrolytiske processer
US5087344A (en) * 1990-09-26 1992-02-11 Heraeus Elektroden Gmbh Electrolysis cell for gas-evolving electrolytic processes
DE4119836A1 (de) * 1991-06-12 1992-12-17 Arnold Gallien Elektrolysezelle fuer gasentwickelnde bzw. gasverzehrende elektrolytische prozesse sowie verfahren zum betreiben der elektrolysezelle

Also Published As

Publication number Publication date
HUT65967A (en) 1994-08-29
DE4120679A1 (de) 1993-01-14
DE59205615D1 (de) 1996-04-11
NO934701D0 (no) 1993-12-20
US5650058A (en) 1997-07-22
NO934701L (no) 1994-02-22
DK0591293T3 (da) 1996-07-22
AU662002B2 (en) 1995-08-17
HU9303530D0 (en) 1994-04-28
ES2087538T3 (es) 1996-07-16
FI935809A (fi) 1993-12-22
BR9206188A (pt) 1995-03-28
AU2018692A (en) 1993-01-25
CA2111689A1 (en) 1993-01-07
CN1083130A (zh) 1994-03-02
ATE135059T1 (de) 1996-03-15
CZ282393A3 (en) 1994-11-16
RU2074266C1 (ru) 1997-02-27
JPH06507450A (ja) 1994-08-25
DE4120679C2 (de) 1995-11-09
WO1993000459A1 (de) 1993-01-07
EP0591293B1 (de) 1996-03-06
EP0591293A1 (de) 1994-04-13
FI935809A0 (fi) 1993-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK146693A3 (en) Electrolyzer and capillary slit electrode for gas-developing or gas-consuming electrolytic reactions and electrolyzing method
KR100393947B1 (ko) 압력보상식전기화학전지
US5104497A (en) Electrochemical process for treating liquid electrolytes
JP3271987B2 (ja) 圧力補正を伴う電気化学半電池
JPS6024186B2 (ja) アルカリ金属のハロゲン化物の電解法
EP1033419A1 (en) Soda electrolytic cell provided with gas diffusion electrode
TW557331B (en) Unit cell for alkali chloride metal aqueous solution electrolytic tank
JPS6410597B2 (sk)
JP3303909B2 (ja) 電気化学的半電池
PL177633B1 (pl) Układ płaski elektrod do elektrolitycznego procesu wytwarzania gazu w ogniwie z membraną lub z diafragmą
RU2215064C2 (ru) Электролизер для получения газообразных галогенов
US5938901A (en) Liquid permeation-type gas-diffusion electrode
US5879521A (en) Gas-diffusion cathode and salt water electrolytic cell using the gas-diffusion cathode
CA1259582A (en) Process for electrically separating individual electrolyte spaces of a pile of bipolar electrochemical cell
US5480515A (en) Electrolysis cell and method for gas-developing or gas-consuming electrolytic processes
TWI359523B (en) Electrochemical cell
CA1096936A (en) Support frame for electrolyte chambers in electrochemical cells and water depletion cells
US20020079216A1 (en) Bifurcated electrode of use in electrolytic cells
US4744873A (en) Multiple compartment electrolytic cell
EP0156795A1 (en) Compartmentalized cathode cell
CN113321271A (zh) 波浪水流式电解槽
WO2001036715A2 (en) A cell element for electrolytic cell, electrolytic cell and electrolytic process