CN102459709A - 安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽,其具有阳极、离子交换膜和配置有气体扩散电极的阴极室,其中,上述离子交换膜和配置有上述气体扩散电极的阴极室内部空间通过液体保持构件进行划分,并为以下结构的任意一种:上述液体保持构件的外周部被保持在垫片或构成上述阴极室的阴极室框体中所形成的空隙处、或上述液体保持构件的外周部和外周部端面被进行了封口处理、或上述液体保持构件的外周部与垫片接合而进行了一体化。
Description
技术领域
本发明涉及在食盐水等的碱金属氯化物水溶液的电解等中使用的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽,特别适合于二室法安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽。
背景技术
设置有气体扩散电极的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽作为在气体扩散电极与从外部导入的气体进行反应由此使电解电压减少的单元而被利用。
在阴极使用气体扩散电极的碱金属氯化物水溶液的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中,向阳极室供给氯化碱水溶液,在阳极生成氯气。另一方面,向阴极室供给含氧气体,在气体扩散电极还原氧,并且生成碱金属氢氧化物水溶液。
当停止电解槽的运转时,停止氯的产生反应以及氧的还原反应,但在作为阳极液的碱金属氯化物水溶液中溶解有氯,因此阳极和阳极室的电位保持氯产生电位。另一方面,由于气体扩散电极和阴极室处于与碱金属氢氧化物水溶液和含氧气体接触的条件,所以气体扩散电极和阴极气体室的电压电位保持氧还原电位。
可是,在停止了运转的情况下,虽然在阳极室中残留有阳极液,但在阴极室中没有碱金属氢氧化物水溶液的生成,因此在阴极室侧,仅有保持在亲水层的微量的碱金属氢氧化物水溶液。
当按照阳极室和阴极室之间的浓度梯度,阳极室中的阳极液在离子交换膜中转移并浸入到阴极室时,阴极液置换为阳极液。
本来,阴极室由具有对碱性的碱金属氢氧化物水溶液充分的耐腐蚀性的材料制造,但对例如酸性至中性的范围的碱金属氯化物水溶液耐腐蚀性不充分。
作为在以离子交换膜划分具备气体扩散电极的阴极室和阳极室的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中,在电解槽的运转停止时防止阴极室腐蚀、或催化剂恶化的电解槽的保护方法,提出了如下这样的方案:通过停止向阴极室供给含氧气体,并且,在阴极室中以碱金属氢氧化物水溶液置换含氧气体氛围,从而保护安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-300510号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,虽然现有技术是能应对安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽在运转停止状态中产生的各种问题的方案,但在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转停止时,需要进行停止向阴极室内供给含氧气体的操作和随后在阴极室内以碱金属氢氧化物水溶液进行置换的操作,并且,不会在运转停止的同时立即开始阴极室的保护。
用于解决课题的方案
本发明是一种安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽,其具有阳极、离子交换膜和配置有气体扩散电极的阴极室,其中,所述离子交换膜和配置有所述气体扩散电极的阴极室内部空间通过液体保持构件进行划分,并为以下结构的任意一种:所述液体保持构件的外周部被保持在垫片或构成所述阴极室的阴极室框体中所形成的空隙处、或所述液体保持构件的外周部和外周部端面被进行了封口处理、或所述液体保持构件的外周部与垫片接合而进行了一体化。
在所述的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中,所述液体保持构件是在内部保持液体的亲水性构件。
此外,在所述的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中,所述亲水性构件是碳纤维的织物或碳纤维的无纺布。
在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中,所述液体保持构件通过在所述液体保持构件与阴极室框体之间配置的垫片来夹持所述液体保持构件的周缘部。
在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中,所述液体保持构件通过在所述液体保持构件与离子交换膜之间配置的垫片来夹持所述液体保持构件的周缘部。
发明效果
在本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中,离子交换膜和具有气体扩散电极的阴极室内部空间之间通过液体保持构件划分,因此在停止安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转时,能防止从阳极室通过离子交换膜转移的阳极液到达到阴极室壁面等,能长期维持安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的性能。
附图说明
图1是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的图,是剖面图。
图2是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的剖面图。图2A是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的一个实施方式的剖面图。图2B是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图。图2C是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图。各个剖面图是仅示出在图1中说明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的上部的局部剖面图。
图3是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的剖面图。图3A是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的一个实施方式的剖面图。图3B是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图。图3C是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图。各个剖面图是仅示出在图1中说明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的上部的局部剖面图。
图4是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的剖面图。图4A是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的剖面图,是仅示出在图1中说明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的上部的局部剖面图。此外,图4B是放大图4A的A的部分来进行说明的图。
具体实施方式
本发明发现通过在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中在离子交换膜和配置有气体扩散电极的阴极室内部空间之间利用液体保持构件进行划分,从而在停止安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转时,能够防止因从阳极室向阴极室按照浓度梯度在离子交换膜中转移的阳极液而导致阴极室内部受到损伤。
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的图,是剖面图。
举出隔着离子交换膜将单一的阳极室和单一的阴极室层叠的在食盐水的电解中使用的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽为例进行说明。
图1是以与电极面垂直的面切断安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的剖面图。
安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1被离子交换膜10划分为阳极室20和阴极室30,其被称为二室法安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽。
在阳极室20中设置有阳极211,在内部作为阳极液213而填充有食盐水,在阳极室20下部设置有阳极液入口215。
此外,在阳极室上部设置有利用电解而浓度降低的阳极液以及气体出口217,阳极室框体219隔着阳极室侧垫片221与离子交换膜10层叠。
另一方面,在离子交换膜10的和阳极室20相反侧的面设置有阴极室30,在阴极室内设置有气体扩散电极313。
在包含气体扩散电极313的阴极室内部空间301和离子交换膜10之间配置有液体保持构件311。
液体保持构件311在被越过液体保持构件311的外周部向外侧延伸的阴极室侧垫片325夹持时,被保持在阴极室侧垫片所形成的空隙325a,并保持气密。
在本发明中,形成于垫片的空隙如在图1中说明的那样,意味着在被垫片夹持时垫片部分地变形而形成的凹部、或预先设置于垫片的凹部。
像这样,液体保持构件311的包含其与阴极室框体323的层叠部、或端面的全部的部分不会露出到安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1的外侧空间中,因此能防止通过液体保持构件311的气体、或液体的泄漏。
此外,在气体扩散电极313的面向液体保持构件311的一侧的相反面,配置有以线材等制作的在内部设置有气体通过的空间的弹性构件315。
弹性构件315使气体扩散电极313、液体保持构件311与离子交换膜10侧紧贴,在阴极室内形成阴极气体室317,该弹性构件315与阴极室30的背面板327接触,在气体扩散电极313和背面板327之间形成通电电路。
当一边向本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1的阳极室20供给碱金属氯化物水溶液,向阴极室30的阴极气体室317从氧入口319供给含氧气体,一边在阳极211和气体扩散电极313间通电时,在气体扩散电极313处从液体保持构件311侧供给碱金属氢氧化物水溶液的水分,此外从相反面的阴极气体室317侧供给含氧气体,在气体扩散电极313内进行碱金属氢氧化物水溶液的生成反应。
将生成的碱金属氢氧化物水溶液利用浓度梯度转移至液体保持构件311来进行吸收、保持,并且在液体保持构件311内部、气体扩散电极313的阴极气体室侧流下,从阴极气体室出口321排出。
在阴极室的阴极气体室317存在高浓度氧、水蒸气、碱金属氢氧化物水溶液的雾(mist),温度达到90℃前后,因此在阴极室的结构构件中使用镍、镍合金等。此外,对弹性构件也使用耐腐蚀性优越并且导电性大的金属材料,使用镍、高镍合金。
在本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1中进行电解反应的情况下,气体扩散电极313的电位与氧还原电位相比低过电压的量。在停止电解的情况下,与氧还原电位相等,因此当和进行电解时比较电位高。
在这样的条件下,即使是镍类构件,当氧存在时阴极室30内壁面、以及弹性构件315等的腐蚀也会发生。
此外,当碱金属氯化物水溶液从阳极室20通过离子交换膜10转移到达到阴极室30时,阴极气体室317的内部从碱性变化成中性,进而因碱金属氯化物等的存在而导致阴极室30的内壁面、背面板327、以及弹性构件315的腐蚀产生。
在本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1中,离子交换膜10和配置有气体扩散电极313的阴极室内部空间301通过液体保持构件311进行划分。
其结果是,即使在运转停止时,在阴极室内部空间301和离子交换膜10之间也存在液体保持构件311,因此即使填充到阳极室20中的阳极液按照浓度梯度在离子交换膜10中转移到达到阴极室30侧,也会在液体保持构件311中存积,其结果是,能防止阴极室30的内壁面或弹性构件315受到损伤。
图2是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图,图2A、图2B、图2C分别是仅表示在图1中示出的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的上部的局部剖面图。
在图2A示出的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1中,在阴极室30中具有气体扩散电极313,与离子交换膜10相接配置的液体保持构件311的上部安装在设置于阴极室侧垫片325的阴极室内部一侧的空隙325a,在上述阴极室侧垫片325的和离子交换膜10相反侧的面,配置有阴极室框体323。此外,在气体扩散电极313的背面配置有弹性构件315。
另一方面,在离子交换膜10的阳极室20侧,配置有阳极室侧垫片221、阳极室框体219并层叠为一体。
在阴极室内部空间301和离子交换膜10之间,通过液体保持构件311完全划分,并且液体保持构件311的外周部的一面与离子交换膜紧贴,其它的全部面通过阴极室侧垫片325的空隙325a保持,因此不存在从多孔质的液体保持构件311向外部空间连接的通路,安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1保持气密。
在以上的说明中,举出了在垫片中形成相当于液体保持构件的厚度的台阶差部来安装垫片的例子,但代替台阶差部而形成能安装液体保持构件的槽也可。
像这样,在垫片中形成安装用的台阶差部或槽的情况下,即使在作为液体保持构件而使用厚度厚的构件的情况下,也能可靠地防止来自与液体保持构件的层叠面或液体保持构件的外周部的端面等的液体、气体的泄漏,因此在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转停止中,能防止阴极气体室内部的腐蚀,能长期地维持电解槽的性能。
图2B是说明另一实施方式的仅示出电解槽的上部的局部剖面图。
在图1或图2A中说明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1中,在阴极室30中具有气体扩散电极313,在阴极室侧垫片325的与离子交换膜10相接的一侧,密封液体保持构件311的周围,与此相对,在图2B中示出的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1中,在该液体保持构件311和阴极室框体323之间设置有密封部。此外,在气体扩散电极313的背面配置有弹性构件315。
另一方面,在离子交换膜10的阳极室20侧,配置有阳极室侧垫片221、阳极室框体219并层叠为一体。
在该例中,在液体保持构件311的厚度小的情况下,通过以阴极室侧垫片325夹持液体保持构件311,从而由阴极室侧垫片325导致液体保持构件311变形,形成空隙325a,因此不用设置安装液体保持构件311的台阶差部、或槽,就能由阴极室侧垫片325来对包含液体保持构件311的端面的外周部进行封口。
另一方面,在液体保持构件311的厚度厚的情况下,和在图2A中示出的情况同样地,通过在阴极室侧垫片325预先形成空隙325a来安装液体保持构件311,从而能将阴极室内部空间301和离子交换膜10之间由液体保持构件311完全划分,因此不存在从多孔质的液体保持构件311向外部空间连接的通路,安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1保持气密。
此外,在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转停止中,能防止阴极气体室内部的腐蚀,能长期维持电解槽的性能。
图2C是说明安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的仅示出其上部的局部剖面图。
在图2B中说明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1中,在阴极室侧垫片325的阴极室框体323侧配置液体保持构件311的外周部,与此相对,在图2C示出的例子中,在阴极室30中具有气体扩散电极313,除了阴极室侧垫片325之外,还在阴极室框体323侧设置阴极室框体侧垫片326,以垫片夹住液体保持构件311两面的外周部,能利用由夹持而在垫片中形成的空隙来保持气密。
此外,在气体扩散电极313的背面配置有弹性构件315。另一方面,在离子交换膜10的阳极室20侧,配置有阳极室侧垫片221、阳极室框体219并层叠为一体。
此外,和图2A同样地,在阴极室框体侧垫片326的面向阴极室侧垫片的一侧,预先形成空隙326a,在空隙326a安装并层叠液体保持构件311的外周部也可。
在图2C中示出的例子中,能提供一种液体保持构件311的外周部由阴极室侧垫片325和阴极室框体侧垫片326两者覆盖,使液体保持构件311的气密性的保持更可靠的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽。
图3是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图,图3A、图3B、图3C分别是表示在图1中示出的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的上部的局部剖面图。
在图2A示出的电解槽中,安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1在阴极室侧垫片325的阴极室框体323侧形成空隙325a,在空隙325a安装液体保持构件311的外周部,与此相对,在图3A中示出的电解槽是如下这样的电解槽:在阴极室30中具有气体扩散电极313,在其背面配置弹性构件315,并且,在阴极室框体323形成空隙323a,在空隙323a安装并层叠液体保持构件311的外周部。
另一方面,在离子交换膜10的阳极室20侧,配置阳极室侧垫片221、阳极室框体219并层叠为一体。
其结果是,液体保持构件311的一面被阴极室侧垫片325密封,并且其它的全部面被形成在阴极室框体323的空隙323a覆盖,因此即使是由厚度厚的多孔质体构成的液体保持构件311,也能容易地堵塞向外部空间连接的通路,因此安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1保持气密。此外,在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转停止中,能防止阴极气体室内部的腐蚀,能长期地维持电解槽的性能。
图3B是说明本发明的另一实施方式的图。
在此之前说明的实施方式中,全部液体保持构件311的外周部被垫片夹持,包含端面地保持气密。与此相对,在图3B示出的电解槽中,在阴极室30中设置气体扩散电极313,并且阴极室侧垫片325具有向阴极室内部空间301延伸的垫片延长部325c。而且,垫片延长部325c和液体保持构件311在接合部325d中被结合。此外,和其它实施方式的例子同样地,在气体扩散电极313的背面配置有弹性构件315。
另一方面,在离子交换膜10的阳极室20侧,配置有阳极室侧垫片221、阳极室框体219并层叠为一体。
其结果是,液体保持构件311全部位于阴极室内部空间301。其结果是,和其它实施方式的例子同样地,在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转停止中,能防止阴极气体室内部的腐蚀,能长期地维持电解槽的性能。
图3C是说明另一实施方式的图。
在此之前说明的实施方式中,所有气体扩散电极313均比阴极室框体323所形成的空间小,与此相对,在图3C示出的电解槽中,液体保持构件311和气体扩散电极313一起延伸至在阴极室侧垫片325形成的空隙325a并安装在空隙中。此外,在气体扩散电极313的背面配置有弹性构件315。
另一方面,在离子交换膜10的阳极室20侧,配置有阳极室侧垫片221、阳极室框体219并层叠为一体。
离子交换膜10和阴极室内部空间301通过周缘部被密封的安装在垫片的空隙处的液体保持构件311进行划分,因此不存在从液体保持构件311向外部空间连接的通路,安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1保持气密。此外,在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转停止中,能防止阴极气体室内部的腐蚀,因此能长期地维持电解槽的性能。
图4是说明本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的图,图4A是仅表示在图1中示出的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的上部的局部剖面图。图4B是放大图4A的A的部分来进行说明的图。
在图1A、图1B、图1C或图2A中说明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1中,在阴极室30中具有气体扩散电极313,在阴极室侧垫片325的与离子交换膜10相接的一侧,密封液体保持构件311的周围,与此相对,在图4A示出的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1中,在液体保持构件311的外周部的与垫片相接的面311a以及外周部的端面311b形成有封口部312。此外,在气体扩散电极313的背面配置有弹性构件315。
另一方面,在离子交换膜10的阳极室20侧,配置有阳极室侧垫片221、阳极室框体219并层叠为一体。
在对液体保持构件311投影阴极室框体323的与垫片相接的部分的部分,形成保持液体的空隙被封口处理的封口部312。因此,即使在以和阴极室框体323、或阴极室侧垫片325同样的大小形成液体保持构件的外形并进行层叠的情况下,也能防止从层叠面的端面的液体、气体的泄漏。
像这样,当在液体保持构件311形成封口部时,电解槽组装时的液体保持构件311和阴极室侧垫片325的对位容易,能提供一种组装容易的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽。
封口部312能通过在液体保持构件的外周部浸透液状构件之后硬化而形成。作为液状构件,能列举出液状橡胶、硅酮类密封剂材料。
以下,示出实施例、比较例来说明本发明。
实施例
实施例1
在阳极室框体上层叠有效电极面积为宽度620mm、高度1220mm的食盐水电解用阳极(培尔梅烈克电极制)和离子交换膜(旭化成化学制 Aciplex F4403),在离子交换膜面,将作为液体保持构件的比垫片的内尺寸大5mm的、宽度为630mm、高度为1230mm、厚度为0.4mm的碳纤维布(卓尔泰克公司制)与离子交换膜层叠,进而在碳纤维布上,层叠有效电极面积为宽度620mm、高度1220mm的食盐电解用气体扩散电极(培尔梅烈克电极制),在气体扩散电极上,作为弹性构件,以卷绕宽度0.4mm、卷绕直径6mm呈线圈状地配置4个线径0.17mm的镍线。接着,层叠与阴极室框体的层叠面的宽度为40mm的垫片,制作以垫片密封碳纤维布的周围的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽。
以阳极室的浓度为150~220g/l的方式供给食盐水,在阴极室中供给含氧气体,在80℃,将电流密度保持在3kA/m2,将氢氧化钠水溶液浓度保持在32~34质量%,在以连续运转期间37~88天、运转停止期间1~3天的运转模式进行合计运转天数300天、合计运转停止天数56天的运转之后,对电解槽进行解体时,阴极室框体的与垫片的层叠面不发生腐蚀。
比较例1
除了将液体保持构件的大小设成比垫片的内尺寸小5mm、将液体保持构件安装在离子交换膜和气体扩散电极之间的方面之外,和实施例1同样地制作安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽。
接着,鉴于在运转停止期间会发生阴极室内的腐蚀,如以下那样,使运转停止期间变化进行运转,以确认腐蚀发生的有无。
在以连续运转期间38~110天、运转停止期间1~24天的运转模式进行合计运转天数265天、合计停止天数162天的运转之后,对电解槽进行解体时,在阴极室框体的内表面发生了点腐蚀。此外,在阴极室框体的与垫片的层叠面的1/4的部分发生了腐蚀。
产业上的可利用性
在本发明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中,将离子交换膜和包含气体扩散电极的阴极室内部空间之间以液体保持构件进行划分,因此即使在电解槽的运转停止时,按照浓度梯度在离子交换膜中转移并到达到阴极室的阳极液也不会腐蚀阴极室内的各结构构件,能长期地维持安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的性能。
附图标记的说明
1 安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽;10 离子交换膜;20 阳极室;30 阴极室;211 阳极;213 阳极液;215 阳极液入口;217 阳极液以及气体出口;219 阳极室框体;221 阳极室侧垫片;301 阴极室内部空间;311 液体保持构件;311a 与外周部的垫片相接的面;311b 外周部的端面;312 封口部;313 气体扩散电极;315 弹性构件;317 阴极气体室;319 氧入口;321 阴极气体室出口;323 阴极室框体;323a 空隙;325 阴极室侧垫片;325a 空隙;325c 垫片延长部;325d 接合部;326 阴极室框体侧垫片;326a 空隙;327 背面板。
Claims (5)
1.一种安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽,其具有阳极、离子交换膜和配置有气体扩散电极的阴极室,其特征在于,
所述离子交换膜和配置有所述气体扩散电极的阴极室内部空间通过液体保持构件进行划分,并为以下结构的任意一种:所述液体保持构件的外周部被保持在垫片或构成所述阴极室的阴极室框体中所形成的空隙处、或所述液体保持构件的外周部和外周部端面被进行了封口处理、或所述液体保持构件的外周部与垫片接合而进行了一体化。
2.根据权利要求1所述的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽,其特征在于,
所述液体保持构件是在内部空间中保持液体的亲水性构件。
3.根据权利要求2所述的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽,其特征在于,
所述亲水性构件是碳纤维的织物或碳纤维的无纺布。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽,其特征在于,
所述液体保持构件通过在所述液体保持构件与阴极室框体之间配置的垫片来夹持所述液体保持构件的周缘部。
5.根据权利要求1至3的任一项所述的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽,其特征在于,
所述液体保持构件通过在所述液体保持构件与离子交换膜之间配置的垫片来夹持所述液体保持构件的周缘部。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104812951A (zh) * | 2012-12-05 | 2015-07-29 | 东丽株式会社 | 碳纤维无纺布和使用了其的固体高分子型燃料电池的气体扩散电极、固体高分子型燃料电池、碳纤维无纺布的制造方法以及复合片材 |
CN111279017A (zh) * | 2017-09-29 | 2020-06-12 | 蒂森克虏伯伍德氯工程有限公司 | 电解装置 |
CN111699281A (zh) * | 2018-03-27 | 2020-09-22 | 株式会社德山 | 隔膜-垫片-防护构件复合体、电解元件及电解槽 |
CN114144606A (zh) * | 2019-07-19 | 2022-03-04 | 迪诺拉永久电极股份有限公司 | 电解槽用密封垫及使用该电解槽用密封垫的电解槽 |
TWI770320B (zh) * | 2017-12-05 | 2022-07-11 | 日商德山股份有限公司 | 鹼性水電解用膜-電極-墊片複合體 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9200375B2 (en) | 2011-05-19 | 2015-12-01 | Calera Corporation | Systems and methods for preparation and separation of products |
TWI633206B (zh) | 2013-07-31 | 2018-08-21 | 卡利拉股份有限公司 | 使用金屬氧化物之電化學氫氧化物系統及方法 |
EP3195395A1 (en) | 2014-09-15 | 2017-07-26 | Calera Corporation | Electrochemical systems and methods using metal halide to form products |
US10266954B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-04-23 | Calera Corporation | Electrochemical, halogenation, and oxyhalogenation systems and methods |
US10619254B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-04-14 | Calera Corporation | Electrochemical, chlorination, and oxychlorination systems and methods to form propylene oxide or ethylene oxide |
WO2019060345A1 (en) | 2017-09-19 | 2019-03-28 | Calera Corporation | SYSTEMS AND METHODS USING LANTHANIDE HALIDE |
US10590054B2 (en) | 2018-05-30 | 2020-03-17 | Calera Corporation | Methods and systems to form propylene chlorohydrin from dichloropropane using Lewis acid |
EP4053308A4 (en) * | 2019-10-31 | 2024-10-16 | Tokuyama Corp | ELASTIC MAT FOR ALKALINE WATER ELECTROLYSIS CELLS |
DE102022214441A1 (de) | 2022-12-29 | 2024-07-04 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Membran-Elektroden-Anordnung für eine Elektrolysezelle, Membranstruktur, Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Anordnung und Verfahren zum Herstellen einer Membranstruktur |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0978281A (ja) * | 1995-09-07 | 1997-03-25 | Oji Paper Co Ltd | 過酸化水素の製造方法 |
JP2000282278A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Toagosei Co Ltd | 苛性室厚の薄い電解槽 |
CN1275175A (zh) * | 1998-08-25 | 2000-11-29 | 古屋长一 | 装有气体扩散电极的氯化钠电解池 |
JP2002275670A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-25 | Association For The Progress Of New Chemistry | イオン交換膜電解槽および電解方法 |
CN1564878A (zh) * | 2001-08-03 | 2005-01-12 | 拜尔材料科学股份公司 | 特别用于电化学法制备氯的电解槽 |
CN1599808A (zh) * | 2001-12-05 | 2005-03-23 | 拜尔材料科学股份公司 | 电解碱金属氯化物水溶液的方法 |
JP2006322018A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Chlorine Eng Corp Ltd | イオン交換膜型電解槽 |
JP2007119881A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Permelec Electrode Ltd | 酸素還元ガス拡散陰極及び食塩電解方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5264299A (en) * | 1991-12-26 | 1993-11-23 | International Fuel Cells Corporation | Proton exchange membrane fuel cell support plate and an assembly including the same |
CN1163634C (zh) | 1999-03-31 | 2004-08-25 | 东亚合成株式会社 | 使用气体扩散电极的电解槽及该电解槽的配电方法 |
JP2004300510A (ja) | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Mitsui Chemicals Inc | ガス拡散陰極を用いたイオン交換膜型電解槽の保護方法 |
-
2010
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- 2010-05-24 CN CN2010800333353A patent/CN102459709A/zh active Pending
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- 2010-05-24 EP EP10780244.9A patent/EP2436803A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0978281A (ja) * | 1995-09-07 | 1997-03-25 | Oji Paper Co Ltd | 過酸化水素の製造方法 |
CN1275175A (zh) * | 1998-08-25 | 2000-11-29 | 古屋长一 | 装有气体扩散电极的氯化钠电解池 |
JP2000282278A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Toagosei Co Ltd | 苛性室厚の薄い電解槽 |
JP2002275670A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-25 | Association For The Progress Of New Chemistry | イオン交換膜電解槽および電解方法 |
CN1564878A (zh) * | 2001-08-03 | 2005-01-12 | 拜尔材料科学股份公司 | 特别用于电化学法制备氯的电解槽 |
CN1599808A (zh) * | 2001-12-05 | 2005-03-23 | 拜尔材料科学股份公司 | 电解碱金属氯化物水溶液的方法 |
JP2006322018A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Chlorine Eng Corp Ltd | イオン交換膜型電解槽 |
JP2007119881A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Permelec Electrode Ltd | 酸素還元ガス拡散陰極及び食塩電解方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104812951A (zh) * | 2012-12-05 | 2015-07-29 | 东丽株式会社 | 碳纤维无纺布和使用了其的固体高分子型燃料电池的气体扩散电极、固体高分子型燃料电池、碳纤维无纺布的制造方法以及复合片材 |
CN111279017A (zh) * | 2017-09-29 | 2020-06-12 | 蒂森克虏伯伍德氯工程有限公司 | 电解装置 |
CN111279017B (zh) * | 2017-09-29 | 2022-04-15 | 蒂森克虏伯伍德氯工程有限公司 | 电解装置 |
US11608561B2 (en) | 2017-09-29 | 2023-03-21 | Thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers Gmbh | Electrolysis device |
TWI770320B (zh) * | 2017-12-05 | 2022-07-11 | 日商德山股份有限公司 | 鹼性水電解用膜-電極-墊片複合體 |
CN111699281A (zh) * | 2018-03-27 | 2020-09-22 | 株式会社德山 | 隔膜-垫片-防护构件复合体、电解元件及电解槽 |
CN111699281B (zh) * | 2018-03-27 | 2022-10-04 | 株式会社德山 | 隔膜-垫片-防护构件复合体、电解元件及电解槽 |
CN114144606A (zh) * | 2019-07-19 | 2022-03-04 | 迪诺拉永久电极股份有限公司 | 电解槽用密封垫及使用该电解槽用密封垫的电解槽 |
CN114144606B (zh) * | 2019-07-19 | 2022-11-04 | 迪诺拉永久电极股份有限公司 | 电解槽用密封垫及使用该电解槽用密封垫的电解槽 |
US11982007B2 (en) | 2019-07-19 | 2024-05-14 | De Nora Permelec Ltd | Gasket for electrolysis vessels, and electrolysis vessel using same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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