DD279274A1

DD279274A1 - PARTICULAR BIPOLAR MULTIPLE CELL FOR CARRYING OUT GAS DEVELOPMENT OF ELECTROCHEMICAL PROCESSES

Info

Publication number: DD279274A1
Application number: DD32471789A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Thiele; Ulrich Hesse; Peter Schnaubelt; Peter Kammler; Frank-Michael Otto
Original assignee: Eilenburger Chemie
Priority date: 1989-01-02
Filing date: 1989-01-02
Publication date: 1990-05-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine geteilte bipolare Mehrfachzelle in Filterpressenbauart zur Durchfuehrung unter Gasentwicklung ablaufender elektrochemischer Prozesse, insbesondere geeignet fuer die Wasserelektrolyse. Vorgeschlagen wird eine Gas-Lift-Zelle mit in die Einzelzellen integrierten gasblasenbedingten Elektrolytumlaufsystemen. Diese werden durch bipolare Elektroden ausgebildet, die aus je zwei einseitig profilierten Elektrodenblechen bestehen, die mit den Profilseiten nach aussen in der Weise angeordnet sind, dass im Innern senkrechte Rueckstroemkanaele ausgebildet werden. Diese sind durch untere und obere Ueberstroemoeffnungen in jeweils einem der beiden Elektrodenbleche mit dem angrenzenden, durch die Profilierung in parallel durchstroemte Elektrolysekanaele aufgeteilten Elektrodenraeumen verbunden. Hohe Raum-Zeit-Ausbeuten bei minimalem mittleren Elektrodenabstand und geringstmoeglichem Spannungsabfall sind damit realisierbar.The invention relates to a split bipolar multiple cell in Filterpressenbauart for performing under gas evolution of running electrochemical processes, particularly suitable for water electrolysis. Proposed is a gas-lift cell with integrated gas bubbles in the individual cells electrolyte circulation systems. These are formed by bipolar electrodes, which consist of two single-sided profiled electrode plates, which are arranged with the profile sides to the outside in such a way that are formed in the interior vertical Rückwememkanaele. These are connected by lower and upper Überstroemoeffnungen in each case one of the two electrode sheets with the adjacent, divided by the profiling in parallel durchroemte Elektrolysekanaele electrode spaces. High space-time yields with minimal mean electrode spacing and lowest possible voltage drop can thus be achieved.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine geteilte, bipolare Elektrolysezelle in Filterpressenbauart zur Durchführung unter Gasentwicklung ablaufender elektrochemischer Prozesse. Die erfindungsgemäße Dipolarzelle kann für verschiedene elektrochemische Reaktionen mit Gasentwicklung an mindestens einer Elektrode verwendet werden, insbesondere aber für die Wasserelektrolyse.The invention relates to a divided, bipolar electrolysis cell in Filterpressenbauart for performing under gas evolution of running electrochemical processes. The dipole cell according to the invention can be used for various electrochemical reactions with gas evolution at least one electrode, but especially for the electrolysis of water.

Characteristic of the known technical solutions

Zur Durchführung unter Gasentwicklung ablaufender elektrochemischer Prozesse können Gas-Lift-Zellen Verwendung finden, bei denen der gasblasenbedingte Auftrieb zielgerichtet zur Kreislaufführung des Elektrolyten über intern oder extern angeordnete Rückströmkanäle genutzt wird. Je größer der im Kreislauf geförderte Volumenstrom. um so geringer ist der stationäre Gasphasenanteil und die dadurch bedingte Zeilspannungserhöhung. Interne, innerhalb der bipolaren Einzelzellen angeordnete Rückströmkanäle ermöglichen minimale Abständezwischen den Elektrodenräumen und den Rückströmkanälen. In der DD-PS 144427 sind solche Gas-Lift-Zellen mit hinter oder innerhalb der Elektroden angeordneten internen Rückströmkanälen beschrieben. Dabei wird aus Stabilitätsgründen für die bipolaren Einzelzellen im allgemeinen ein starrer Elektrodenkörper mit seitlicher Elektrolytzuführung verwendet, wodurch die Abstände zweier bipolarer Einheiten relativ groß sind und dadurch die erreichbaren Raum-Zeit-Ausbeuten begrenzt werden. Eine weitere Bipolarzelle, bei der die internen Rückströmkanäle seitlich von der elektrochemisch aktiven Zone angeordnet sind und die gesamte Stärke einer bipolaren Einheit einnehmen, wurde in der DD-PS 224059 vorgeschlagen. Obwohl die Rückströmkanäle dadurch auch im Falle optimaler Elektrodenabstände eine Stärke von 5 bis 7 mm und damit einen ausreichend großen Querschnitt aufweisen, verbleibt das konstruktive Problem zur Durchführung der Elektrolytlösungen durch die nur 2 bis 3mm starken Dichtrahmen. Bei solchen elektrochemischen Prozessen, die durch eine große Gasbildungsdichte gekennzeichnet sind (z. B. Wasserelektrolyse), bereitet auch die Abtrennung der dispergierten Gasphase in den relativ enge" spaltförmigen Gasabtrennzonen Schwierigkeiten. Die zur Stabilisierung der Umlaufströmung erforderliche Aufteilung der Elektrodenräume in parallel durchströmte Kanäle (nachfolgend als Elektrolysekanäle bezeichnet) kann durch Anordnung von Abstandsstreifen auf der Elektrode erfolgen, was allerdings mit dem Nachteil der Blockierung eines Teiles der Elektrodenoberfläche verbunden ist. Günstiger ist die Verwendung nicht durchgehend profilierter Diaphragmen nach DD-PS 141 463, deren poröse mit Elektrolyt gefüllte Rippen einen Beitrag zur Leitfähigkeit liefern. Aber auch dabei ist ein Teil der verfügbaren Elektroden- bzw. Diaphragmentfläche nur in geringerem Maße wirksam. Au ;h läßt sich diese Methode bei Verwendung von lonenaustauschermembranen als Trennsystem nicht anwenden.Gas-lift cells can be used to carry out gas-evolutionary electrochemical processes, in which the gas-bubble-induced buoyancy is purposefully used for circulating the electrolyte via internally or externally arranged return flow channels. The larger the volume flow delivered in the circuit. the lower is the stationary gas phase fraction and the consequent increase in cell voltage. Internal return flow channels located within the bipolar single cells allow for minimum distances between the electrode spaces and the return flow channels. DD-PS 144427 describes such gas-lift cells with internal backflow channels arranged behind or inside the electrodes. In this case, a rigid electrode body with lateral electrolyte feed is generally used for stability reasons for the bipolar single cells, whereby the distances between two bipolar units are relatively large and thereby the achievable space-time yields are limited. Another bipolar cell, in which the internal return flow channels are arranged laterally of the electrochemically active zone and occupy the entire strength of a bipolar unit, has been proposed in DD-PS 224059. Although the return flow channels thereby have a thickness of 5 to 7 mm and thus a sufficiently large cross section even in the case of optimum electrode spacings, the design problem for carrying out the electrolyte solutions remains due to the sealing frames, which are only 2 to 3 mm thick. In such electrochemical processes, which are characterized by a high gas formation density (eg water electrolysis), the separation of the dispersed gas phase into the relatively narrow gap-shaped gas separation zones presents difficulties, as does the division of the electrode spaces required for stabilizing the circulating flow into channels (FIGS. hereinafter referred to as electrolysis channels) can be carried out by arranging spacer strips on the electrode, which, however, is associated with the disadvantage of blocking a portion of the electrode surface.Private is the use of non-continuous profiled diaphragms according to DD-PS 141 463, their porous electrolyte-filled ribs However, part of the available electrode or diaphragm surface area is also only to a lesser extent effective, but this method can not be used when using ion exchange membranes as a separation system ,

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist deshalb eine solche konstruktive Lösung, die eine größere elektrochemische Wirksamkeit der verfügbaren Elektrodenfläche bei minimalem Elektrodenabstand unter Beibehaltung optimal dimensionierter Rückströmkanäle für den Elektrolytumlauf ermöglicht, wodurch bei vergleichbar hoher Raum-Zeit-Ausbeute die Nachteile der bekannten technischen Lösungen vermieden werden.The aim of the invention is therefore such a constructive solution that allows greater electrochemical efficacy of the available electrode area with minimal electrode spacing while maintaining optimally dimensioned return flow for the electrolyte circulation, whereby the disadvantages of the known technical solutions are avoided with a comparatively high space-time yield.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei minimalen Abständen zw'schen Trennsystem und Elektroden in der elektrochemisch aktiven Zone einen größeren Abstand für die internen Rückströmkanäle konstruktiv zu ermöglichen und damit günstigere Voraussetzungen für einen hohen Elektrolytumlauf und eine gute Gasabtrennung zu schaffen. Die Erfindung beinhaltet eine geteilte bipolare Mehrfachzelle zur Durchführung unter Gasentwicklung ablaufender elektrochemischer Prozesse, bestehend aus bipolaren Einzelzellen mit durch Trennsysteme (Diaphragmen oder lonenaustauschermembranen) geteilten und von inneren Dichtrahmen begrenzten elektrochemisch aktiven Bereichen. Sie ist gekennzeichnet dadurch, daß die bipolaren Elektroden aus je zwei einseitig nicht durchgehend profilierten Elektrodenblechen bestehen, die in den elektrochemisch aktiven Bereichen mit den Profilseiten nach außen in der Weise angeordnet sind, daß im Innern senkrechte Rückströmkanäle ausgebildet werden, die durch untere und obere Überströmöffnungen in jeweils einem der beiden Elektrodunbleche mit den angrenzenden, durch die Profilierung in parallel durchströmte Elektrolysekanäle aufgeteilten, Elektrodenräumen w internen Elektrolytumlaufsystemen verbunden sind. Die Elektrolysekanäle für den Gegenelektrolyten, die durch die profilierten Elektrodenbleche ohne Überströmöffnungen ausgebildet werden, sind erfindungsgemäß bevorzugt durch untere und obere Überströmöffnungen in den inneren Dichtrahmen mit den parallel zu den elektrochemisch aktiven Bereichen zwischen inneren und äußeren Dichtrahmen angeordneten, die gesamte Stärke der bipolaren Einheit einnehmenden, Rückströmkanälen zu verbinden. Die Querschnitte der durch die Profilierung erfindungsgemäß ausgebildeten parallel durchströmten Elektrolysekanäle sind vorzugsweise dreieckig bis halbkreisförmig. Die Überströmöffnungen zu de.ι Rückströmkanälen im Innern der Bipolarelektrode können in einfacher Weise dadurch realisiert werden, daß das eine der beiden profilierten Elektrodenbleche unten und oben so mit Ausschnitten versehen wird, daß die angrenzenden äußeren Elektrolysekanäle mit den inneren Rückströmkanälen eine ausreichend dimensionierte Umlenk- bzw. Gasabtrennzone ausbilden.The invention is based on the object at a minimum distances zw'schen separation system and electrodes in the electrochemically active zone to allow a greater distance for the internal return flow passages constructively and thus to create more favorable conditions for a high electrolyte circulation and good gas separation. The invention includes a split bipolar multiple cell for performing under gas evolution of running electrochemical processes consisting of bipolar single cells with divided by separation systems (diaphragms or ion exchange membranes) and bounded by inner sealing frames electrochemically active areas. It is characterized in that the bipolar electrodes consist of two unilaterally profiled on one side electrode plates, which are arranged in the electrochemically active regions with the profile sides to the outside in such a way that inside vertical return flow channels are formed by the lower and upper overflow in each case one of the two Elektrodunbleche with the adjacent, divided by the profiling in parallel flowed through electrolysis channels, electrode spaces w internal electrolyte circulation systems are connected. The electrolysis channels for the counterelectrode, which are formed by the profiled electrode plates without overflow openings, are inventively preferably arranged by lower and upper overflow openings in the inner sealing frame with parallel to the electrochemically active areas between inner and outer sealing frame, the entire strength of the bipolar unit occupying To connect return flow channels. The cross sections of the profiling according to the invention formed parallel flowed through electrolysis channels are preferably triangular to semicircular. The overflow openings to de.ι return flow channels in the interior of the bipolar electrode can be realized in a simple manner that one of the two profiled electrode sheets is provided at the bottom and top with cutouts, that the adjacent outer electrolysis channels with the inner return flow channels a sufficiently sized deflection or Form gas separation zone.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Profiltiefe der beiden, die bipolare Elektrode bildenden profilierten Elektrodenbleche 2 bis 10, vorzugsweise 4 bis 6mm beträgt. Die profiliei te elektrochemisch wirksame Höhe der Elektrodenbleche soll vorzugsweise 500 bis 2000mm betragen. Damit wird auch bei dieser speziellen erfindungsgemäßen konstruktiven Lösung den bekannten allgemeinen Forderungen hinsichtlich solcher optimal dimensionierter Gas-Lift-Zellen Rechnung getragen. Das Funktionsprinzip der erfindungsgemäß aufgebauten Gas-Lift-Zelle soll anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:Another feature of the invention is that the profile depth of the two, the bipolar electrode forming profiled electrode sheets 2 to 10, preferably 4 to 6 mm. The profiliei te electrochemically effective height of the electrode sheets should preferably be 500 to 2000mm. In this way, the known general requirements with regard to such optimally dimensioned gas-lift cells are also taken into account with this special constructive solution according to the invention. The functional principle of the inventively constructed gas lift cell will be explained in more detail with reference to Figures 1 and 2. The figures show:

Fig. 1: Einen Querschnitt durch die elektrochemisch aktiven Zonen zweier bipolarer Einheiten. Fig. 2: Einen Längsschnitt im Schnittverlauf A-A durch den im Fig. 1 dargestellten Querschnitt.1 shows a cross section through the electrochemically active zones of two bipolar units. Fig. 2: A longitudinal section in the section A-A through the cross section shown in FIG. 1.

Aus Gründen der Vereinfachung wurde auf sämtliche Kanäle für die Zu- und Abführung der Elektrolysemedien und auf alle Zellenbaugruppen außerhalb der elektrochemisch aktiven Zone verzichtet. Aus Fin. 1 ist ersichtlich, wie die bipolaren Elektroden durch die beiden erfindungsgemäß profilierten Elektrodenbleche 1,2 ausgebildet werden. Zwei benachbarte bipolare Elektroden werden durch geeignete Trennsysteme 3 (lonenaustauschermembranen oder Diaphragmen) voneinander abgegrenzt. Sowohl die Bipolarelektroden als auch die Trennsysteme sind in den geteilten inneren Dichtrahmen 4 eingelassen. Es wird deutlich, wie beim hier angewandten rechtwinkligen Dreiecksprofil sowohl dreieckige Elektrolysekanäle für den intern umlaufenden Elektrolyten 5 bzw. den Gegenelektrolyten 6 als auch annähernd quadratische Rückströmkanäle 7 innerhalb der bipolaren Elektrode ausgebildet werden.For reasons of simplification, all channels for the supply and removal of the electrolysis media and for all cell assemblies outside the electrochemically active zone have been dispensed with. It can be seen from FIG. 1 how the bipolar electrodes are formed by the two electrode sheets 1 2 profiled in accordance with the invention. Two adjacent bipolar electrodes are separated by suitable separation systems 3 (ion exchange membranes or diaphragms). Both the bipolar electrodes and the separation systems are embedded in the divided inner sealing frame 4. It becomes clear how triangular electrolysis channels for the internally circulating electrolyte 5 or the counter electrolytes 6 as well as approximately square return flow channels 7 within the bipolar electrode are formed in the right-angled triangular profile used here.

Fig. 2 verdeutlicht, wie durch die im profilierten Elektrodenblech 1 angebrachten Ausschnitte untere und obere Überströmöffnungen 8,9 für den intern umlaufenden Elektrolyten ausgebildet werden, welche die Elektrolysekanäle 5 mit den Rückströmkanälen 7 zu internen Umlaufsystemen verbinden. Der gasblasenbedingte Elektrolytumlauf wird durch Pfeilt verdeutlicht.FIG. 2 illustrates how lower and upper overflow openings 8, 9 for the internally circulating electrolyte, which connect the electrolysis channels 5 with the return flow channels 7 to internal circulating systems, are formed by the cutouts provided in the profiled electrode sheet 1. The gas bubble-related electrolyte circulation is illustrated by arrow.

Aus dieser Prinzipdarstellung ist auch ersichtlich, daß der mittlere geometrische Abstand Elektrode-Trnnnsystem der halben Profiltiefe entspricht, da er vom Nullabstand an den Auflageflächen bis zum maximalen Abstand bei voller Profiltiefe variiert. Der mittlere elektrochemisch wirksame Abstand ist noch geringer, da die Stromdichte im Bereich des Nullabstandes am größten ist und bis zur maximalen Profiltiefe stetig abnimmt, wobsi die Stromdichteverteilung vom konkreten Stofsystem in bekannter Weise abhängig ist.From this schematic diagram, it can also be seen that the mean geometric distance electrode-Trnnnsystem corresponds to half the profile depth, since it varies from the zero distance at the bearing surfaces to the maximum distance at full tread depth. The average electrochemically effective distance is even lower, since the current density in the region of the zero distance is greatest and decreases continuously up to the maximum profile depth, whereby the current density distribution of the concrete material system is dependent in a known manner.

Im Vergleich zu einer Zelle mit Planelektroden nach DD-PS 224059 ist es deshalb durch die erfindungsgemäße konstruktive Lösung möglich, bei gleichermaßen niedrigem elektrochemisch wirksamen Abstand zweier bipolarer Elektroden von 5 bis 7 mm den Abstand zweier bipolarer Einheiten und damit die Stärke der Dichtrahmen zu verdoppeln. Dadurch ergeben sich entscheidende konstruktive Vorteile bei der Gestaltung der Überströmöffnungen zu den seitlich angeordneten Rückströmkanälen für den Kreislauf des Gegenelektrolytei. und für die Strömungsbedingungen im gesamten Rückströmsystem. Trotz dieses vergrößerten Abstandes zweier bipolarer Einheiten kann die hohe Raum-Zeit-Ausbeute der Bipolarzelle nach DD-PS 224059 aufrecht erhalten werden, da die wirksame freie Elektrodenoberfläche durch die Profilierung und durch Wegfall der einen Teil der Elektrodenfläche blockierenden Abstandsstreifen annähernd verdoppelt werden kann, bezogen auf gleiche Gesamtflächen der elektrochemisch wirksamen Bereiche.Compared to a cell with plane electrodes according to DD-PS 224059, it is therefore possible by the constructive solution according to the invention to double the distance between two bipolar units and thus the strength of the sealing frame with equally low electrochemically effective distance between two bipolar electrodes of 5 to 7 mm. This results in decisive design advantages in the design of the overflow openings to the laterally arranged return flow channels for the cycle of the Gegenelektrolytei. and for the flow conditions in the entire backflow system. Despite this increased distance between two bipolar units, the high space-time yield of the bipolar cell according to DD-PS 224059 can be maintained, since the effective free electrode surface can be approximately doubled by the profiling and by eliminating the part of the electrode surface blocking spacer strips on equal total areas of the electrochemically active areas.

Insgesamt kann also davon ausgegangen werden, daß es durch die erfindungsgemäße Bipolarzelle gelingt, entweder bei gleicher Raum-Zeit-Ausbeute und gleichem mittleren Abstand zweier bipolarer Elektroden die geometrischen Verhältnisse für die gasblasünbedingten Elektrolytumläufe weiter zu verbessern oder aber bei vergleichbaren geometrischen Bedingungen Kr die Elektrolytumläufe die Raum-Zeit-Ausbeute weiter zu erhöhen und dabei den elektrochemisch wirksamen Elektrodenabstand sogar noch zu verringern.Overall, it can therefore be assumed that it is possible by the bipolar cell according to the invention, either with the same space-time yield and the same average distance between two bipolar electrodes to further improve the geometric conditions for gas-bubble electrolyte circulation or at comparable geometric conditions Kr the electrolyte circuits Space-time yield to further increase and thereby even reduce the electrochemically effective electrode gap.

Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Bipolarzelle zur Durchführung der Wasserelektrolyse verwendet werden, wobei als Elektrodenmaterial in bekannter Weise Nickel eingesetzt werden kann. Der eine Elektrolyt, z. B. der Anolyt, kann innerhalb dfer Elektrode, der Gegenelektrolyt, z. B. der Katolyt, in einem parallel zur Elektrode angeordneten Rückströmkanal rückgeführt werden. Im folgenden Ausführungsbeispiel wird eine vorzugsweise Ausführungsforrri für einen solchen erfindungsgemäßen Elektrolyseur beschrieben.Particularly advantageously, the bipolar cell according to the invention can be used to carry out the electrolysis of water, it being possible to use nickel as the electrode material in a known manner. The one electrolyte, z. As the anolyte, can within the electrode, the counter-electrolyte, for. As the catholyte, are recycled in a parallel to the electrode arranged return flow. In the following embodiment, a preferred Ausführungsforrri for such an electrolyzer according to the invention will be described.

Ausführungsbeispielembodiment

Der konstruktive Aufbau eines bipolaren Elektrolyseurs, insbesondere geeignet für die Wasserelektrolyse, soll anhand der Figur 3 erläutert werden. Dargestellt ist ein Block von 6 bipolaren Einzelzellen in folgenden Ansichten:The structural design of a bipolar electrolyzer, in particular suitable for water electrolysis, will be explained with reference to FIG. Shown is a block of 6 bipolar single cells in the following views:

a) Eine Vorderansicht einer bipolaren Einheit, bestehend aus den Dichtrahmen, der bipolaren Elektrode und der dahinter angeordneten Trennplatte mit dem Diaphragma bzw. der Ionenaustauschermembran.a) A front view of a bipolar unit, consisting of the sealing frame, the bipolar electrode and arranged behind the partition plate with the diaphragm or the ion exchange membrane.

b) Ein Längsschnitt durch ein aus 6 bipolaren Einzelzellen bestehendes Zellensegment, wobei je zwei bipolare Einheiten in unterschiedlichen Ebenen geschnitten dargestellt sind.b) A longitudinal section through an existing of 6 bipolar cells single cell segment, each two bipolar units are shown in different planes cut.

c) Ein Querschnitt durch das gleiche aus 6 bipolaren Einzelzellen bestehende Zellensegment, ebenfalls in unterschiedlichen Ebenen geschnitten dargestellt.c) A cross section through the same cell segment consisting of 6 bipolar single cells, also shown cut in different planes.

Jede bipolare Einheit wird durch äußere Dichtrahmen 10 und innere Dichtrahmen 4 in je einen elektrochemisch aktiven und inaktiven Bereich aufgeteilt. Die inneren Dichtrahmen sind in Dichtrahmen für den intern umlaufenden Elektrolyten (im vorliegenden Fall der Anolyt) und Dichtrahmen für den Gegenelektrolyten (im vorlief enden Fall der Katolyt) unterteilt. Dazwischen eingelagert befindet sich die bipolare Elektrode. Sie besteht aus den beiden mit Dreiecksprofilen versehenen Elektrodenblechen 1,2. Das in der Ansicht Fig.3a sichtbare Elektrodenblech 2, im vorliegenden Fall die Katodenseite der bipolaren Elektrode, bildet im profilierten Teil die Elektrolysekanäle für den Gegenelektrolyten 6 mit annähernd dreieckigem Querschnitt aus.Each bipolar unit is divided by outer sealing frame 10 and inner sealing frame 4 in each one electrochemically active and inactive area. The inner sealing frames are divided into sealing frames for the internally circulating electrolyte (in the present case the anolyte) and sealing frame for the counter-electrolyte (in the case of the present Katolyt). In between is the bipolar electrode. It consists of the two electrode plates 1,2 provided with triangular profiles. The electrode sheet 2 visible in the view 3 a, in the present case the cathode side of the bipolar electrode, forms in the profiled part the electrolysis channels for the counterelectrode 6 with an approximately triangular cross-section.

Dg dieses Elektrodenblech keinerlei Durchbrüche enthält, hat der Gegenelektrolyt auch keine Verbindung zu den innerhalb der bipolaren Elektrode erfindungsgemäß ausgebildeten Rückströmkanälen 7. Durch die mit Stützgliedern versehenen unteren und oberen Überströmöffnungen 11,12 in den inneren Dichtrahmen sowie die unteren und oberen Querkanäle 13,14 werden die Elektrolysflkanäle für den Gegenelektrolyten bei gleichzeitiger Querschnittserweiterung mit den zwischen inneren und äußei en Dichtrahmen angeordneten Rückströmkanälen 15 zu geschlossenen Umlaufsystemen verbunden. Das in der Ansicht Fig. 3a verdeckte EKiktrodenblech 1, im vorliegenden Fall die Anodenseite der bipolaren Elektrode, bildet im profilierten Teil die Elektrolysekanäle 5 für den irtern umlaufenden Elektrolyten aus. Im unteren und oberen Übergangsbereich zwischen profilierter und unprofilierter Zone sind die Überströmöffnungen δ, 9 angeordnet, durch die die Elektrolysekanäle für den intern umlaufenden Elektrolyten bei gleichzeitiger Querschnittserweiterung mit den Rückströmkanälen innerhalb der bipolaren Elektrode 7 zu Umlaufsystemen verbunden sind. Die Zu- und Abführung des intern umlaufenden Elektrolyten erfolgen über untere und obere (jberströmöffnungen 16,17 im inneren Dichtrahmen, die wiederum mit Stützgliedern ausgestattet sind, sowie durch untere und obere senkrechte Überströmkanäle 18,19.Dg this electrode sheet contains no breakthroughs, the backbone electrolyte has no connection to the invention within the bipolar electrode formed Rückströmkanälen 7. By provided with support members lower and upper overflow openings 11,12 in the inner sealing frame and the lower and upper transverse channels 13,14 the Elektrolysflkanäle for the counterelectrolyte with simultaneous cross-sectional expansion connected to the inner and äußei en sealing frame arranged return flow channels 15 to closed circulation systems. The covered in the view Fig. 3a EKiktrodenblech 1, in the present case, the anode side of the bipolar electrode, forms in the profiled part of the electrolysis channels 5 for the orbitally circulating electrolyte. In the lower and upper transition region between the profiled and unprofiled zone, the overflow openings δ, 9 are arranged, through which the electrolysis channels for the internally circulating electrolyte with simultaneous cross-sectional widening are connected to the return flow channels within the bipolar electrode 7 to circulation systems. The supply and discharge of the internally circulating electrolyte via lower and upper (overflow openings 16,17 in the inner sealing frame, which in turn are equipped with support members, and by lower and upper vertical transfer channels 18,19.

Zwischen Anoden- und Katodenrahmen eingelassen, befindet sich im elektrochemisch aktiven Bereich das Trennsystem 3 im vorliegenden Fall ein poröses Diaphragma. Es verhindert weitgehend den Austausch der Gase, ermöglicht aber in gewissem Umfang den Elektrolytdurchtritt. Die Ausrüstung einer bipolaren Einheit wird vervollständigt durch eine in der Ebene des Trennsystems außerhalb des elektrochemisch aktiven Bereiches angeordnete Trennplatte 20, welche die für den Elektrolyt- und Gastransport zwischen den einzelnen bipolaren Einheiten erforderlichen Durchbrüche enthält. So erfolgt die Zu- bzw. Abführung des intern umlaufenden Elektrolyten zu bzw. von den Einzelzellen durch die Durchbrüche 21,22. Die in beiden Elektrodenräumen gebildeten Gase, im vorliegenden Fall Wasserstoff und Sauerstoff, werden durch die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnete Durchbrüche 23, 24 abgeführt. Durch außerhalb des Elektrolyseurs angeordnete Tauchungen wird in den internen Elektrolytumlaufsystemeii ein geringer Überdruck eingestellt, wodurch ständig ein Anteil des intern umlaufenden Elektrolyten durch das poröse Diaphragma tritt. Dieser Anteil verläßt den Elektrolyseur über die Durchbrüche 25 in der Trennplatte 2OaIs Gegenelektrolyt.Inserted between anode and cathode frame, located in the electrochemically active region, the separation system 3 in the present case, a porous diaphragm. It largely prevents the exchange of gases, but allows the electrolyte passage to some extent. The equipment of a bipolar unit is completed by a separation plate 20 arranged in the plane of the separation system outside the electrochemically active area, which contains the openings required for the electrolyte and gas transport between the individual bipolar units. Thus, the supply and removal of the internally circulating electrolyte to or from the individual cells through the openings 21,22. The gases formed in both electrode spaces, in the present case hydrogen and oxygen, are removed through the apertures 23, 24 arranged above the liquid level. By immersions located outside the electrolyzer, a slight overpressure is set in the internal electrolyte circulation system, whereby a portion of the internally circulating electrolyte constantly passes through the porous diaphragm. This portion leaves the electrolyzer via the openings 25 in the partition plate 2OaIs counter-electrolyte.

Claims

1. Split bipolar multiple cell for performing under gas evolution of running electrochemical processes consisting of bipolar single cells divided by Trenr.systeme (3) (diaphragms or ion exchange membranes) and of inner sealing frame (4) limited electrochemically active areas, characterized in that the bipolar electrodes each consist of two unilaterally profiled on one side electrode plates (1, 2), which are arranged in the electrochemically active areas with the profile sides outwards in such a way that inside vertical return flow channels (7) are formed by the lower and oDere overflow ( 8 .. 9) in each case one of the two electrode sheets (1) with the adjacent, divided by the profiling in parallel flow through electrolysis channels (5) electrode spaces are connected to internal electrolyte circulation systems.

2. Cell according to claim 1, characterized in that the electrolysis channels for the counter-electrolyte (6), which are formed by the profiled electrode sheets (2) without overflow openings, by lower and upper Überströrnöffnungen in the inner sealing frame (11,12) with the parallel to the electrochemically activated areas between inner and outer sealing frame (4,10) arranged, the entire strength of the bipolar units occupying, return flow channels (15) are connected.

3. Cell according to claims 1 and 2, characterized in that the cross sections of the formed by profiling ^ parallel flowed through electrolysis channels (5, 6) preferably triangular

• are semi-circular.

4. Cell according to claims 1 to 3, characterized in that the profile depth of the two bipolar electrode forming profiled electrode sheets 2 to 10, preferably 4 to 6 mm.

5. Cell according to claims 1 to A _1, characterized in that the profiled, electrochemically effective height of the clektrodenbleche is preferably 500 to 2000mm.