DD285123A5 - Stromzuführung für Elektroden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromzufuehrung fuer Elektroden aus folienartigen parallel angeordneten Elementen, die zur Herstellung von Elektrolysezellen fuer gasentwickelnde elektrolytische Prozesse geeignet ist. Die Stromzufuehrung fuer eine Elektrode aus einer groszen Zahl von folienartigen Elementen ist dadurch gekennzeichnet, dasz die Enden der parallel angeordneten Elemente (1) zu Buendeln (2) zusammengefaszt an Stromschienen (3) befestigt sind.{Stromzufuehrung; Elektrode; Elektrolyse; parallele Elemente; Buendel; Spalt; Kapillareffekt; Stromschiene}

Description

Hieizu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Stromzuführung für Elektroden aus folienartigen parallel angeordneten Elementen, die zur Herstellung von Elektrolysezellen für gasentwickelnde elektrolytische Prozesse geeignet ist.

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Ein wesentliches Erfordernis gasentwickelnder Elektroden besteht in rior schnellen und möglichst ungehinderten Abfuhr des entwickelten Gases aus dem Raum zwischen Anode und Kathode jenseits dieser Elektroden. Dies soll einen großen, den elektrischen Widerstand des Elektrolyten erhöhenden Gasanteil vermeiden. Als besonders geeignet haben sich Elektrodenstrukturen erwiesen, die aus parallel angeordneten Elementen bestehen. Die von Stromverteilern getragenen Elektrodenelemente besitzen einen kreisförmigen, elliptischen, tropfenförmigen oder rechteckigen Querschnitt (DE-OS 3008116, DE-OS 3325187, DE-PS 3519272, DE-OS 3519573). Aberauch U-förmige in Abständen aneinandergereihte Schienen sind bekannt (DE-AS 1271093).

Die Stromzuführungen stellen meistens metallische Schienen mit rechteckigem Querschnitt dar, auf denen die parallel angeordneten Elektrodenelemente stromleitend befestigt sind. Dies geschieht in der Regel durch Widerstandsschweißen.

Gemäß der DE-PS 3519 272 ist ein plattenförmiger Träger bekannt, der wechselseitig eine Anzahl von Ausbuchtungen trägt, die für die Elektrodenelemente als Schweißbuckel dienen.

Es hat sich gezeigt, daß eine feinem Strukturierung der Elektroden ihre Leistungsfähigkeit verbessern könnte. Dem entgegen stehen jedoch Probleme der Elektrodenstabilität und der Befestigung von dünnen, mechanisch labilen Elektrodenelementen auf geeigneten Stromschienen oder Stromverteilern.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung einer Stromzuführung für Elektroden aus folienartigen parallel angeordneten Elementen, die eine wirtschaftliche Herstellung fein strukturierter Elektroden erlaubt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Dor Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromzuführung für Elektroden aus folienartigen parallel angeordneten Elementen zu entwickeln, die eine gleichmäßige Stromeinleitung in eine dicht gepackte Elektrodenstruktur mit 10 bis 100 Elementen je Zentimeter gewährleistet, ohne zusätzliche Stromverteiler verwenden zu müssen. Gleichzeitig soll die Stromzuführung die Elektrodenelemente zu einer formstabilen Elektrode verbinden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Enden der parallel angeordneten folienartigen Elektrodenelemente zu Bündeln zusammengefaßt und an Stromschienen befestigt sind. Je nach Art des Elektrodenwerkstoffes können unterschiedliche Befestigungsverfahren gewählt werden. Für die Herstellung von Verbindungen zu amorphen (glasmetallischen) Elektrodenwerkstoffen sind vorzugsweise kalte Verfahren, wie Klemmen oder Kleben, vorzusehen. Aber auch das Löten ist in den meisten Fällen anwendbar.

Die Erfindung gewährleistet eine gleichmäßige Stromeinleitung in dichtgeppekte Elektrodenstrukturen aus folienartigen Elementen, deren Einzelelemente nicht separat mit Stromzuführungen verbunden werden können. Außerdem schafft sie eine Verbindung zu und zwischen den Elektrodenelementen, die zu einem stabilen Verbund und damit zu einer handhabbaren Elektrode führt.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: Stromzuführung mit geschweißter oder genieteter Bündelbefestigung Fig. 2: Stromzuführung mit geklemmter Bündelbefestigung

Fig. 3: Stromzuführung mit geklebter, gesinterter oder gelöteter Bündelbefestigung

Erfindungsgemäß sind die Endon der folienartigen Elektrodenelemente 1 zu Bündeln 2 zusammengefaßt und an Stromschienen 3,7 befestigt. Wieviele Elemente 1 zu einem Bündel 2 maximal zusammengefaßt werden können läßt sich nicht

generell festlegen. Dies Ist abhängig vom Elektrodenwerkstoff, also vom Werkstoff der folienartigen Elemente 1, dem einekonkrete elektrische Leitfähigkeit zuzuordnen ist, und vom gewählten Verbindungsverfahren (z. B. Schweißen, Löten, Sintern,

Kleben, Nieten, Klemmen). Aber auch die Dicke der Elemente 1 und deren Gleichmäßigkeit sowie die Oberflächengüte haben Einfluß auf die wählbare Anzahl von Elementen 1 eines Bündels 2. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß die Verbindung

von bis zu 100 Elementen 1 mit einer Dicke von etwa 400pm zu einem Bündel 2 durch Löten problemlos erfolgen kann.

Figur 1 zeigt eine Stromzuführung mit geschweißter (punktgoschweißter) oder genieteter Bündelbefestigung an einer

profilierten Stromschiene 3. Die Elemente 1 des Bündels 2 sind im Befestigungsbereich zwischen dem Schenkel der

Stromschiene 3 und einer Kontaktplatte 4 angeordnet. Eine sehr ähnliche Variante der Stromzuführung kann der Figur 2 entnommen werden. Sie unterscheidet sich lediglich durch die Wahl des Befestigungsverfahrens. Eine Klemme 6 umschließt das zwischen Stromschiene 3 und Kontaktplatte 4 liegende Bündel 2 der Elemente 1 und schafft so eine kraftschlüssige Verbindung, die den erforderlichen Kontakt gewährleistet. In Figur 3 ist eine Stromzuführung mit geklebter oder gelöteter Bündelbefestigung dargestellt. Die Bündel 2 befinden sich hier in Nuten, welche mit gleichmäßigem Abstand in der Stromschiene 7 angeordnet sind. Die Elemente 1 sind durch Löten, Sintern

oder Kleben untereinander und mit der Stromschiene 7 elektrisch leitend verbunden.

Welches der beschriebenen Befestigungsverfahren das günstigste ist, hängt wesentlich vom Material der Elektrodenelemente 1

ab. So können kristalline metallische Elemente 1 thermisch wesentlich höher belastet werden als amorphe Strukturen odor

Elemente 1 aus elektrisch leitenden Kunststoffen. Die erfindungsgemäße Stromzuführung gewährleistet eine gleichmäßige Stromleitung in eine elektrode aus einer Vielzahl dicht

gepackter Elemente 1 und deren Verbindung tu einem gut handhabbaren und montierbaren Bestandteil einer Elektrolysezelle.

Claims (2)

1. Stromzuführung für Elektroden aus parallel angeordneten Elementen mit einer Dicke bis zum 3fachen des mittleren Blasenablösedurchmessers und einem zueinander den Kapillareffekt hervorrufenden Spalt sowie einer Breite von mindestens dem 10fachen der Breite des Kapillarspaltes, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der parallel angeordneten Elemente (1) zu Bündeln (2) zusammengefaßt an Stromschienen (3) befestigt sind.

2. Stromzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Stromschienen (3) und Elementen (1) aus glasmetallischem Werkstoff durch Klemmen oder Kleben oder Löten hergestellt ist.