CZ302573B6 - Elektrodová sestava - Google Patents

Abstract

Elektrodová sestava pro použití, napr. v bipolárním elektrolyzéru, zahrnující plotnu s vnitrní cástí a prírubovou cástí probíhající kolem okraje vnitrní cásti pro nesení plochého tesnicího prostredku k utesnení oddelovace mezi prírubovými cástmi v prilehlých elektrodových sestavách, pricemž oddelovac je umísten mezi povrchem anody první elektrodové sestavy a povrchem katody druhé elektrodové sestavy tak, že anodový povrch je v podstate paralelní s katodovým povrchem a je prilehlý ke katodovému povrchu, avšak je izolován od katodového povrchu a je odsazen od katodového povrchu oddelovacem a hermeticky pripevnen k oddelovaci; elektricky vodivou desku odsazenou od plotny; množinu elektricky vodivých prvku, ke kterým je elektricky vodivá deska elektricky vodive pripevnena a které poskytují elektricky vodivé cesty mezi plotnou a elektricky vodivou deskou; vstup pro elektrolyt; a výstupy pro kapaliny a plyny; pricemž v prípade, že elektrodová sestava je anodovou sestavou, vnitrní cást plotny je opatrena množinou dovnitr vybíhajících výstupku, a v prípade, že elektrodová sestava je katodovou sestavou, vnitrní cást je opatrena množinou ven vybíhajících výstupku, takže dovnitr vybíhající výstupky ve vnitrní prijímající cásti plotny anodové sestavy kopírují vne vybíhající výstupky ve vnitrní cásti plotny prilehlé katodové sestavy.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká elektrodových sestav pro použití, např. v bipolámích elektrolyzérech, zejména v modulárních bipolámích elektrolyzérech, a rovněž v palivových článcích.

Dosavadní stav techniky

Ze stavu techniky jsou dobře známé monopolámí elektrolyzéry s membránami kalolísového typu. Jeden z těchto elektrolyzérů je popsán v patentovém dokumentu GB 1 595 183. Výhodou těchto elektrolyzérů je to, že jsou snadno vyrobitelné, levné a snadno sestavitelné.

Ze stavu techniky jsou rovněž známé bipolámí elektrolyzéry. Jako příklad může být uveden elektrolyzér popsaný v patentovém dokumentu GB 1 581 348.

V konvenčních bipolámích elektrolyzérech pro použití v elektrolýze vodných roztoků chloridu alkalických kovů bipolámí jednotka zahrnuje anodu, která má vhodnou formu desky z kovu tvořícího film, obvykle z titanu, přičemž tato deska nese elektrokatalyticky aktivní povlak, např. povlak oxidu skupiny platinových kovů; a katodu, která má vhodnou formu perforované desky, např. perforované desky z kovu, obvykle niklu nebo měkké oceli, přičemž anoda a katoda jsou vzájemně elektricky vodivě spojeny k vytvoření bipolámí jednotky. Mezi po sobě jdoucími bipolámími jednotkami, které jsou uspořádány v řadě, jsou umístěny oddělovače, takže anoda jedné bipolámí jednotky je přivrácena ke katodě přilehlé bipolámí jednotky s tím, že mezi katodou a anodou je umístěn oddělovač. Elektrolyzér rovněž zahrnuje anodový a katodový vývod.

Pri provozu elektrolytického článku bipolámího typu je výhodné, aby vzdálenost mezi anodou a katodou byla pokud možno co nejmenší, aby se dosáhly minimální ohmické ztráty a tudíž minimální napětí na článku.

Oddělovače jsou obvykle přilehlé ke katodě nebo dokonce jsou v kontaktu s katodou, přičemž, aby se dosáhla malá mezera mezi katodu a anodou bez toho, že by současně došlo k poškození oddělovače, je žádoucí věnovat značnou pozornost výrobě elektrod, které jsou vhodně ploché, přičemž je žádoucí udržet tuto plochost v průběhu tepelné úpravy, ke které dochází při potahování elektrody elektrokatalyticky aktivním potahem. Kromě toho, se musí věnovat velká pozornost sestavování jednotek v bipolámím elektrolyzérů, aby se zamezilo poškození oddělovačů.

Patent US 4 557 816 popisuje, že se rovnoměrná koncentrační distribuce elektrolytu na elektrodách v bipolámím elektrolyzérů popsaného v tomto patentu může zlepšit poskytnutím vertikálních kanálků na straně elektrody odvrácené od oddělovače pro sestupný proud tekutiny.

Patent US 4 643 818 popisuje, že se elektrický odpor bipolámího elektrolyzérů popsaného v tomto patentu může snížit a rovnoměrná proudová hustota se může dosáhnout použitím pevných vícekontaktních vodivých prostředků mezi jednotlivými články v bipolámím elektrolyzérů.

Patent US 4 734 180 popisuje bipolámí elektrolyzér zahrnující bipolámí jednotky, které jsou uspořádány tak, že jejich zadní části jsou přivráceny jedna k druhé s tím, že mezi jednotlivými bipolámími jednotkami je umístěna explozně spojená deska z titanu a železa, a ve kterých jsou k elektrodě a k miskovitému tělu privařeny vodivá žebra,

Patent US 5 225 060 popisuje, že se produkci plynových zón v horních částech anodových a katodových struktur bipolámího elektrolyzérů popsaného v tomto patentu může zabránit vytvořením prostorů, kterými neprotéká proud, v horních Částech těchto struktur.

- 1 CZ 302573 B6

Patent EP 0 704 556 popisuje, že poskytnutí oddělovačů typu plyn-tekutina ve vrchní části anodových a katodových struktur bipolámího elektrolyzéru popsaného v tomto patentu minimalizuje kolísání tlaku, zhoršování membrány a změny napětí.

Patentová přihláška WO 98/55670 popisuje prvek pro bipolámí elektrolyzér, jehož obě strany jsou vytvořeny z přírub a protilehlých výstupků. Tyto výstupky jsou výhodně ve formě komolých kuželů a jsou výhodně uspořádány v konfiguraci vystředěných šestiúhelníků pro zlepšení laterálního míchání elektrolytu. Avšak, vertikálního míchání se dosáhne sestupnými kanálky, které snižují aktivní oblast elektrody, čímž zesilují změny proudové hustoty na elektrodě, což představuje problém pro provoz elektrolyzéru, při kterém se produkují vysoké proudové hustoty a pro konfigurace typu anoda/membrána/katoda s úzkou nebo nulovou mezerou a s iontoměničovou membránou citlivou na nečistoty.

Patent EP 0 521 386 popisuje bipolámí elektrolyzér, zahrnující elektrolytické článkové jednotky, které zahrnuj í elektrodové přepážky se shodnými ústupky a výstupky a s pletivy spojenými přímo nebo skrze pružiny s těmito výstupky. Tyto svislé elektrolytické článkové jednotky jsou spojeny do série s iontoměničovými membránami uspořádanými mezi přilehlými elektrolytickými článkovými jednotkami k vytvoření elektrolytické článkové sestavy. Avšak, zatímco ústupky a výstupky zajišťují dobré laterální míšení elektrolytu, vertikální míšení je slabé. Vzhledem k této skutečnosti, za účelem udržení změn koncentrace a teploty v článkových jednotkách uvnitř přijatelného rozmezí je žádoucí vnější recirkulace s energeticky náročným čerpáním, a tudíž dodatečný nákladný potrubní systém s nádržemi.

V elektrolytických článcích, které mají nulovou mezeru mezi anodou a katodou, mají sklon k vytváření tlaku působícího na oddělovač skrze anodu a katodu, se kterými je oddělovač v kontaktu, což má za následek odchýlení od rovnoměrnosti oddělovače a abrazy nebo dokonce roztržení oddělovače. To se stane zejména v případě, že oddělovač je tvořen iontoměničovou membránou a je žádoucí působení tlaku na membránu skrze anodu a katodu.

Cílem vynálezu je poskytnout elektrodovou sestavu pro bipolámí elektrolyzér, která umožňuje použít velmi malé nebo dokonce nulové mezery mezi anodami a katodami v tomto elektrolyzéru bez toho, že by došlo k poškození oddělovače, která minimalizuje elektrický odpor použitím krátké svislé proud-nesoucí cesty probíhající mezi elektrodami a nízkoodporových materiálů pro téměř celé svislé proud-nesoucí cesty, a která poskytuje vynikající proudovou distribuci v celé elektrodové oblasti. Tato elektrodová sestava umožňuje jak horizontální tak i vertikální proudění kapalin uvnitř elektrodové sestavy, které napomáhává jejich cirkulaci a míšení, a má zlepšenou tuhost a pevnost, která dovoluje nižší toleranci, která má být dosažena v článkové konstrukci. Tato elektrodová sestava má jednoduchou konstrukci a je snadným způsobem vyrobitelná.

Podstata vynálezu

Podle prvního hlediska vynálezu je předmětem vynálezu elektrodová sestava pro použití, zejména v bipolámím elektrolyzéru, která zahrnuje plotnu s vnitřní částí a přírubovou částí probíhající podél okraje vnitřní části pro nesení plochého těsnicího prostředku k utěsnění oddělovače mezi přírubovými částmi přilehlých elektrodových sestav, přičemž oddělovač je umístěn mezi povrch anody první elektrodové sestavy a povrch katody druhé elektrodové sestavy tak, že anodový povrch je v podstatě paralelní s katodovým povrchem a je přivrácen ke katodovému povrchu, avšak je izolován od katodového povrchu, odsazen od katodového povrchu oddělovačem a je hermeticky utěsněn s oddělovačem; elektricky vodivou desku odsazenou od plotny; vstup pro tekutinu; a výstup pro tekutinu; přičemž elektricky vodivá deska je elektricky spojena s plotnou množinou elektricky vodivých prvků, ke kterým je elektricky vodivá deska elektricky vodivě připevněna a které poskytují elektricky vodivé cesty mezi plotnou a elektricky vodivou deskou, přičemž v případě, že elektricky vodivá deska je tvořena anodovou deskou, elektricky vodivá

-2 CZ 302573 B6 deska může být případně přímo elektricky spojena s plotnou, přičemž v případě, že elektrodová sestávaje tvořena anodovou sestavou, vnitřní část plotny je opatřena množinou dovnitř vybíhajících výstupků, a v případě, že elektrodová sestava je tvořena katodovou sestavou, vnitřní část plotny je opatřena množinou ven vybíhajících výstupků, takže dovnitř vybíhající výstupky ve vnitřní části plotny anodové sestavy kopírují ven vybíhající výstupky ve vnitřní části plotny přilehlé katodové sestavy v sestavě zahrnující množinu elektrodových sestav.

Elektricky vodivá deska je výhodně vyrobena z kovu nebo ze slitiny kovů. V případě, že elektrodová sestava má být použita jako anoda při elektrolýze halogenidů alkalických kovů, elektricky ío vodivá deska může být vyrobena z ventilového kovu nebo ze slitiny obsahující zejména ventilová kov. V případě, že elektrodová sestava má být použita jako katoda při elektrolýze halogenidů alkalických kovů, elektricky vodivá deska může být vyrobena, např. z nerezavějící oceli, měkké oceli, niklu nebo mědi.

Je nutné si uvědomit, že v případě, že elektricky vodivá deska je anodou pro použití při elektrolýze solanky, potom tato deska nese elektrokatalyticky aktivní potah.

Elektricky vodivá deska může mít libovolnou vhodnou strukturu. Přesná struktura není rozhodující.

Aby tlak působící na oddělovač umístěný mezi elektricky vodivé desky, přilehlé k elektrodovým strukturám v module podle vynálezu, působil rovnoměrně elektricky vodivá deska je výhodně pružná.

Výhodně každý výstupek ve vnitřní části plotny je elektricky vodivě spojen s elektricky vodivým prvkem, takže výstupky poskytují množinu bodů pro dodávku proudu, tudíž zlepšují proudovou distribuci v plotně, což vede k nižšímu napětí, nižší spotřebě energie a delší životnosti oddělovače a elektrodového potahu.

Výstupky ve vnitřní části plotny jsou výhodně odsazeny jeden od druhého v prvním směru a v druhém směru příčném k prvnímu směru. Výhodněji jsou výstupky symetricky odsazeny jeden od druhého. Tak např., výstupky mohou být vzájemně odsazeny o stejnou první vzdálenost v prvním směru a mohou být vzájemně odsazeny o stejnou druhou vzdálenost, která může být stejná jako první vzdálenost, v druhém směru příčném k prvním směru, přičemž druhý směr může být např. směr kolmý k prvnímu směru. Výhodně vzájemné odsazení výstupků je stejné v obou směrech.

Výstupky ve vnitřní části plotny mohou mít různí tvary. Tak např. výstupky mohou mít kopulovitý tvar, tvar mísy, kuželovitý tvar, výhodně tvar komolého kuželu. Jako příklad způsobu výroby výstupků, může být uvedena podtlaková technika, explozní technika, lisovací technika nebo výhodně technika spočívající v přiložení nástroje s vhodným tvarem na opačný povrch vnitřní části plotny.

Hustota výstupků na vnitřní části plotny elektrodové sestavy je typicky asi 20 až 200 výstup45 ků/m², výhodně 40 až 100 výstupků/m².

Výška výstupků od roviny vnitřní části plotny může být, např. v rozmezí od 0,5 až 8 cm, výhodně od 1 do 4 cm, přičemž výška výstupků závisí na hloubce plotny. Vzdálenost mezi středy přilehlých výstupků na vnitřní Části plotny může být, např. v rozmezí od 1 do 30 cm, výhodně od 5 do so 20 cm. Rozměry elektrodové sestavy ve směru proudového toku, tj. vzdálenost mezi elektricky vodivou deskou a základnou plotny, je výhodně v rozmezí od 1 do 6 cm k poskytnutí krátké proudové cesty, která zajišťuje nízký úbytek napětí na elektrodové sestavě bez nutnosti použít komplikované zařízení pro nesení proudu.

-3 CZ 302573 B6

Elektricky vodivé prvky, ke kterým je elektricky vodivá deska elektricky vodivě připevněna, jsou výhodně tvořeny sloupky.

V případě, že elektricky vodivý prvek, ke kterému je elektricky vodivá deska elektricky vodivě připevněna, má formu sloupku aje elektricky spojen s dovnitř vybíhajícím výstupkem ve vnitřní části plotny, délka proudové cesty mezi elektricky vodivou deskou a plotnou může být minimalizována.

V případě, že anodový sloupek je vyroben z titanu nebo jeho slitiny a katodový sloupek je vyroben z niklu nebo jeho slitiny, délka elektricky vodivé cesty probíhající skrze katodový sloupek je výhodně větší, než je délka elektricky vodivé cesty probíhající skrze anodový sloupek. Výhodně poměr délky elektricky vodivé cesty probíhající skrze katodový sloupek ku délce elektricky vodivé cesty probíhající skrze anodový sloupek je alespoň 2:1, výhodně alespoň 4:1 a nejvýhodněji alespoň 7:1. Tento poměr je typicky alespoň 10:1.

Délka sloupků závisí na provedení elektrolyzéru a na tom, zda sloupek je sdružen s anodovou deskou nebo katodovou deskou. Délka sloupku může být typicky v rozmezí od 0 do 10 cm, výhodně od 0 do 4 cm. Skutečnosti, že tato délka je rovna nule, je nutné rozumět tak, že vynález má modifikované provedení, ve kterém elektricky vodivá deska, která působí jako anodová deska, může být přímo elektricky spojena s příslušnou plotnou nebo alternativně může být spojena k příslušné plotně níže definovaným proudovým nosičem.

V případě, že elektricky vodivé prvky, ke kterým jsou připevněny elektricky vodivé desky, mají formu sloupků, každý sloupek je výhodně opatřen proudovým nosičem, jakým je např prstenec, síto nebo drátěná vlna a který je přilehlý k elektricky vodivé desce pro vytvoření vícebodového elektrického kontaktu s elektricky vodivou deskou. Výhodně proudový nosič je tvořen víceramenným proudovým nosičem, který je dále označován jako hvězdice. V některých případech se předpokládá, že elektrická spojení mohou být provedena bez nutnosti použití sloupků. Tak např. v případě anodové sestavy, vrchol každého dovnitř vybíhajícího výstupku může být elektricky spojen s anodovou deskou uvedeným proudovým nosičem, jakým je např. hvězdice.

Použití hvězdic zvyšuje počet bodů pro dodávku proudu na elektrické vodivé desce a zlepšuje jejich distribuci, čímž zlepšuje distribuci proudu, což vede k nižšímu napětí, nižší spotřebě energie a delší životnosti oddělovačů a elektrodových potahů.

V případě, že je použita hvězdice, délka ramen a počet ramen na hvězdici se může měnit uvnitř širokého rozmezí. Typicky hvězdice zahrnuje od 2 až 100 ramen, výhodně od 2 do 8 ramen. Typicky každé rameno je dlouhé od 1 do 200 mm, výhodně od 5 mm do 100 mm. Odborník v daném oboru je schopen jednoduchým experimentem určit vhodné délky ramen hvězdice ajejich vhodný počet na hvězdici.

Hvězdice může být pružná nebo pevná. Tvar hvězdic a mechanické vlastnosti hvězdic v anodové sestavě mohou být stejné jako tvar hvězdic a mechanické vlastnosti hvězdic v katodové sestavě nebo mohou být rozdílné od tvaru hvězdic a mechanických vlastností hvězdic v katodové sestavě. Tak např., v anodové sestavě jsou často žádoucí relativně nepružné hvězdice s krátkými rameny, zatímco v katodové sestavě jsou žádoucí relativně pružné hvězdice s dlouhými rameny.

Použití pružně zatížených hvězdic alespoň pří katodové desce umožňuje pružné zatížení elektrodových sestav, čímž se dosahuje provoz elektrodové sestavy s nulovou mezerou a s optimálním tlakem, který minimalizuje riziko poškození oddělovače a elektrody. Nulovou mezerou se rozumí to, že mezi elektricky vodivou deskou každé elektrodové sestavy a přilehlým oddělovačem není žádná mezera, takže přilehlé elektricky vodivé desky jsou při použití odděleny pouze tloušťkou oddělovače.

-4 CZ 302573 B6

V případě, že oddělovač je tvořen membránou, pružně zatížené hvězdíce poskytují rovnoměrnější podpěru pro membránu ve větší oblasti, a tudíž snižují pohyb membrány, který by jinak mohl vést k poškození membrány v důsledku, např. ohybu, abraze nebo zkrabatění membrány.

Hvězdice je výhodně vyrobena ze stejného kovu jako elektricky vodivá deska, s kterou je hvězdice v elektrickém kontaktu.

Typicky hvězdice je přivařena k elektricky vodivé desce, s kterou je v elektrickém kontaktu.

Hvězdice může být připevněna ke sloupku konvenční technikou, jako je např. svařování, připevňování šrouby nebo připevňování svěrkami.

Ramena každé hvězdice mohou radiálně vybíhat ze středové části určené pro připevnění hvězdice ke sloupku nebo v některých případech přímo k vrcholu příslušného výstupku. Ramena hvězdice mohou být rovnoměrně rozmístěny kolem středové části, takže každá dvě přilehlá ramena svírají vždy stejný úhel.

Podle dalšího hlediska je předmětem vynálezu hvězdice pro použití v elektrodové sestavě, která je elektricky vodivě připevněna k elektricky vodivému prvku a k elektricky vodivé desce, takže distribuce proudu k elektrické vodivé desce je zlepšena.

Podle ještě dalšího hlediska předmětem vynálezu je anodová nebo katodová sestava, která zahrnuje elektricky vodivou desku, k jejíž jedné straně jsou připevněny hvězdice pro distribuci proudu, z nichž každá zahrnuje pripevňovací část pro připevnění k plotně a množinu ramen radiálně vybíhajících z připevňovací části, takže dodávka elektrického proudu se uskutečňuje skrze tato ramena. Toto uspořádání umožňuje snadné přivaření nebo jiný způsob připevnění anodové nebo katodové sestavy uvnitř oddělení elektrolytického článku nebo modulu a její vyjmutí, např. za účelem opravy elektricky vodivé desky nebo nahrazení libovolného elektrolytického potahu na této desce.

V případě, že sloupek je opatřen proudovým nosičem, může být dále opatřen izolační čepičkou uspořádanou na konci sloupku, který je přilehlý k oddělovači.

V případě, že elektrodová sestava je tvořena anodovou sestavou, její plotna může být spojena s plotnou elektrodové sestavy, tvořící katodovou sestavu, zadními částmi jedna k druhé tak, že dovnitř vybíhající výstupky v plotně anodové sestavy kopírují ven vybíhající výstupky na plotně katodové sestavy k vytvoření bipolámí jednotky.

Podle dalšího hlediska předmětem vynálezu je bipolámí jednotka, ve které plotna elektrodové sestavy podle vynálezu, která je anodovou sestavou, je spojena s plotnou elektrodové sestavy podle vynálezu, která je katodovou sestavou tak, že dovnitř vybíhající výstupky na plotně anodové sestavy kopírují ven vybíhající výstupky na plotně katodové sestavy k vytvoření bipolámí jednotky.

V bipolámí jednotce podle vynálezu elektrodové sestavy jsou stlačeny nebo spojeny dohromady, výhodně svařením, výhodněji explozním spojením, takže mezi vnitrními částmi ploten elektrodových sestav je vytvořen elektrický kontakt.

Tyto bipolámí jednotky s mezilehlými vhodnými oddělovači, plochými těsněními a tlačnými proso středky mohou být sestaveny k vytvoření bipolámího elektrolyzéru kalolisového typu.

Podle ještě dalšího hlediska předmětem vynálezu je bipolámí elektrolyzér kalolisového typu, který zahrnuje prostředek pro distribuci proudu a jednu nebo několik bipolámích jednotek připevněných na rámu a sestavených do řady, a to jak mechanicky tak i elektricky, přičemž podstatou

- 5 CZ 302573 B6 tohoto elektrolyzéru je to, že bipolámí jednotky jsou tvořeny bipolámími jednotkami podle dalšího hlediska vynálezu.

Prostředkem pro distribuci proudu se rozumí systém, kterýje za normálních okolností připevněn k vnitřní straně koncových rámů připevňovacího rámu elektrolyzéru, a uzpůsoben k nesení proudu ze zdroje energie, jakým je např. napájení kabel nebo sběrnice, k plotnám koncových elektrod elektrolyzéru kalolisového typu nebo k vnějším plotnám koncových modulů modulárního elektrolyzéru tak, že dodávka proudu je rovnoměrně distribuována na všechny elektrické kontaktní body na těchto plotnách. Typicky prostředek pro distribuci proudy může být tvořen samostatnými deskami nebo systémy desek, kabelů nebo drátů z vodivých kovů. Prostředek pro distribuci proudu může být případně opatřen potahy pro zvýšení vodivosti nebo připevnovacími prvky ke zlepšení elektrického spojení mezi prostředkem pro distribuci proudu a koncovou elektrodou. Alternativně, zejména v elektrolyzéru kalolisového typu, koncové elektrody mohou být nepřetržitě připevněny k prostředku pro distribuci proudu, např. svarovým spojem.

Jedno výhodné provedení prostředku pro distribuci proudu, které je zejména použitelné v elektrolyzéru podle vynálezu, zahrnuje řadu měděných desek probíhajících ve vertikálním směru od spodní části koncového rámu elektrolyzéru k horní části koncového rámu elektrolyzéru, přičemž tyto měděné desky jsou vzájemně elektricky spojeny tak, že jsou všechny tyto desky připojeny při spodní části koncového rámu k jediné horizontální měděné sběrnici. Při jednom konci koncového rámu elektrolyzéru v místě, kde měděné desky jsou určeny ke spojení s plotnou, která je částí anodové sestavy, měděné desky mohou být opatřeny vodivými ven vybíhajícími výstupky nebo vodivými sloupky, které kopírují dovnitř vybíhající výstupky anody. Na druhém konci rámu elektrolyzéru v místě, kde měděné desky jsou určeny ke spojení s plotnou, která je částí katodové sestavy, měděné desky mohou být ploché nebo mohou být opatřeny dovnitř vybíhajícími výstupky, které kopírují vně vybíhající výstupky katody. Případně měděné desky prostředku pro distribuci proudu mohou být opatřeny potahy pro zvýšení vodivosti nebo prvky pro zlepšení elektrického kontaktu s plotnou elektrodové sestavy.

Koncové elektrody bipolámího elektrolyzéru kalolisového typu podle vynálezu jsou výhodně tvořeny elektrodovými sestavami podle vynálezu.

V případě, že elektrodová sestava podle vynálezu poskytuje konce bipolámího elektrolyzéru, elektrodová sestava může být opatřena prostředkem pro dodávku elektrické energie do této elektrodové sestavy. Tak např., tento prostředek může být tvořen výstupkem, který má vhodný tvar pro připevnění ke sběrnicí, když elektrodová sestávaje sestavena v elektrolyzéru.

Typicky bipolámí elektrolyzér kalolisového typu podle vynálezu zahrnuje až 300 bipolámích jednotek.

Prostředky pro poskytnutí zátěže k hermetickému utěsnění bipolámích elektrolyzéru podle vynálezu jsou pro odborníka v daném oboru zřejmé ze stavu techniky.

Modulární bipolámí elektrolyzéry jsou známé. Tyto elektrolyzéry jsou např. popsány v patentech US 4 108 752 a US 4 664 770.

Výhoda modulárního bipolámího elektrolyzéru spočívá v tom, že na modulární bipolámí elektrolyzér působí nižší zátěž v tlaku, než na konvenční bipolámí elektrolyzéry, poněvadž □ modulárního bipolámího elektrolyzéru je žádoucí zatížení zajišťující pouze elektrický kontakt mezi přilehlými moduly, a tudíž není nutné aplikovat zatížení k utěsnění každého článku v elektrolyzéru. Použití nižší zátěže v tlaku vylučuje potřebu robustních koncových desek a příslušných systémů pro generování tlaku. Kromě toho použití modulů usnadňuje jak výrobu/sestavování bipolámího elektrolyzéru tak i jeho údržbu.

-6CZ 302573 B6

Patent US 4 108752 popisuje modulární bipolámí elektrolyzér zahrnující množinu vyjímatelných modulů. Každý modul zahrnuje dvojici kopírujících se ploten, z nichž každá má vnitřní část a okrajovou přírubovou část obklopující vnitřní část, přičemž plotny jsou vzájemně spojeny při přírubových částech tak, že vnitřní část každé plotny je přilehlá k vnitřní části připojené plotny. Mezi plotnami je obvykle umístěn rovinný oddělovač. Vnitřní část jedné plotny a odpovídající strana rovinného oddělovače definují první sestavu a vnitřní část druhé plotny a opačná strana rovinného oddělovače definují druhou sestavu. Uvnitř každé sestavy je umístěna rovinná elektroda, která je paralelní s rovinou oddělovače a která je elektricky a strukturně připojena k odpovídající plotně, např. sloupky. Bipolámí elektrolyzér kalolisového typu je sestaven vyrovnáním množiny modulů tak, že rovinné vnější povrchy ploten jsou paralelní. Mezi přivrácené povrchy ploten přilehlých modulů je vložen alespoň jeden vícekontaktní vodivý pásek, v důsledku čehož rovinné vnější povrchy ploten jsou paralelní a, když jsou moduly stlačeny jeden k druhému, vodivé pásky jsou sevřeny mezi těmito vnějšími povrchy, čímž vytvářejí pozitivní elektrický kontakt mezi přilehlými Články na několika místech.

Patent US 4 664 770 popisuje modul pro modulární elektrolyzér, který zahrnuje kryt tvořený dvěma sestavami, z nichž každá má spodní stranu probíhající v rovině paralelní k rovinám, ve kterých leží anoda a katoda. Anoda a katoda jsou odděleny membránou, přičemž jak anoda tak i katoda mají množinu perforovaných a neperforovaných sekcí uspořádaných paralelně jedna k druhé. Mezi anodou a přilehlým vnitřním povrchem spodní strany jedné sestavy a mezi katodou a přilehlým vnitřním povrchem spodní strany druhé struktury je umístěna kovová výztuha s rámovou konfigurací. Ke vnějšímu povrchu každé spodní strany je připevněn kontaktní pásek, přičemž kontaktní pásky přilehlých článků jsou elektricky spojeny. Rovněž jsou poskytnuty prostředky pro spojení každého kontaktního pásku ke kovové výztuži a k neperforovaným sekcím v elektrodě v připevněné sestavě. Rozdělující membrána probíhá mezi anodou a katodou v každém modulu a ploché těsnicí prostředky utěsňují spojení mezi sestavami a membránou. V případě, že elektrolyzér je sestaven uspořádáním množiny těchto modulů do řady s pomocí známých zařízeních pro generování tlaku, elektrický kontakt mezi přilehlými moduly je zajištěn elektricky vodivými kontaktními páskami.

V případě, že elektricky vodivé prvky, ke kterým elektricky vodivé desky jsou připevněny v elektrodových sestavách podle vynálezu, jsou tvořeny zátěž-nesoucími prvky, modulu pro modulární bipolámí elektrolyzér může být dána přednost před uvedenými elektrodovými sestavami. Tyto moduly jsou jednoduchým způsobem sestavitelné, přičemž jsou jednoduchým způsobem pripevnitelné k ostatním modulům na rámu elektrolyzéru a umístitelné spolu s ostatními moduly na rámu elektrolyzéru. Kromě toho je jednoduchým způsobem dosaženo dobré elektrické spojení mezi sousedními moduly. Část plochy membrány, která je podrobena elektrolýze, je rovněž zvětšena ve srovnání se známými modulárními konfiguracemi.

Podle výhodného hlediska předmětem vynálezu je modul pro použití v modulárním bipolámím elektrolyzéru, který zahrnuje: a) anodovou sestavu zahrnující

i) plotnu s vnitřní částí a přírubovou částí probíhající kolem okraje vnitřní části, ii) anodovou desku, která má případně elektrokatalyticky aktivní povrch, iii) prostředek, případně zahrnující množinu elektricky vodivých zátěž-nesoucích prvků, ke kterým je elektricky vodivě připevněna anoda, poskytující elektricky vodivé cesty mezi plotnou a anodovou deskou, iv) vstup pro tekutinu.

v) výstup pro tekutiny;

-7CZ 302573 B6

b) katodovou sestavu zahrnující

i) plotnou s vnitřní částí a přírubovou částí probíhající kolem okraje vnitřní části, ii) katodová deska, která případně má elektrokatalyticky aktivní povrch, iii) množinu elektricky vodivých zátěž nesoucích prvků, ke kterým je elektricky vodivě připevněna katoda a které poskytují elektricky vodivé cesty mezi plotnou a katodovou deskou, iv) vstup pro tekutinu,

v) výstup pro tekutiny;

c) oddělovač, který je umístěn mezi anodovou deskou a katodovou deskou tak, že anodový povrch je v podstatě paralelní s katodovým povrchem a přivrácený ke katodovému povrchu, avšak je izolován od katodového povrchu a odsazen od katodového povrchu oddělovačem, který tak rozděluje modul na samostatné anodové a katodové oddělení;

d) plochý těsnicí prostředek pro utěsnění oddělovače mezi přírubovými částmi ploten,

e) prostředek pro přiložení napětí na plochý těsnící prostředek k hermetickému utěsnění oddělovače mezi přírubovými částmi ploten, přičemž podstata modulu spočívá v tom, že

i) vnitřní část plotny anodové sestavy je opatřena množinou dovnitř vybíhajících výstupků a vnitřní část plotny katodové sestavy je opatřena množinou vně vybíhajících výstupků, takže dovnitř vybíhající výstupky anodové sestavy modulu kopírují vně vybíhající výstupky katodové sestavy přilehlého modulu v modulárním bipolámím elektrolyzéru, který zahrnuje množinu modulů, a ii) případně zahrnuje jednu nebo několik bipolámích jednotek podle vynálezu, výhodně s elektricky vodivými zátěž nesoucími sloupky, a příslušné oddělovače vložené mezi anodové a katodové sestavy.

Je nutné si uvědomit, že uspořádáním jedné nebo několika bipolámích jednotek, společně s příslušnými plochými těsněními a oddělovači, mezi anodovou sestavou a katodovou sestavou modulu podle vynálezu a použitím prostředku pro přiložení tlaku k hermetickému utěsnění oddělovačů mezi plochými těsněními a plochých těsnění mezi elektrodovými sestavami je možné vytvořit „hybridní modul“, který zahrnuje dvě nebo několik anodových sestav a dvě nebo několik katodových sestav se dvěma nebo několika oddělovači. Je nutné upozornit na to, že tyto hybridní moduly spadají do rozsahu vynálezu.

Jedna výhoda hybridního modulu spočívá v tom, že omezuje počet zdvihacích operacích, které jsou žádoucí uvnitř operačního prostoru Článku, což vede k omezení bezpečnostních rizik a ke snížení prostoje při výměně elektrodové sestavy nebo modulu v průběhu údržby nebo opravy.

Prostředek pro přiložení tlaku na plochá těsnění k hermetickému utěsnění oddělovače mezi přírubovými částmi plotny je výhodně opatřen šrouby probíhajícími skrze otvory vytvořenými v přírubových částech. Avšak tato skutečnost nevylučuje možnost použití alternativního prostředku pro přiložení tlaku.

-8CZ 302573 B6

V případě, že elektricky vodivé zátěž-nesoucí prvky v modulu jsou opatřeny nosiči proudu, výhodně každý sloupek je opatřen izolační čepičkou a výhodněji v elektricky vodivé desce je vytvořen otvor přizpůsobený izolační čepičce, a to zejména v případě, že elektricky vodivá deska má formu síta. V případě, že otvor přizpůsobený izolační čepičce je vytvořen v elektricky vodivé desce, izolační čepička je výhodně tvořena podložkou.

Podle dalšího výhodného hlediska předmětem vynálezu je modulární bipolámí elektrolyzér, který zahrnuje jeden nebo několik modulů sestavených na připevňovacím rámě do řady, a to jak mechanicky tak i elektricky, a desky pro distribuci proudu na každém konci elektrolyzéru, přičemž podstata tohoto elektrolyzéru spočívá v tom, že moduly jsou tvořeny moduly podle výhodného hlediska vynálezu.

Elektricky izolační, zátěž-prevádějící podložky jsou výhodně uspořádány na koncích elektricky vodivých zátěž-nesoucích sloupků, přilehlých k elektricky vodivé desce v modulárním bipolárním elektrolyzéru podle vynálezu a v případě, že sloupky nesou zátěž, na koncích sloupků přilehlých k elektricky vodivé desce v bipolámím elektrolyzéru kalolisového typu podle vynálezu. Tato izolační podložka zabraňuje mechanickému poškození membrány a, poněvadž v místě podložky nedochází k elektrolýze, membrána není vystavena poškození vyplývající z elektrolýzy.

Tyto izolační podložky mohou být vyrobeny z nevodivého materiálu, který je odolný vůči chemickým látkám obsaženým uvnitř článku a jakým je, např. fluoropolymer, např. produkt PTFE, FEP, PFA, polypropylen, produkt CPVC a fluoroelastomemí pryž. Izolační podložky mohou být uspořádány na kovových výstupkách, které se nacházejí mezi sloupky a elektricky vodivou deskou s tím, že podložky jsou přivráceny k oddělovači nebo membráně.

V modulárním bipolárním elektrolyzéru podle vynálezu zahrnujícím množinu modulů, vnitřní část anodové plotny jednoho modulu a vnitřní část katodové plotny přilehlého modulu jsou elektricky spojeny, výhodně při vrcholech výstupků.

Elektrická vodivost mezi přilehlými moduly v modulárním bipolámím elektrolyzéru může být dosažena použitím propojovacích prvků nebo výhodně alespoň těsním kontaktem mezi přilehlými moduly.

Elektrická vodivost mezi přilehlými moduly může být zvýšena poskytnutím vodivost-zvyšujících materiálů nebo vodivost-zvyšujících prvků uspořádaných na vnějším povrchu ploten. Jako příklady vodivost-zvyšujících materiálů mohou být uvedeny vodivé uhlíkové pěny, vodivé tuky a povlaky z kovu s vysokou vodivostí, jakým je např. stříbro nebo zlato.

Pro zlepšení elektrické vodivosti mezi přilehlými moduly se výhodně používají elektrickou vodivost-zvyšující prvky. Jako příklady elektrickou vodivost-zvyšujících prvků mohou být uvedeny elektricky vodivé bimetalové desky přivařené k anodě, explozně spojené elektricky vodivé bimetalové desky, elektricky vodivé kovové prvky, jakými jsou např. podložky, nebo výhodně elektricky vodivé kovové prvky, kteréjsou uzpůsobeny a) k odírání povrchu ploten nebo k pronikání do povrchu ploten zařezáváním nebo zadíráním skrze libovolný elektricky izolující potah pokrývající povrch ploten, jakým je např. vrstva oxidu, b) k alespoň omezování tvorby izolační vrstvy mezi tímto prvkem a povrchem plotny.

Podle dalšího hlediska vynálezu je předmětem vynálezu elektrovodivý kovový prvek, který je uzpůsoben (a) k abrazi povrchu ploten nebo k pronikání do povrchu ploten zadíráním nebo zařezáváním skrze libovolný elektricky izolující povlak, který pokrývá povrch ploten a jakým je např. vrstva oxidu, a (b) k alespoň zabránění vytvoření izolační vrstvy mezi elektrovodivým kovovým zařízením a povrchem plotny (v dalším textuje tento prvek uveden jako abrazivní prvek),

Abrazivní prvek je opatřen jedním výstupkem nebo množinou výstupků. Jako příklad abrazivního prvku může být uvedena podložka ve tvaru hvězdy opatřená např. 18 výstupky. Avšak výhodně

-9CZ 302573 B6 abrazivní prvek je opatřen nejvíce 6 výstupky. Z důvodu mechanické stability při sestavování elektrolyzérů je často výhodné, aby abrazivní prvek byl opatřen alespoň třemi výstupky. Výhodně jsou tyto výstupky uspořádány na obou stranách abrazivního prvku.

Abrazivní prvek je výhodně uspořádán na dovnitř vybíhajících výstupkách vnitřní části plotny anodové sestavy k zajištění elektrického kontaktu mezi plotnou a kopírujícím vně vybíhajícím výstupkem vnitřní části plotny katodové sestavy. Výhodně abrazivní prvek je uspořádaný na každém dovnitř vybíhajícím výstupku anodové sestavy.

Abrazivní prvek může být vyroben z elektricky vodivého materiálu, který je dostatečně tvrdý k tomu, aby se zaříznul do alespoň jedné z ploten elektrodové sestavy, zejména do anody z titanu, a tím proniknul skrze libovolný povlak oxidu pokrývající povrch plotny. Jako příklady vhodných kovů, z kterých může být tento abrazivní prvek vyroben, mohou být uvedeny mimo jiné uhlíková ocel, nikl, slitiny niklu nebo výhodně slitina berylium/měď.

Abrazivní prvek může být připevněn k anodě, např. šrouby, svarovým spojem nebo kolíkovým spojem z kovu, jakým je např. titan. Výhodně tento prvek je připevněn tak, že se může otáčet v alespoň omezeném rozsahu.

Abrazivní prvek je výhodně opětovně použitelný, tj. může být použit k provedení opakovaného spojení bez toho, že by musel být vyměněn.

Vynález je dále úplněji popsán pro aplikace chloru a hydroxidu alkalického kovu, jakou je např. elektrolýza solanky, s tím, že budou činěny odkazy na použití různých hledisek vynálezu.

Pro odborníka v daném oboru je zřejmá volba počtu modulů nebo bipolámích jednotek v bípolárních elektrolyzérech podle vynálezu z hlediska žádoucí produkce, dosažitelného výkonu nebo napětí a jistých omezení známých pro tohoto odborníka.

Typicky modulární bipolámí elektrolyzér podle vynálezu zahrnuje 1 až 300 modulů.

Bipolámí elektrolyzéry kalolísového typu a modulární bipolámí elektrolyzéry mohou být provozovány při tlacích mezi 50 a 600 kPa, výhodně mezi 50 a 150 kPa.

Spodní část elektrodové sestavy je opatřena vstupním potrubím, které výhodně probíhá z jedné strany elektrodové sestavy ke druhé straně k umožnění dodávky tekutiny do spodní části elektrodové sestavy. Tak např., v případě, že modulární bipolámí elektrolyzér má být použit pro elektrolýzu solanky, vstupní potrubí umožňuje dodávku kaustické složky do katodové sestavy a dodávku solanky do anodové sestavy. Výhodně je vstupní potrubí napájeno tekutinou pouze z jednoho konce.

Vstupní potrubí je opatřeno otvory, které jsou odsazeny podél potrubí, výhodně o stejnou vzdálenost ke zlepšení distribuce tekutiny v elektrodové sestavě. Otvory jsou výhodně vytvořeny tak, že v případě, že v elektrodové sestavě je uspořádána přepážka, která bude dále podrobněji popsána, tekutina proudící z otvorů je zavedena do recirkulačního proudu generovaného touto přepážkou. Rozměry otvorů jsou takové, že tlakový spád vstupního potrubí je minimalizován.

Počet otvorů ve vstupním potrubím pro libovolnou konkrétní aplikaci může odborník v daném oboru snadno vypočíst. Typicky počet otvorů je asi od 2 do 10, výhodně asi 6 najeden metr vstupního potrubí. Typicky každý otvor má průměr asi od 1 do 3 mm, výhodně asi 2 mm.

Napájecí potrubí, skrze které je tekutina vedena do vstupního potrubí, je vyrobeno z nevodivého materiálu a může být zasunuto do vstupního potrubí do libovolné hloubky tohoto potrubí. Tak např., napájecí potrubí může dosahovat téměř slepého konce vstupního potrubí. V bipolámích elektrolyzérech zvětšená délka nevodivého napájecího potrubí zvětšuje délku tekutinové cesty

- 10CZ 302573 B6 mezi Články v elektrolyzéru, čímž snižuje riziko poškození elektrolyzéru korozí způsobenou svodovým proudem.

Vstupní potrubí jsou výhodně zhotovena ze stejného materiálu jako elektrodové sestavy, které jsou napájeny těmito potrubími. Tak např., v případě, že anoda je vyrobena z titanu nebo jeho slitiny, vstupní potrubí sdružené s touto anodou je výhodně vyrobeno z titanu nebo jeho slitiny, zatímco v případě, že katoda je vyrobena z niklu nebo jeho slitiny, vstupní potrubí sdružené s touto katodou je výhodně vyrobeno z niklu nebo jeho slitiny.

Jako příklady vhodných nevodivých materiálů, z kterých může být vyrobeno napájecí potrubí, mohou být uvedeny fluoropolymery, jakým jsou např. produkty PTFE, FEP a PFA.

Přítomnost elektricky vodivé desky nebo elektricky vodivých desek vzájemně odsazených oddělovačem vytváří oblast elektrolýzy v modulárním elektrolyzéru nebo bipolámím elektrolyzéru kalolisového typu.

Vyčerpaná tekutina a procesní plyn se vyvedou z elektrodové sestavy skrze výstupní systém zahrnující výstupní štěrbinu výstupní sběrač, ve kterém dochází k oddělení plynu od kapaliny, a výstupní otvor. Poškození oddělovače způsobeného vytvořením vzduchové kapsy v blízkosti oddělovače v homí části oblasti elektrolýzy je alespoň omezeno a často vyloučeno uspořádáním výstupního sběrače v oblasti, ve které neprobíhá elektrolýza a která se nachází v elektrodové sestavě nad oblastí elektrolýzy.

Ve výstupním systému směs plynu a kapaliny proudí nahoru z oblasti elektrolýzy skrze výstupní štěrbinu, nalézající se nad odděleními elektrolyzéru, do výstupního sběrače. Hloubka výstupní štěrbiny, která probíhá podél v podstatě celé šířky elektrodové sestavy, je mimo jiné zvolena s ohledem na proudovou hustotu, plochu elektrod a teplotu, takže plynná fáze je rozptýlena ve formě bublin v nepřetržité kapalné fázi. Hloubka výstupní štěrbiny typicky tvoří asi od 5 do 50%, výhodně od 10 do 30 % hloubky elektrodové sestavy, tj. vzdálenosti mezi vnitřní částí plotny a elektrodovou deskou.

Vzájemné oddělování plynu od kapaliny probíhá rychle ve výstupním sběrači, který probíhá v podstatě podél celé šířky elektrodové sestavy. Průřez výstupního sběrače je mimo jiné zvolen s ohledem na proudovou hustotu, plochu elektrody a teplotu tak, že se výstupním sběračem vede vrstvený horizontální proud směsi plynu a kapaliny výhodně s hladkým povrchem.

Proudy plynu a kapaliny jsou vyvedeny z výstupního sběrače skrze jeden nebo více výstupních otvorů, výhodně skrze jeden výstupní otvor, výhodněji umístěný na jednom konci výstupního sběrače. Průřez výstupního otvoru je mimo jiné zvolen s ohledem na proudovou hustotu, plochu elektrod a teplotu tak, že proud kapaliny a plynu vedený skrze výstupní otvor má výhodně formu prstencovité vrstvené proudnice s plášťovou vrstvou kapaliny a středovým jádrem plynu.

Výhoda výše popsaného systému pro kapalinu a plyn spočívá v tom, že nízký tlakový spád zamezuje poklesu rozhraní mezi plynem a kapalinou do oblasti elektrolýzy v elektrodové sestavě, což má za následek vyloučení rizika poškození oddělovače způsobeného vytvořením vzduchových komůrek v blízkosti oddělovače v homí části oblasti elektrolýzy. Další výhoda tohoto výstupního systému pro kapalinu a plyn spočívá v minimalizaci kolísání tlaku, které způsobuje fyzické poškození oddělovače obrušováním o elektrodovou desku. Plášťová vrstva kapaliny vedená po vnitřní stěně výstupního potrubí přináší ještě další výhodu spočívající ve zvýšení odporu tekuti50 nové cesty mezi Články v elektrolyzéru, a tudíž snížení rizika poškození elektrolyzéru korozí způsobenou svodovými proudy.

Ve výhodném provedení vynálezu výstupní sběrač pro kapalinu a plyn má formu pravoúhlé struktury, probíhající v podstatě podél celé šířky elektrodové sestavy. Zadní deska výstupního sběrače tvoří prodloužení zadní části plotny, vybíhající nahoru ve vertikálním směru elektrodové

-11CZ 302573 B6 sestavy. Tato zadní deska je pod úhlem 90° ohnuta do směru k elektrodě kolmého k zadní Částí plotny pro vytvoření vrchní desky výstupního sběrače a dále pod úhlem 90° ohnuta dolů k vytvoření čelní desky sběrače tak, že čelní deska sběrače je v podstatě paralelní se zadní deskou sběrače. Uvedená deska může být případně ohnuta pod úhlem 90° zpátky k zadní desce sběrače k vytvoření spodní desky sběrače a dále pod úhlem 90° ohnuta dolů k vytvoření Čelní desky výstupní štěrbiny. Alternativně čelní deska výstupní Štěrbiny může být tvořena prodloužením Četní desky výstupního sběrače.

Při spodní části výstupní štěrbiny čelní deska je pod úhlem 90° ohnuta do směru od zadní desky a do směru kolmého k zadní desce k vytvoření vrchní desky plotny. Tato vrchní deska je potom pod úhlem 90° ohnuta nahoru k vytvoření přírubové části plotny.

Výška přírubové částí účinně definuje vertikální vedení proudu plynu a kapaliny skrze výstupní Štěrbinu a pravoúhlá komora nad přírubovou částí tvoří výstupní sběrač. Typicky výška přírubové části je asi od 20 do 80 % výšky výstupního sběrače.

Plochá těsnění pro utěsnění oddělovače mezi přírubovými částmi ploten v bipolámích elektrolyzérech podle vynálezu, která mohou být rozdílná v anodových a katodových sestavách, jsou vyrobena z materiálu s vhodnou chemickou odolností a vhodnými fyzickými vlastnostmi. Jako příklad takového materiálu může být uvedena změkčená pryskyřice EPDM. V případě, že materiál nemá vhodnou kombinaci chemické odolnosti a fyzických vlastnostech, ploché těsnění, vyrobené z materiálu, majícího vhodné chemické vlastnosti, může být opatřen chemicky odolným pláštěm, kterýje vyroben, např. z produktu PTFE, a který pokrývá vnitřní okraj plochého těsnění.

Ploché těsnění může mít formu rámu, výhodně nepřetržitého rámu, takže když dvě plochá těsnění jsou uspořádána na obou stranách oddělovače a jsou zatížena tlakem skrze přírubové částí, je dosaženo hermetické utěsnění modulu.

Ploché těsnění je uspořádáno mezi anodou a oddělovačem a mezi katodou a oddělovačem.

Uvedený rám může mít libovolnou konfiguraci, která umožňuje hermetické utěsnění oddělovače v modulu nebo oddělení. Rám má typicky čtvercovou nebo obdélníkovou konfiguraci. Průřez rámu může mít libovolnou konfiguraci, která umožňuje účinné utěsnění oddělovače. Tak např., tento rám může mít kruhový trojúhelníkový nebo čtvercový průřez avšak je výhodný obdélníkový průřez s tím, že rozměr ve směru kolmém k rovině plochého těsnění je menší než rozměr v rovině plochého těsnění.

Výhodně průřez rámu plochého těsnění zahrnuje výstupek, který probíhá v podstatě podél celého obvodu rámu pro záběr s oddělovačem, přičemž tento výstupek je opatřen na vnitřním nebo/a vnějším okraji rámu.

Uvedený výstupek může mít libovolný tvar, který umožňuje těsné sevření oddělovače, avšak výhodně má hruškovou konfiguraci, jako je např. konfigurace s částečně kruhovým průřezem.

Při použití se každá strana oddělovače uvede do záběru s příslušným těsněním tak, že výstupky plochých těsnění jsou vzájemně vyrovnány, přičemž tyto výstupky při jejich stlačení způsobí lokální sevření plochého těsnění kolem celého obvodu plochých těsnění k zamezení průsaku článkových tekutin skrze strukturu oddělovače nebo podél struktury oddělovače z vnitřku oddělení, ve kterém probíhá elektrolýza, do míst nalézajících se vně tohoto oddělení. Toto provedení plochého těsnění je zejména účinné v zabránění průsaku článkových tekutin, když oddělovač je zdrsněn nebo má nerovnoměrný povrch, který je způsoben, např. přítomností výztužného síta, nebo obsahuje kanálky vytvořené rozpuštěním obětovaných komponent uvnitř oddělovače; nebo když elektrolýza v oddělení elektrolýzy probíhá pri tlaku vyšším, než je atmosférický tlak.

- 12CZ 302573 B6

V modifikovaném provedení každé ploché těsnění může být opatřeno výstupkem na opačné straně pro záběr s příslušnou přírubovou částí elektrodové sestavy.

Ploché těsnění nebo rám může zahrnovat otvory pro vedení těsnicích šroubů skrze tyto otvory, zejména v případě, že ploché těsnění je použito v modulu.

V případě, že ploché těsnění je opatřeno výše uvedeným chemicky odolným pláštěm, tento plášť může pokrývat výstupek pro sevření plochého těsnění.

Elektrolýza podle vynálezu může probíhat při vysoké proudové hustotě, jako je např. proudová hustota větší než 4,5 kA/m².

Oddělovače je výhodně tvořen v podstatě elektrolyt-nepropouštějící iontoměničovou membránou. Avšak není vyloučena možnost použití porézní elektrolyt-nepropouštéjící membrány.

V případe, že oddělovač je tvořen iontoměničovou membránou, tato membrána může být vyrobena z libovolného vhodného iontoměniěového materiálu.

Iontové perm selektivní membrány pro produkci chloru a alkálie jsou dobře známé ze stavu techniky. Membrána je výhodně vyrobena z fluor-obsahujícího polymerního materiálu obsahujícího aniontové skupiny. Výhodně tímto materiálem je aniontové skupiny-obsahující polymer obsahující všechny vazby C-F a žádní vazby C-H.

Membrána může mít formu jednovrstvé nebo vícevrstvé fólie. Membrána může být zesílena tím, že je při laminována nebo potažena na tkanou tkaninu nebo mikroporézní fólii. Kromě toho, membrána může být na jedné nebo obou stranách pokryta chemicky odolným potahem k zlepšení smáčení membrány a uvolňování plynu.

V případě, že membrána, která nese povrchový potah, je použita v chloralkalických aplikacích, povrchový potah je typicky vytvořen z oxidu kovu, inertnímu k chemickému prostředí, jakým je např. zirkonium.

Vhodné membrány pro chloralkalické aplikace jsou dostupné pod obchodním označením „Nafion“ u společnosti Ε I Du Pont de Nemeurs and Co. Ibc., „Flemion“ u společnosti Asahi

Glass Co. Ltd. a „Aciplex“ u společnosti Asahi Chemical Co. Ltd.

Oddělovač je umístěn mezi přilehlými anodovými deskami a katodovými deskami, čímž odděluje anodovou sestavu od katodové sestavy.

Mezera mezi anodovou a katodovou mezerou je vhodně v rozmezí od 3 do 0 mm, výhodně od 1 do 0 mm. Tudíž, když mezera mezi anodou a katodou je rovna nule, anody a katody modulu jsou v kontaktu s oddělovačem.

V bipolámích elektrolyzérech, opatřených v podstatě nepropustnou ionto-měničovou membrá45 nou, vodný roztok chloridu alkalického kovu se přivádí do anodové sestavy bipolámího elektrolyzéru a chlór a vyčerpaný vodný roztok chloridu alkalického kovu se odvádí z anodové sestavy bipolámího elektrolyzéru, zatímco vodík a hydroxid alkalického kovu se odvádí z katodové sestavy bipolámího elektrolyzéru.

Anodová deska v elektrodové sestavě může být kovová, přičemž zvolení kovu s vhodnými vlastnostmi závisí na vlastnostech elektrolytu, který má být elektrolýzo ván v elektrolyzéru. Výhodným kovem je kov tvořící tenké povlaky, a to zejména v případě, že vodný roztok chloridu alkalického kovu má být elektro lyžován v elektrolyzéru. Tento kov může být vybrán z množiny kovů zahrnující titan, zirkon, niob, tantal nebo wolfram nebo může být slitinou jednoho nebo více kovů

- 13 CZ 302573 B6 zvolených z této množiny, přičemž tento kov má anodické polarizační vlastnosti srovnatelné s anodickými polarizačními vlastnostmi titanu.

Anodová deska má potah z elektricky vodícího elektrokatalyticky aktivního materiálu. Zejména v případě, že vodný roztok chloridu alkalického kovu má být elektrolyzován, tento potah může, např. obsahovat jeden nebo více kovů z platinové skupiny kovů, zahrnující platinu, rhodium, iridium, rutheruthenium, osmium a palladium.

Elektricky vodící elektrokatalyticky aktivní materiály pro použití jako anodové potahy v elektrolyzéru jsou dobře známé ze stavu techniky a jsou popsány, např. v patentu EP 0 052 986, ΕΡ 0 107 934aEP0 129 374.

Pro katodovou desku v elektrodové sestavě se může použít libovolný vhodný kov, kterýje odlišný od tenké povlaky-tvořícíbo kovu anody, samozřejmě za předpokladu, že kov použitý pro katodovou desku je vodivý a je odolný vůči elektrolytu použitého v elektrolytickém článku. Výhodně katodová deska je vyrobena z niklu nebo slitiny niklu nebo z jiného materiálu, který má vnější čelní stranu z niklu nebo ze slitiny niklu. Tak např., katodová deska může zahrnovat jádro jiného kovu, jakým je např. ocel nebo měď, a vnější plášť z niklu nebo slitiny niklu. Niklu nebo slitině nikluje dána přednost kvůli odolnosti tohoto materiálu proti korozi v elektrolytickém článku, ve kterém vodný roztok chloridu alkalického kovu je elektrolyzován, a kvůli dlouhodobému vodíkovému předpětí niklu nebo slitiny niklu.

Katodová deska může být upravena pro zvýšení její povrchové plochy, např. pískováním.

Katodová deska může být opatřena elektrovodivým elektrokatalyticky aktivním potahem. Elektricky vodivé elektrokatalytické aktivní materiály pro použití jako katodové potahy v elektrolyzéru jsou dobře známé ze stavu techniky a jsou popsány, např. v patentech EP 0 479 423, WO 95/05499, WO95/05498, EP 0 546 714, WO 96/24705, EP 0 052 986 a EP 0 107 934.

Elektrodová deska může mít libovolnou žádoucí strukturu. Tak např., elektrodová deska může obsahovat množinu vrstev. Avšak výhodně každá elektrodová deska je tvořena perforovanou deskou, tj. může být děrována, nebo může mít formu expandovaného kovu, nebo může být tkaná nebo netkaná, nebo může mít žaluziovou strukturu. Nej výhodněji anodové a katodové desky mají formu sít.

Jak to bylo výše uvedeno, plotna v elektrodové sestavě je obecně ze stejného materiálu jako elektricky vodivá deska. Plotna má typicky takovou tloušťku, že je ohebná, výhodně pružná.

V anodových a katodových sestavách je výhodně uspořádána jedna nebo několik přepážek k vytvoření prvního kanálku mezi první stranou přepážky a elektrodovou deskou a druhého kanálku mezi druhou stranou přepážky a vnitřní částí plotny, přičemž první a druhý kanálek jsou ve vzájemném spojení, výhodně alespoň při horní a dolní části elektrodové sestavy nebo v blízkosti horní a dolní části elektrodové sestavy. První kanálek poskytuje vedení pro vzestupné proudění solanky plněné plynem k výstupnímu sběrači při horní části elektrodové sestavy. Druhý kanálek poskytuje vedení pro sestupné proudění odplyněné solanky ke spodní části elektrodové sestavy. Přepážky výhodně probíhají ve vertikálním směru. Přepážky využívají zdvihacího účinku generovaného plynu ke zvýšení cirkulace tekutiny a míšení tekutiny, které přináší jisté výhody.

Zlepšené míšení anodové a katodové sestavy minimalizuje zahušťování roztoku a teplotní gradienty uvnitř sestav, čímž prodlužuje dobu životnosti anodového potahu a membrány. Zejména v anodové sestavě zlepšené míšení umožňuje použití vysoce kyselé solanky k dosažení nízkých hodnot kyslíku v chlóru bez rizika poškození membrány způsobené protonací. Zlepšené míšení v katodové sestavě umožňuje přímou dodávku deionizované vody k ponechání konstantní hladiny koncentrace kaustické složky pro vyvedení koncentrované kaustícké složky.

- 14CZ 302573 B6

Šikmá přepážková deska uspořádaná v horní části elektrodové sestavy dále zvyšuje vzájemné oddělení kapaliny a plynu zrychlením vzestupného proudu směsi kapaliny a plynu z oblasti elektrolýzy, které způsobuje zvýšení sjednocování plynových bublin.

Přepážky jsou vyrobeny z materiálu, který je odolný vůči chemickému prostředí v článku. Přepážky v anodové sestavě mohou být vyrobeny z fluoropolymeru nebo vhodného kovu, jakým je např. titan nebo jeho slitina. Přepážky v katodové sestavě mohou být vyrobeny z fluoropolymeru nebo vhodného kovu, jakým je např. nikl.

V anodové sestavě přepážky, jsou-li přítomny, jsou výhodně připevněny k dovnitř vybíhajícím výstupkům v anodové plotně. V katodové sestavě přepážky, jsou-li přítomny, jsou výhodně připevněny ke sloupkům.

Přepážka může mít jednodílnou strukturu, probíhající v horizontálním směru v elektrodové sestavě nebo výhodně obsahuje množinu dílů, výhodně dva díly, z nichž každý probíhá v elektrodové sestavě s tím, že mezi jednotlivými díly je horizontální mezera. V případě, že je použita dvoudílná přepážka, spodní díl podporuje recirkulaci tekutiny a vrchní díl pomáhá v udržení oblasti pro poklesnutí pěny při vrchní části sestavy, když provoz probíhá pri vysokých proudových husto20 tách.

Při provozu množina bipolárních elektrolyzérů podle vynálezu může být uspořádána tak, že jsou elektricky napájeny ze stejného usměrňovače.

Tekutina je výhodně dodávána paralelně do všech modulů v modulárním bipolámím elektrolyzéru podle vynálezu ze stejného solankového a kaustického rozváděče.

Výstupní solankové a kaustické kapaliny jsou vyvedeny paralelně ze všech modulů v modulárním bipolámím elektrolyzéru podle vynálezu ke společným solankovým a kaustickým sběračům.

Moduly v modulárním bipolámím elektrolyzéru podle vynálezu jsou připevněny v proud-nesoucím rámě a jsou drženy dohromady libovolnými konvenčními prostředky, jakými jsou např. šrouby, svěrky, hydraulické nebo pneumatické prostředky.

Modulární bipolámí elektrolyzér a bipolámí elektrolyzér kalolisového typu podle vynálezu jsou zejména použitelné ve výrobě chlóru elektrolýzou vodných roztoků chloridu alkalických kovů, zejména vodného roztoku chloridu sodného.

Elektrodová sestava podle vynálezu může být použita jako proudové distribuční zařízení v elek40 trolytickém článku opatřeném iontoměničovou membránou, která tvoří tzv. pevný polymerní elektrolyt.

Vynález byl popsán na elektrodové sestavě vhodné pro použití v elektrolyzéru pro elektrolýzu vhodného roztoku halogenidů alkalických kovů. Avšak je zřejmé, že tato elektrodová sestava může být použita v elektrolyzérech, ve kterých mohou být elektrolyzovány jiné roztoky, nebo v jiných typech elektrolytických článků, jakými jsou např. palivové články.

Podle dalšího hlediska předmětem vynálezu je elektrodová sestava zahrnující:

i) plotnu s vnitřní částí a přírubovou částí obklopující okraj vnitřní části pro nesení plochého těsnicího prostředku pro utěsnění oddělovače mezi přírubovými částmi přilehlých elektrodových sestav;

ii) elektricky vodivou desku odsazenou od plotny; a

- 15 CZ 302573 B6 iii) prostředek, který případně zahrnuje množinu elektricky vodivých prvků, ke kterým je elektricky vodivě připevněna elektricky vodivá deska, a který poskytuje elektricky vodivé cesty mezi plotnou a elektricky vodivou deskou;

přičemž podstata této elektrodové sestavy spočívá v tom, že elektricky vodivé prvky v případě, že jsou přítomny, mají formu sloupků, přičemž v případě, že elektrodová sestávaje anodovou sestavou, vnitrní část plotny je opatřena množinou dovnitř vybíhajících výstupků a v případě, že elektrodová sestávaje katodovou sestavou, vnitřní část plotny je opatřena množinou ven vybíhajících výstupků.

Přehled obrázků na výkresech

Za účelem lepšího pochopení vynálezu v následující části této přihlášky vynálezu je uveden popis příkladů provedení vynálezu, ve kterém jsou činěny odkazy na přiložené výkresy, na kterých obr, 1 zobrazuje vrchní část elektrodové sestavy podle vynálezu ve formě anodové sestavy, obr. 2 zobrazuje vrchní část elektrodové sestavy podle vynálezu ve formě katodové sestavy, obr. 3 zobrazuje vrchní část bipolámí jednotky podle vynálezu, obr. 4 zobrazuje vrchní část modulu podle vynálezu, obr. 5 zobrazuje anodovou sestavu modulu podle vynálezu, obr. 6 zobrazuje průřez spodní části modulu podle vynálezu, obr. 7 a 8 zobrazuje prostorný resp. boční pohled na abrazivní zařízení, obr. 9 zobrazuje jedno provedení plochého těsnění pro použití s elektrodovou sestavou podle vynálezu, obr. 10 zobrazuje zvětšený detail části plochého těsnění zobrazeného na obr. 9, a obr. 11 zobrazuje průřez plochého těsnění zobrazeného na obr. 9.

Příklady provedení vynálezu

Jakje to zřejmé, z obr. 1 a 2, plotna I je tvořena přírubovou částí 2 a vnitřní částí 3, ve které jsou vytvořeny dovnitř vybíhající výstupky 4 ve tvaru komolého kuželu resp. vně vybíhající výstupky 5 ve tvaru komolého kuželu. Ke každému dovnitř vybíhajícímu výstupku 4 resp. vně vybíhajícímu výstupku 5 je elektricky připojen elektricky vodivý sloupek 6, ke kterému je připevněna hvězdice (není zobrazena). Z obrázků je zřejmé, že sloupky 6 sdružené s katodovou sestavou jsou značně delší než sloupky 6 sdružené s anodovou sestavou. Pokud jde o anodovou sestavu, sloupky mohou být úplně vynechány. V tomto případě anodová deska může být bud’ přímo spojena s příslušnou plotnou nebo může být spojena s touto plotnou přímo skrze hvězdice. Elektrodová deska 8 má typicky formu síta aje spojena s hvězdicemi. Mezi koncem sloupku 6 a elektrodovou deskou 8 je uspořádána elektricky izolační podložka 9. V elektrodových deskách 8 v místech, kde sloupky 6 mají být připevněny k příslušným elektrodovým deskám 8, jsou vytvořeny otvory, dovnitř kterých jsou uloženy izolační podložky 9. Jakje to zřejmé z obr. 4, přírubové Části 2 jsou opatřeny přírubovými podložkami 2b, ve kterých jsou vytvořeny první otvory 10B. Tylo první otvory 10B se kryjí s druhými otvory JO, které jsou vytvořeny v přírubových částech 2. Skrze první otvory i OB a druhé otvory 10 jsou vedeny šrouby (nejsou zobrazeny) k přišroubování anodové sestavy a katodové sestavy společně s plochým těsněním a membránou pro vytvoření modulu podle vynálezu. Podél vrchního okraje plotny 1 probíhá výstupní sběrač TT Proud tekutiny od výstupního sběrače H se uskutečňuje skrze výstupní štěrbinu 35, která se nachází na vrchním konci každé elektrodové sestavy, přičemž tato výstupní štěrbina 35 je vytvořena tak, že je uspořádána přímo nad elektrodovou deskou 8 a pod odsazenými válcovitými trubicemi 36, které

- 16CZ 302573 B6 se kryjí s otvory ve vnitřní Části 3 a přírubové části 2, a které přemosťují hlavní vertikální steny výstupního sběrače JJ.. Tudíž proud tekutiny se vede skrze výstupní štěrbinu 35 a dále kolem trubic 36 do výstupního sběrače 11.

Elektrodové sestavy podle vynálezu mohou být použity v elektrolyzérech kalolisového typu, modulárních článcích a palivových článcích. Obr. 3 zobrazuje jednotku, ve které dvě elektrodové sestavy jsou sdruženy pro vytvoření bipolámí elektrodové sestavy pro použití v elektrolyzéru kalolisového typu nebo palivového Článku. V tomto případě jsou elektrodové sestavy sestaveny tak, že vně vybíhající výstupky 5 zapadají do příslušných dovnitř vybíhajících výstupků 4. Obr. 4 to zobrazuje jednotku, ve kteréjsou elektrodové sestavy spojeny dohromady společně oddělovačem uspořádaným mezi těmito elektrodovými sestavami pro použití v modulárním elektrolyzéru nebo v palivovém článku. V obou případech je zřejmé, že, když jsou jednotky z množiny jednotek sestaveny, výsledného efektu se dosáhne tím, že výstupky přilehlých anod a katod bez ohledu nato, zda se jedná o část stejné jednotky nebo části oddělených jednotek, vzájemně do sebe zapa15 dají.

Jak je to zřejmé zobr. 3, zobrazující bipolámí sestavu, anodová sestava, zobrazená na obr. 1, a katodová sestava, zobrazená na obr. 2, jsou uspořádány tak, že jejich zadní strany jsou přilehlé jedna k druhé, a elektricky vodivě spojeny abrazivním prvkem 12, uspořádaným mezi dovnitř vybíhajícím výstupem 4 na anodové sestavě a vně vybíhajícím výstupkem 5 na katodové sestavě, přičemž uspořádání je takové, že, když obě sestavy jsou tlačeny jedna k druhé, abrazivní prvek J2 poskytuje žádoucí elektrické spojení mezi vrcholy vně vybíhajících výstupků 5 a základnami dovnitř vybíhajících výstupků, a tudíž mezi sloupky 6 vybíhajícími k elektrodovým deskám 8.

Jak je to zřejmé z obr. 4, zobrazujícího modulární elektrodovou sestavu, anodová sestava, zobrazená na obr. 1, a katodová sestava, zobrazená na obr. 2, jsou spojeny šrouby (nejsou zobrazeny) probíhajícími druhými otvory 10 vytvořenými v přírubových částech 2. Mezi membránovými plochými těsněními J_4 umístěnými mezi přírubovými částmi 2 je těsně sevřena membrána JJ. Hvězdice 7, které nejsou zobrazeny na obr. 1 až 3, poskytují elektricky vodivé cesty mezi sloup30 ky 6 a elektrodovými deskami 8. Hvězdice 7 zahrnují kotoučové středové části 40, které jsou připevněny ke koncům sloupků 6, např. svarovým spojem, šrouby nebo svěrkami, a množinu ramen 38, která radiálně vybíhají z kotoučové středové části 40 a jsou připevněny při volných koncích, např. svarovým spojem, k příslušné elektrodové desce 8. Jednotlivá ramena 38 jsou obvykle rovnoměrně rozdělena kolem obvodu kotoučové středové části 40, tj. ramena 38 z každé dvojice sousedních ramen svírají stejný úhel, takže dodávka proudu skrze sloupky 6 je distribuována do množiny rovnoměrně odsazeních bodů obklopující dotyčný sloupek 6. Zejména v případě, že elektrodové sestavy jsou určeny pro použití v elektrolýzách halogenidů alkalických kovů, katodové hvězdice mohou být vyrobeny z materiálu, jakým je např. nerezavějící ocel, nikl nebo měď, zatímco anodové hvězdice jsou vyrobeny z ventilového kovu nebo z jeho slitin. Ramena 38 hvězdic 7, která jsou sdružena s anodovou sestavou, jsou poněkud kratší, než ramena 38 hvězdic 7, která jsou sdružena s katodovou sestavou.

Ve skutečnosti, v průběhu výroby elektrodových sestava hvězdice 7 mohou být přivařeny nebo nějakým jiným způsobem připevněny k elektrodovým deskám 8 a potom mohou být přivařeny nebo nějakým jiným způsobem připevněny ke sloupkům 6. Toto uspořádání umožňuje nahrazení nebo opravení anodových/katodových desek nebo obnovu/nahrazení libovolného elektrokatalyticky aktivního povlaku na těchto deskách.

Jak je to zřejmé z obr. 5, anodová sestava s dovnitř vybíhajícími výstupky 4 v plotně 3 je opatře50 na napájecím potrubím JJ vybíhajícím ke vstupnímu potrubí (není zobrazeno) pro solný roztok a výstupním potrubím 16 pro chlór nebo vyčerpané solankové směsi. Katodová sestávaje opatřena katodovým napájecím potrubím J7 vybíhajícím ke vstupnímu potrubí (není zobrazeno) pro kaustickou složku a katodové výstupní potrubí 18 pro vodík a kaustické směsi.

- 17CZ 302573 B6

Jak je to zřejmé z obr. 6, anodová sestávaje opatřena anodovým napájecím potrubím 15, které je soustředné s anodovým vstupním potrubím J_9, ve kterém jsou vytvořeny anodové výstupní otvory 24, a anodovými přepážkami 21, které jsou připevněny na dovnitř vybíhajících výstupkách 4. Katodová sestava je opatřena katodovým napájecím potrubím 17, které je soustředné se vstupním katodovým potrubím 20, ve kterém jsou vytvořeny katodové vstupní otvory 23, a katodovými přepážkami 22, které jsou připevněny na sloupcích 6. Anodové vstupní otvory 24 a katodové vstupní otvory 23 v anodovém vstupním potrubí 19 resp. v katodovém vstupním potrubí 20 jsou vytvořeny tak, že se tekutina proudící z těchto otvorů vede směrem k zadním částem ploten za anodové přepážky 21 a katodové přepážky 22 pro napomáhání míšení. Anodové přepážky 24, a katodové přepážky 22 slouží k rozdělení anodových a katodových oddělení do dvou vzájemně spojených zón k poskytnutí výše uvedené kapalinové recirkulace. Anodové přepážky 21 a katodové přepážky 22 (nejsou zobrazeny na obr. 1 až 3) probíhají vertikálně uvnitř anodových resp. katodových oddělení ze spodních konců elektrodových sestav k horním koncům těchto sestav a vytvářejí dva kanály uvnitř každé elektrodové sestavy, které jsou spojeny alespoň při spodních a horních koncích elektrodových sestav.

Jak je to zřejmé z obr. 7 a 8, abrazivní prvek 1_2 je tvořen tlačnou podložkou 35, která je na obou čelních stranách opatřena ostrými výstupky 34, takže, když přilehlá anodová sestava a katodová sestava jsou tlačeny jedna k druhé, ostré výstupky 34 se zadírají do materiálů katodové a anodové plotny.

Jak je zřejmé z obr. 9 a 11, každé membránové ploché těsnění H může mít pravoúhlou konfiguraci s druhými otvory 10 určenými pro vyrovnání s prvními otvory 10B vytvořenými v přírubových Částech 2, takže membránové ploché těsnění 14 se stlačí, když elektrodové sestavy se přitáhnou jedna k druhé k sevření oddělovače/membrány 13 mezi těmito elektrodovými sestavami. Každé membránové ploché těsnění 14 má při vnitřním okraji zvětšenou tloušťku k vytvoření výstupku 30, který vybíhá za rovinu membránového plochého těsnění 14 na jedné straně tohoto těsnění. Membránová plochá těsnění J_4 jsou s elektrodovými sestavami sestaveny tak, že jejich výstupky 30 jsou v kontaktu s přilehlými stranami membrány 13. V oblasti kontaktu s membránou J_3 průřez každého výstupku 30 může mít tvar části kruhu. V důsledku lokálního zvětšení tloušťky membránového plochého těsnění, rovněž i v důsledku skutečnosti, že membrána je stlačena a utěsněna mezi přilehlými plochými stranami membránových plochých těsnění, membrána 13 je dodatečně sevřena mezi výstupkami 30, což vede k vytvoření tlačného těsnění, které je zejména účinné pri zabránění prosakování článkové tekutiny skrze strukturu membrány nebo podél struktury membrány.

Plochá membránová těsnění 14 jsou rovněž opatřeny na vnitřních okrajích pláštěm 32 z chemicky odolného materiálu, jakým produkt PTFE. V modifikovaném provedení každé ploché těsnění může být opatřeno výstupkem na straně opačné ke straně, ze které vybíhají výstupky 30, k uvedené do kontaktu příslušnou přírubovou částí 2.

V případě, zeje žádoucí vyměnit anodovou nebo katodovou desku elektrodové sestavy, anodová nebo katodová deska může být vyjmuta z elektrodové sestavy sejmutím podložek 9 a obnažením kotoučových středních částí 40 hvězdic 7, umožňujícím jejich odpojení od sloupků 6 nebo přímo od elektrodové plotny nebo bipolámí desky, v případě, že nejsou přítomny sloupky 6. Tak např., v případě, že kotoučové střední Části hvězdic jsou privařeny, např. bodovými svarovými spoji, odpojení těchto středových částí může být provedeno vyvrtáním svarových spojů použitím vrtacího nebo obráběcího nástroje. V případě, že kotoučové středové částí jsou připevněny ke sloupkům nebo k plotnám šrouby nebo svěrkami, odpojení těchto středových částí může být uskutečněno vyjmutím šroubů nebo těchto svěrek. V některých případech svařovací systém použitý k připevnění středových částí může být proveden tak, že poskytuje pouze slabé svarové spoje, takže hvězdice mohou být odpojeny od sloupků, ploten nebo bipolámích desek jednoduše přerušením těchto svarových spojů použitím fyzické síly. Po odpojení hvězdic anoda nebo katoda může být vyjmuta a nahrazena novou elektrodovou sestavou zahrnující anodu nebo katodu s řadou hvězdic, které jsou uspořádány tak, že jejich umístění odpovídá umístění sloupků nebo

- 18CZ 302573 B6 výstupků v případě, že sloupky nejsou použity. Nové nebo renovované elektrodové sestavy jsou potom fyzicky nebo elektricky opětovně připevněny, např. svarovými spoji, šrouby nebo svěrkami.

V případě, že způsob připevnění hvězdic nezahrnuje použití svarových spojů, tj. zahrnuje použití, např. šroubů nebo svěrek, ke středových částem hvězdic nebo/a na povrch sloupků, ploten nebo bipolámích desek mohou být přiloženy prostředky pro zvýšení vodivosti, jakými jsou např. podložky, abrazivní kotouče nebo vodivé potahy. Případně tam, kde je žádoucí zajistit dobrý fyzikální a elektrický spoj s náhradní anodou nebo katodou, hrubé povrch sloupků, ploten nebo bipolárních desek, které se vytvořily při odstraňování elektrodových sestav, mohou být upraveny broušením, pískováním, pilováním, apod.

Claims (20)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Elektrodová sestava zahrnující plotnu (1) s vnitřní částí (3) a přírubovou částí (2) probíhající podél okraje vnitřní části (3) pro nesení plochého těsnicího prostředku (14) k utěsnění oddělovače (13) mezi přírubovými částmi (2) v přilehlých elektrodových sestavách, přičemž oddělovač (13) je umístěn mezi povrchem anody (8) první elektrodové sestavy a povrchem katody (8) druhé elektrodové sestavy tak, že povrch anody (8) je v podstatě paralelní s povrchem katody (8) aje přilehlý k povrchu katody (8), avšak je izolován od povrchu katody (8), odsazen od povrchu katody (8) uvedeným oddělovačem (13) a hermeticky připevněn k oddělovači (13); elektricky vodivou desku (8) odsazenou od plotny (1); vstup pro tekutinu; a výstup (11) pro tekutinu; vyznačená tím, že elektricky vodivá deska (8) je elektricky spojena s plotnou (1) prostředkem, který má případně formu množiny elektricky vodivých prvků (6), ke kterým je elektricky vodivě připevněna elektricky vodivá deska (8), a které poskytují elektricky vodivé cesty mezi plotnou (1) a elektricky vodivou deskou (8), přičemž v případě, že elektricky vodivá deska je tvořena anodovou deskou, elektricky vodivá deska může být případně přímo elektricky spojena s plotnou, přičemž v případě, že elektrodová sestava je tvořena anodovou sestavou, vnitřní část (3) plotny (1) je opatřena množinou dovnitř vybíhajících výstupků (4), a v případě, že elektrodová sestávaje tvořena katodovou sestavou, vnitřní část (3) plotny (1) je opatřena množinou vně vybíhajících výstupků (5), takže dovnitř vybíhající výstupky (4) ve vnitřní části (3) plotny (1) anodové sestavy kopírují vně vybíhající výstupky (5) ve vnitřní části (3) plotny (1) přilehlé katodové sestavy v sestavě zahrnující množinu elektrodových sestav.

2. Elektrodová sestava podle nároku 1, vyznačená tím, že elektricky vodivé desky (8) jsou pružné.

3. Elektrodová sestava podle nároku 1 nebo 2, vyznačená tím, že každý výstupek (4, 5) je elektricky vodivě spojen s elektricky vodivým prvkem (6).

4. Elektrodová sestava podle některého z nároků laž3, vyznačená tím, že výstupky (4, 5) jsou odsazeny jeden od druhého v prvním směru a ve směru příčném k tomuto prvním směru.

5 sestavení dvou nebo více modulů na připevňovacím rámě do série, a to jak mechanicky tak i elektricky, a poskytnutí desky pro distribuci proudu při každém konci elektrolyzéru, vyznačený tím, že moduly jsou tvořeny moduly podle nároku 26.

44. Bipolámí jednotka podle nároku 24 nebo modul podle nároku 26, vyznačený tím, to že anodová deska (8) nebo/a katodová deska (8) má elektrokatalyticky aktivní povrch.

45. Bipolámí jednotka podle nároku 24 nebo modul podle nároku 26, vyznačený tím, že délka elektricky vodivé cesty mezi anodovou plotnou a anodovou deskou je kratší než délka elektricky vodivé cesty mezi katodovou plotnou a katodovou deskou.

46. Elektrodová sestava, zahrnující plotnu (1), která má základnu a boční stěny, které vybíhají ze základny pro vytvoření tekutinu-přijímající vnitřní částí (3); a elektrodovou deskou (8) připevněnou tak, že je přivrácená k vnitrnímu povrchu základny a odsazená od vnitrního povrchu základny, vyznačená tím, že na základě plotny (1) je uspořádána množina dutých

20 výstupků (5), vybíhajících ve směru pryč od elektrodové desky (8), přičemž uvnitř každého dutého výstupku se nachází elektricky vodivý prvek (6), poskytující elektrická spojení mezi vrcholem výstupku (5) a elektrodovou deskou (8).

47. Elektrodová sestava podle nároku 46, vyznačená tím, že každý elektricky vodivý

25 prvek (6) je tvořen sloupkem, který je elektricky spojen s elektrodovou deskou (8) skrze množinu vodivých ramen (38), které radiálně vybíhají ze sloupku (6).

48. Elektrodová sestava, zahrnující plotnu (1), která má základnu a boční stěny, které vybíhají ze základny pro vytvoření tekutinu-přijímající vnitřní části (3); a elektrodovou desku (8), připev30 něnou tak, že je přivrácená k vnitřnímu povrchu základny a je odsazena od vnitřního povrchu základny, vyznačená tím, že na základě plotny (1) je uspořádána množina dutých výstupků (4, 5), přičemž s každým výstupkem (4, 5) je sdružen proudový nosič (7), který poskytuje elektrické spojení mezi vrcholem výstupku (4, 5) a elektrodovou deskou (8) a je spojen s elektrodovou deskou skrze množinu elektricky vodivých ramen (38), které jsou v kontaktu

35 s elektrodovou deskou (8) na různých místech.

49. Elektrodová sestava podle některého z nároků 1 až 23, 40 a 46 až 48, vyznačená tím, že všechny výstupky (4, 5) elektrodové sestavy vybíhají výhradně v jednom směru.

40 50. Elektrodová sestava podle některého z nároků 46 až 49, vyznačená tím, že zahrnuje jednu nebo více přepážek (21, 22) umístěných mezi základnou plotny (1) a elektrodovou deskou tak, že rozdělují prostor mezi základnou a elektrodovou deskou (8) do dvou vzájemně spolupracujících proudových zón.

45 51. Elektrodová sestava podle některého z nároků 47, vyznačená tím, že zahrnuje jednu nebo více přepážek (22) umístěných mezi základnu plotny (1) a elektrodovou desku (8) tak, že rozdělují prostor mezi základnou a elektrodovou deskou do dvou vzájemně spolupracujících proudových zón, přičemž přepážky (22) jsou připevněny na uvedených sloupkách (6).

50 52. Elektrodová sestava podle nároku 48, vyznačená tím, že má formu anodové sestavy, ve které výstupky (4) vybíhají ve směru k anodové desce (8), přičemž sestava zahrnuje jednu nebo více přepážek (21) připevněných na výstupcích (4) mezi základnou plotny (1) a elektrodovou deskou (8) tak, že rozdělují prostor mezi základnou a elektrodovou deskou do dvou vzájemně spolupracujících proudových zón.

-23 CZ 302573 Β6

53. Elektrodová sestava pro použití s elektrodovou sestavou podle některého z nároků 1 až 23, 40 a 46 až 52, vyznačená tím, že zahrnuje elektricky vodivou desku (8) a řadu proudových nosičů (7) připevněných k hlavní čelní straně elektricky vodivé desky, přičemž každý proudový nosič zahrnuje množinu ramen (38) spojených k elektricky vodivé desce (8).

54. Elektrodová sestava podle nároku 53, vyznačená tím, že elektricky vodivá deska (8) je opatřena na alespoň hlavní čelní straně elektrokatalyticky aktivním potahem.

55. Elektrodová sestava podle nároku 54, vyznačená tím, že všechny proudové nosiče (7) jsou připevněny k elektricky vodivé desce (8) na její druhé straně, zejména na čelní straně nepokryté uvedeným potahem.

56. Elektrodová sestava podle některého z nároků 53 až 55, vyznačená tím, že každý proudový nosič (7) zahrnuje středovou připevňovací část (40), z které radiálně vybíhají ramena (38).

57. Elektrodová sestava podle některého z nároků 53až56, vyznačená tím, že ramena (38) jsou pružná k umožnění jejich ohnutí.

58. Elektrodová sestava podle některého z nároků 53 až 57, vyznačená tím, že proudové nosiče (7) jsou vyrobeny ze stejného materiálu jako elektricky vodivá deska (8).

59. Elektrodová sestava podle některého z nároků 53 až 58, vyznačená tím, že elektricky vodivá deska (8) je perforovaná.

60. Proudový nosič (7) pro použití s elektrodovou sestavou podle některého z nároků 1 až 23, 40, a 46 až 52, vyznačený tím, že zahrnuje středovou připevňovací část (40), ze které radiálně vybíhá množina ramen (38), jejichž odlehlé konce leží v rovině odlišné od roviny, ve které leží středová připevňovací část.

61. Elektrodová sestava nebo proudový nosič podle nároků 58, 59 nebo 60, vyznačený tím, že proudový nosič nebo proudové nosiče (7) jsou vyrobeny z kovu zvoleného z množiny zahrnující titan, zirkonium, niob, tantal, wolfram, nikl nebo slitinu obsahující v podstatě jeden nebo několik těchto kovů.

62. Plochý těsnicí prostředek (14) elektrodové sestavy podle nároku 1, vyznačený tím, že je tvořený rámem určeným pro stlačení s rámem druhého plochého těsnicího prostředku (14) se stejnou konfigurací mezi dvojicí přírubových částí (2), přičemž plochý těsnicí prostředek (14) má na jedné straně pružný výstupek (30), který společně se stejným výstupkem druhého plochého těsnicího prostředku (14) je sevřen k vytvoření těsnicího spoje a pružný výstupek (30) probíhá po vnitřním okraji rámu nebo podél vnitřního okraje rámu a je odsazen od vnějšího okraje rámu.

63. Plochý těsnící prostředek (14) podle nároku 62, vyznačený tím, že vnitřní okraj plochého těsnicího prostředku (14) je chráněn chemicky odolným pláštěm (32), který pokrývá pružný výstupek (30).

64. Elektrodová sestava pro elektrolytický článek nebo palivový článek, zahrnující anodové oddělení, které zahrnuje anodovou desku (8); katodové oddělení, které zahrnuje katodovou desku (8); a iontoměničovou membránu (13), která je umístěna mezi anodovou deskou (8) a katodovou deskou (8), vyznačená tím, že membrána je při vnějším okraji nebo v místě přilehlém k vnějšímu okraji utěsněna dvojicí plochých těsnicích prostředků (14) podle nároků 62 nebo 63, přičemž tyto ploché těsnicí prostředky (14) jsou uspořádány na každé straně membrány (13) s tím, že jejich pružné výstupky (30) jsou vzájemně vyrovnány a sevřeny k membráně (13) pro vytvoření těsnicího spoje mezí membránou (13) a plochým těsnicím prostředkem (14).

-24CZ 302573 B6

65. BÍpoíámí elektrolyzér kalolisového typu podle nároku 25 nebo modul podle nároku 26, vyznačený tím, že plochý těsnicí prostředek (14) je tvořen plochým těsněním opatřeným na vnitřním okraji chemicky odolným pláštěm (32).

5

66. Způsob renovace elektrodové sestavy podle nároků 8, 9, 10 47 nebo 48, vyznačený tím, že zahrnuje oddělení elektrodové sestavy, zahrnující elektrodovou desku (8) a připevněné proudové nosiče (7), od plotny oddělením uvedených proudových nosičů od plotny (1) nebo od sloupků (6), ke kteiým jsou proudové nosiče připojeny, a následné opětovné připevnění stejné renovované elektrodové desky nebo náhradní elektrodové desky k plotně připevněním proudoio vých nosičů (7), sdružených s renovovanou nebo náhradní elektrodovou deskou, k plotně (1) nebo uvedeným sloupkům (6).

67. Způsob podle nároku 66, vyznačený tím, že renovace elektrodové desky spočívá v nahrazení alespoň některého z proudových nosičů (7).

68. Elektrodové kovové zařízení (12) pro elektrodovou sestavu podle některého z nároků 1 až 23, 40 a 46 až 52, jednotku podle nároku 24, elektrolyzér podle nároku 25, modul podle nároku 26 nebo modulární bipolámí elektrolyzér podle nároku 27, vyznačené tím, že je uzpůsobeno k abrazi nebo pronikání do povrchu plotny (1) zadíráním nebo zařezáváním skrze

5. Elektrodová sestava podle nároku 4, vyznačená tím, že výstupky (4, 5) jsou vzájemně odsazeny o stejnou vzdálenost v prvním směru a v příčném směru.

6. Elektrodová sestava podle některého z nároků laž5, vyznačená tím, že výstupky (4, 5) mají tvar komolých kuželů.

- 19CZ 302573 B6

7. Elektrodová sestava podle některého z nároků 1 až 6, vyznačená tím, že elektricky vodivé prvky (6) jsou tvořeny sloupky.

8. Elektrodová sestava podle některého z nároků 1 až 7, vyznačená tím, že každý elektricky vodivý prvek (6) zahrnuje proudový nosič (7), výhodně víceramenný proudový nosič, přilehlý k elektricky vodivé desce (8) k vytvoření vícebodového elektrického kontaktu s touto deskou.

9. Elektrodová sestava podle nároku 8, vyznačená tím, že elektrodovou sestavou je anodová sestava opatřena proudovými nosiči ve formě relativně nepružných hvězdic s krátkými rameny (38).

10. Elektrodová sestava podle nároku 8, vyznačená tím, že elektrodovou sestavou je katodová sestava opatřena proudovými nosiči ve formě relativně nepružných hvězdic s dlouhými rameny (38).

11. Elektrodová sestava podle některého z nároků 1 až 10, vyznačená tím, že ve spodní části elektrodové sestavy se nachází vstupní potrubí (19, 20), které výhodně probíhá z jedné boční části elektrodové sestavy k druhé boční části.

12. Elektrodová sestava podle nároku 11, vyznačená tím, že vstupní potrubí je opatřeno vstupními otvory (24, 23), uspořádanými podél vstupního potrubí (19, 20), a vzájemně odsazenými o stejnou vzdálenost.

13. Elektrodová sestava podle nároku 12, vyznačená tím, že rozměry vstupních otvorů (24, 23) jsou takové, že tlakový gradient podél vstupního potrubí (19, 20) je minimalizován.

14. Elektrodová sestava podle některého z nároků 11 až 13, vyznačená tím, že vstupní potrubí (19, 20) je přizpůsobeno k přivedení tekutiny pouze k jednomu jeho konci.

15. Elektrodová sestava podle některého z nároků 11 až 14, vyznačená tím, že se vstupním potrubím (19, 20) je sdruženo napájecí potrubí (15) probíhající podél vstupního potrubí (19, 20) až téměř ke slepému konci vstupního potrubí (19, 20).

16. Elektrodová sestava podle některého z nároků 11 až 15, vyznačená tím, že napájecí potrubí (15) sdružené se vstupním potrubím (19, 20) je vytvořeno z nevodícího materiálu a výhodně probíhá podél vstupního potrubí (19, 20).

17. Elektrodová sestava podle některého z nároků lažló, vyznačená tím, že uvnitř elektrodové sestavy je uspořádána jedna přepážka (21, 22) nebo více přepážek (21, 22) k vytvoření prvního kanálku mezi první stranou přepážky (21, 22) a elektricky vodivou deskou (8) a druhého kanálku mezi druhou stranou přepážky (21, 22) a vnitřní částí (3) plotny (1), přičemž první kanálek je určen pro vzestupné vedení plynem-plněného elektrolytu k výstupnímu sběrači uspořádanému při vrchním konci elektrodové sestavy a druhý kanálek je určen pro sestupné vedení odplyněného elektrolytu ke spodní části elektrodové sestavy.

18. Elektrodová sestava podle nároku 17, vyznačená tím, že přepážky (21, 22) probíhají ve vertikálním směru.

19. Elektrodová sestava podle nároku 17 nebo 18, vyznačená tím, že v případě, že elektrodová sestávaje tvořena anodovou sestavou vyrobenou z titanu nebo jeho slitin, přepážky (21, 22) jsou vyrobeny z titanu nebo jeho slitin, a v případě, že elektrodová sestava je tvořena katodovou sestavou vyrobenou z niklu nebo jeho slitin, přepážky (21, 22) jsou vyrobeny z niklu nebo jeho slitin.

-20CZ 302573 B6

20. Elektrodová sestava podle některého z nároků 17 až 19, vyznačená tím, že v případě, že elektrodová sestava je tvořena anodovou sestavou, přepážky (21, 22) jsou připevněny k dovnitř vybíhajícím výstupkům (4) anodové plotny a v případě, že elektrodová sestávaje tvořena katodovou sestavou, přepážky (21, 22) jsou připevněny k elektricky vodivým prvkům (6).

21. Elektrodová sestava podle některého z nároků 17 az 20, vyznačená tím, že přepážky (21, 22) zahrnují množinu dílů, z nichž každý probíhá elektrodovou sestavou stím, že mezi jednotlivými díly jsou horizontální mezery.

22. Elektrodová sestava podle nároku 7 nebo podle některého z nároků 8až21, vyznačená tím, že sloupky (6) jsou přizpůsobeny pro nesení zátěže.

23. Elektrodová sestava podle nároku 22, vyznačená tím, že konce zátěž-nesoucích sloupků (6) jsou vyrovnány s otvory v elektrické vodivé desce (8).

24. B i po lamí jednotka, vyznačená tím, že plotna anodové sestavy podle některého z nároků 1 až 23, je spojena s plotnou katodové sestavy podle některého z nároků 1 až 23, tak, že dovnitř vybíhající výstupky (4) plotny anodové sestavy kopírují ven vybíhající výstupky (5) plotny katodové sestavy k vytvoření bipolámí jednotky.

25. Bipolámí elektrolyzér kalolisového typu, který zahrnuje prostředek pro distribuci proudu; alespoň dvě bipolámí jednotky, připevněné na připevňovacích rámech a sestavené do série a to, jak mechanicky tak i elektricky; a plochý těsnicí prostředek (14) pro utěsnění oddělovače (13) mezi přírubové části (2) přilehlé anodové a katodové sestavy, vyznačený tím, že bipolámí jednotky jsou tvořeny bipolárními jednotkami podle nároku 24.

26. Modul, vyznačený tím, že zahrnuje anodovou sestavu podle některého z nároků 1 až 23 a katodovou sestavu podle některého z nároků 1 až 23; oddělovače (13) uspořádaný mezi anodovou deskou (8) a katodovou deskou (8) tak, že anodový povrch je v podstatě paralelní s katodovým povrchem a je přilehlý ke katodovému povrchu, avšak je izolován a odsazen od katodového povrchu oddělovačem (13), který rozděluje modul na samostatná anodová a katodová oddělení; plochý těsnicí prostředek (14) pro utěsnění oddělovače (13) mezi přírubovými částmi (2) na okrajích ploten (l); a tlakové prostředky k působení tlaku na plochý těsnicí prostředek (14) k hermetickému utěsnění oddělovače (13) mezi tlakovými prostředky; přičemž dovnitř vybíhající výstupky (4) anodové sestavy jednoho modulu jsou uspořádány tak, že kopírují vně vybíhající výstupky (5) katodové sestavy přilehlého modulu, když jsou použity v modulárním bipolámím elektrolyzéru zahrnujícím množinu modulů; přičemž modul případně zahrnuje jednu nebo několik bipolámích jednotek podle nároku 24, výhodně s elektricky vodícími zátěž-nesoucími sloupky, a sdružené oddělovače vložené mezi anodové a katodové sestavy.

27. Modulární bipolámí elektrolyzér, který zahrnuje jeden nebo více modulů sestavených na připevňovacím rámu, přičemž moduly jsou uspořádány do série a to, jak mechanicky tak i elektricky, když modulární bipolámí elektrolyzér zahrnuje dva nebo více modulů; a desky pro distribuci proudu na každém konci elektrolyzéru, vyznačený tím, že každý modul je tvořen modulem podle nároku 26.

28. Elektrolyzér podle nároku 25 nebo 27, vyznačený tím, že elektrická vodivost mezi přilehlými moduly v modulárním bipolámím elektrolyzéru podle nároku 27 nebo mezi elektrodovými sestavami v bipolámí jednotce bipolámí ho elektrolyzéru kalolisového typu podle nároku 25, je dosažena přímým kontaktem přilehlých modulů nebo přilehlých elektrodových sestav.

29. Elektrolyzér podle nároku 25 nebo 27, vyznačený tím, že elektrická vodivost mezi přilehlými moduly v modulárním bipolámím elektrolyzéru podle nároku 27 nebo mezi elektrodovými sestavami v bipolámí jednotce bipolámího elektrolyzéru kalolisového typu podle nároku 25

-21 CZ 302573 B6 je zvýšena použitím vodivost-zvyšujícího materiálu nebo zařízením (12) mezi přilehlými moduly nebo přilehlými elektrodovými sestavami.

30. Elektrolyzér podle nároku 29, vyznačený tím, že zařízení pro zvýšení vodivosti je tvořeno elektricky vodivou kovovou podložkou (12) uzpůsobenou k zařezávání do plotny (1).

31. Elektrolyzér podle nároku 30, vyznačený tím, že zařízení (12) pro zvýšení vodivosti je uspořádáno v každém dovnitř vybíhajícím výstupku (4) na plotně (1) anodové sestavy k vytvoření elektrického kontaktu mezi dovnitř vybíhajícími výstupky (4) a kopírujícími ven vybíhajícími výstupky (5) na plotně přilehlé katodové sestavy.

32. Modul podle nároku 26, když je závislý na nároku 22 nebo bipolámí elektrolyzér kalolisového typu podle nároku 25, když je závislá na nároku 22, vyznačený tím, že poměr délky elektricky vodivé cesty probíhající skrze katodový sloupek (6) ku délce elektricky vodivé cesty probíhající skrze anodový sloupek (6) je alespoň 2:1, výhodně alespoň 4:1 a výhodněji alespoň 10:1.

33. Modul podle nároku 26 nebo bipolámí elektrolyzér kalolisového typu podle nároku 25, vyznačený tím, že prostředek pro působení tlaku na plochá těsnění pro hermetické utěsnění oddělovače je opatřen šrouby probíhajícími skrze otvory (10) v přírubových částech (2).

34. Modul podle nároku 26, když je závislý na nároku 22, nebo bipolámí elektrolyzér kalolisového typu podle nároku 25, když je závislý na nároku 22, vyznačený tím, že na koncích elektricky vodivých prvků (6) přilehlých k elektricky vodivé desce (8) jsou uspořádány elektricky izolující, zátěž-převádějící podložky (9).

35. Modul podle nároku 26 nebo bipolámí elektrolyzér kalolisového typu podle nároku 25, vyznačený tím, že oddělovač (13) je tvořen v podstatě elektrolyticky nepropustnou iontoměničovou membránou.

36. Modul podle nároku 26 nebo bipolámí elektrolyzér kalolisového typu podle nároku 25, vyznačený tím, že je opatřen výstupním sběračem (II) pro vzájemné oddělení plynu a kapaliny v oblastí, která se nalézá v každé sestavě nad oblastí elektrolýzy a ve které na membránu nepůsobí žádná tekutina.

37. Modul podle nároku 26 bipolámí elektrolyzér kalolisového typu podle nároku 25, vyznačený tím, že těsnicí prostředek (14) je vyroben ze změkčené pryskyřice EPDM.

38. Modul nebo bipolámí elektrolyzér kalolisového typu podle nároku 37, vyznačený tím , že těsnicí prostředek (14) je na vnitrním okraji opatřen chemicky odolným výstupkem (30).

39. Modul nebo bipolámí elektrolyzér bipolámího typu podle nároku 38, vyznačený t í m , že chemicky odolný výstupek (30) je vyroben z produktu PTFE.

40. Elektrodová sestava podle některého z nároků 1 až 23, vyznačená tím, zeje opatřena výstupním sběračem (11) pro vzájemné oddělení plynu a kapaliny v oblasti sestavy nalézající se nad oblastí elektrolýzy.

41. Způsob elektrolýzy halogenidů alkalických kovů, vyznačený tím, že se provádí v bipolárním elektrolyzéru podle nároku 25 nebo 27.

42. Způsob výroby bipolámího elektrolyzéru kalolisového typu podle nároku 25, který zahrnuje připevnění prostředku pro distribuci proudu a dvou nebo více bipolámích jednotek k připevňovacímu rámu a sestavení těchto bipolámích jednotek do série, a to jak mechanicky tak i elektricky,

- 22 CZ 302573 B6 vyznačený tím, že bipolámí jednotky jsou tvořeny bipolámími jednotkami podle nároku 24.

43. Způsob výroby modulárního bipolámího elektrolýzám podle nároku 27, který zahrnuje

20 libovolný elektricky izolující povlak pokrývající plotnu (1), jakým je např. oxidová vrstva; a k alespoň zabránění vytvoření izolační vrstvy mezi elektrodovým kovovým zařízením a povrchem plotny (1).