DD285126A5

DD285126A5 - Electrode for gas-producing electrolytic processes

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Publication number: DD285126A5
Authority: DD
Publication date: 1990-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrode fuer gasentwickelnde elektrolytische Prozesse, die insbesondere zur Anwendung in Wasser- und Chloralkalielektrolysezellen geeignet ist. Die aus parallel zueinander angeordneten Elementen aufgebaute Elektrode ist dadurch gekennzeichnet, dasz die Elemente (1) Bestandteile eines wechselseitig gefalteten Flaechengebildes sind. Zwischen den Elementen besteht vorzugsweise ein den Kapillareffekt hervorrufender Spalt. Fig. 2{Elektrode; Elektrolyse; Gasentwicklung; parallele Elemente; Spalt; Kapillareffekt}The invention relates to an electrode for gas-producing electrolytic processes, which is particularly suitable for use in water and Chloralkalielektrolysezellen. The electrode constructed of mutually parallel elements is characterized in that the elements (1) are components of a mutually folded surface. Between the elements there is preferably a gap causing the capillary effect. Fig. 2 {electrode; Electrolysis; Gas development; parallel elements; Gap; capillary}

Description

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Anungsgeblet the invention

Die Erfindung betrifft eine Elektrde für gasentwickelnde elektrolytische Prozesse, die insbesondere zur Anwendung in Wasser- und Chloralkalielektrolysezellen geeignet ist.The invention relates to an electron for gas-producing electrolytic processes, which is particularly suitable for use in water and Chloralkalielektrolysezellen.

Characteristic of the known state of the art

Für die Produktion verschiedener wichtiger chemischer Grundstoffe, wie Natronlauge, Chlor, Wasserstoff oder Wa.werstoffperoxid, sind gasentwickelnde elektrolytische Prozesse von herausragender Bedeutung. Die bei der Elektrolyse von alkalischen Lösungen, Wasser, Salz- bzw. Schwefelsäure zu verwendenden Elektroden müssen einer Vielzahl von zum Teil gegensätzlich wirkenden Gebrauchsparametern entsprechen. Ein sehr wesentliches Erfordernis besteht in dei schnellen Abfuhr des entwickelten Gases aus dem Raum zwischen Anode und Kathode jenseits dieser Elektroden, um einen großen, den elektrischen Widerstand des Elektrolyten erhöhenden Gasanteil zu vermelden. Dies steht aber dem Bestreben entgegen, die zur Verfügung stehende Konstruktionsflüche maximal für eine elektrochemisch wirkende Elektrodenfläche wirksam zu nutzen. Es wird weiterhin angestrebt, eine möglichst gleichmäßig und fein strukturierte Elektrodenoberfläche zu realisieren, damit die Voraussetzungen für ein homogenes elektrisches Feld gegeben sind. Unstetigkeiten, wie z. B. Kanten, führen zu Feldstärkeerhöhungen und damit zu einer ungleichmäßigen Elektrodenbelastung, die nicht nur energetische Verluste, sondern auch einen vorzeitigen Verschleiß des Elektrodenmaterials bzw. der elektrokatalytischen Beschichtung (sogenannte Coating) verursacht.Gas-producing electrolytic processes are of paramount importance for the production of various important basic chemicals, such as caustic soda, chlorine, hydrogen or hydrogen peroxide. The electrodes to be used in the electrolysis of alkaline solutions, water, hydrochloric acid or sulfuric acid must correspond to a large number of partly conflicting use parameters. A very important requirement is the rapid removal of the evolved gas from the space between the anode and the cathode beyond these electrodes in order to report a large proportion of gas which increases the electrical resistance of the electrolyte. However, this is contrary to the endeavor to use the available construction curses effectively for an electrochemically acting electrode surface effectively. It is further desired to realize a uniform and finely structured electrode surface, so that the conditions for a homogeneous electric field are given. Discontinuities, such. B. edges, lead to field strength increases and thus to a non-uniform electrode load, which causes not only energy losses, but also premature wear of the electrode material or the electrocatalytic coating (so-called coating).

Wesentlich für die Gewährleistung eines optimalen Prozesses ist auch die Realisierung eines gleichmäßigen, geringen Elektrodenabstandes, ohne bei Verwendung von Membranen diese mechanisch stark zu beanspruchen oder gai zu beschädigen. Es sollte auch vermieden werden, daß Elektrodenelemente mit großer Dicke einen hohen Berührungsdruck auf die Membran ausüben und somit den Elektrolytfluß bzw. den lonentransport durch das Porensystem der Membran merklich behindern. Zwei wichtige Grundtypen gasentwickelnder motallischer Elektroden getragene, parallel angeordnete Profilstäbe, deren Querschnitt kreisförmig, elliptisch, tropfenförmig oder rechteckig ist (DE-OS 3008116, DE-OS 3325187, DE-PS 3519272, DE-OS 3519573). Aber auch U-förmige in Abständen aneinandergereihte, durch Abkanten von Blechen, erzeugte Schienen sind gemäß der DE-Af 1271093 bekannt. Diesen aus einer großen Anzahl von Einzelelementen bestehenden Elektroden ist der Nachteil gemeinsam, daß sie einan recht hohen Herstellungsaufwand erfordern. Zunächst müssen die Einzelelemente gefertigt, dann zueinander positioniert und schließlich fixiert werden.Essential for ensuring an optimal process is also the realization of a uniform, small electrode gap, without the use of membranes this mechanically strong stress or gai damage. It should also be avoided that electrode elements of large thickness exert a high contact pressure on the membrane and thus hinder the flow of electrolyte or the ion transport through the pore system of the membrane noticeably. Two important basic types of gas-generating motallischer electrodes carried, parallel profile bars whose cross-section is circular, elliptical, teardrop or rectangular (DE-OS 3008116, DE-OS 3325187, DE-PS 3519272, DE-OS 3519573). But also U-shaped at intervals juxtaposed, by bending of sheets produced rails are known according to DE-Af 1271093. This consisting of a large number of individual elements electrodes has the common drawback that they require einan quite high production cost. First, the individual elements must be made, then positioned to each other and finally fixed.

Zum anderen sind perforierte Bleche mit vertikal und horizontal verlaufenden Schlitzen, mit bezüglich der Elektrodenebene abgewinkelten oder tiefgezogenen Segmenten, LochblechelektrocJen und Gittorstreckmetallelektroden bekannt (DD-PS 250026, DE-OS 3625506, DE-OS 2735238).On the other hand perforated plates with vertical and horizontal slots, with respect to the electrode plane angled or deep-drawn segments, LochblechelektrocJen and Gittorstreckmetallektroden known (DD-PS 250026, DE-OS 3625506, DE-OS 2735238).

Vertreter des eistgenannten Grundtyps verwenden parallel angeordnete Elemente, die mit Stromverteilerschienen fest verbunden sind und einen tropfenförmigen Querschnitt (DE-OS 3325187) bzw. einen annähernd kreisförmigen Querschnitt (DE-OS 3008116) aufweisen. Der kreisförmige Querschnitt wurde durch Abtrennen von Segmenten, die in der Elektrodenebene liegen, modifiziert. Beide Elektroden sollen vorzugsweise für die Chloralkalielektrolyse in Amal(iamzellen Anwendung finden. Nachteilig ist, daß die Elektroden keinen wesentlich verringerten Gasblasenbedeckungsgrad autweisen. Der Abtransport des Gases erfolgt ausschließlich durch die Fluidströmung und den Auftrieb. Die besonderen Querschnittsgeometrien sind nicht geeignet, eine aktive Rolle im Gastransport durch die Elektrode zu übernehmen. Zwar verhindern sie durch Vermeidung von Unstetigkeitsstellen eine Überbeanspruchung der katalytischen Beschichtung, jedoch geschieht dies durch Inkaufnahme der Nachteile infolge der radiusbedingten ungleichmäßigen Abstände der Elektrodenflachen.Representatives of the cited basic type use parallel elements that are firmly connected to power distribution rails and a teardrop-shaped cross-section (DE-OS 3325187) or an approximately circular cross-section (DE-OS 3008116). The circular cross section was modified by separating segments lying in the electrode plane. Both electrodes should preferably be used for the chloralkali electrolysis in Amal cells.The disadvantage is that the electrodes do not have a significantly reduced gas bubble coverage The removal of the gas takes place exclusively by the fluid flow and the buoyancy The special cross-sectional geometries are not suitable for an active role in the Although they prevent overstressing of the catalytic coating by avoiding points of discontinuity, this is done by accepting the disadvantages due to the uneven distances between the electrode surfaces due to the radius.

Die DE-OS 3519272 offenbart eine Elektrodenstruktur, die eine Vielzahl parallel angeordneter Elemente mit rechteckigem Querschnitt vorwendet. Ein plattenförmiger Träger mit beidseitigen Ausbuchtungen dient der Befestigung der Elektrodenelemente und als Stromverteiler. Der Querschnitt der rechteckigen Elektrodenelemente soll ein Verhältnis von 1:5 aufweisen. Damit die Gasabzugsfehnen im Bereich des Spaltes nicht miteinander in Berührung kommen und verwirbeln, ist ein relativ großer Spalt zwischen benachbarten Elementen vorgesehen. Dies führt zu einer relativ geringen Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Konstruktionsfläche und zu einer ungleichmäßigen Elektrodenbelastung, insbesondere im Bereich der Kanten der rechteckigen Profile, wo mit einem erhöhten Verschleiß der katalytischen Beschichtung zu rechnen ist. Die gewählte Form des Trägers der Elektrodenelemente, der gleichzeitig Stromverteiler ist, verhindert die Konzentration des Gases im Raum jenseits der reaktiven Elektrodenfläche. Infolgedessen kommt es zu einem hohen Gasanteil im Bereich der Reaktionrfläche verbunden mit erhöhten elektrischen Verlusten.DE-OS 3519272 discloses an electrode structure which applies a plurality of parallel arranged elements with a rectangular cross-section. A plate-shaped support with bulges on both sides serves to fasten the electrode elements and as a current distributor. The cross section of the rectangular electrode elements should have a ratio of 1: 5. In order that the Gasabzugsfehnen in the region of the gap do not come into contact and swirl, a relatively large gap between adjacent elements is provided. This leads to a relatively low utilization of the available construction surface and to an uneven electrode load, in particular in the region of the edges of the rectangular profiles, where increased wear of the catalytic coating is to be expected. The selected shape of the carrier of the electrode elements, which is at the same time current distributor, prevents the concentration of the gas in the space beyond the reactive electrode surface. As a result, there is a high proportion of gas in the area of the reaction surface associated with increased electrical losses.

Eine der voran beschriebenen Elektrodenstruktur sehr ähnliche ist die in der DE-OS 3519573 offenbarte Elektrode. Si a besteht gleichfalls aus parallel auf einem Stromverteiler angeordneten Elementen rechteckigen Querschnitts, deren Abstand zueinander einige Millimeter beträgt. Außerdem weisen die der Membran zugewandten Stirnseiten der Elemente eine Vielzahl von Ausnehmungen auf. Die dazwischen befindlichen Stege sind nicht elektrokatalytisch beschichtet und liegen auf der Membran auf. Somit beträgt die zur Verfügung stehende reaktive Fläche nur noch etwa 10% der Membranfläche. Die Stege können, bedingt durch Relativbewegungen zwischen Elektrode und Membran, lokale Beschädigungen der Membran verursachen. Als Vertreter des zweiten Grundtyps gasentwickelnder metallischer Elektroden ist in der DE-OS 2735238 eine Elektrode mit vertikalen jalousieartigen Elementen, die durch Herauspressen aus einem Blech erzeugt wurden, beschrieben. Diese Elektrodenstruktur verursacht erhebliche Feldstärkeunterschiede und damit stark unterschiedliche Berlastungen der Elektrodenfläche. An den der Membran zugewandten Kanten der jalousieartigen Elemente ist ein erhöhter Verschleiß der elektrolytischen Schicht zu erwarten.One of the above-described electrode structure is very similar to the disclosed in DE-OS 3519573 electrode. Si a also consists of parallel arranged on a power distributor elements of rectangular cross-section, the distance to each other is a few millimeters. In addition, the membrane facing the end faces of the elements on a plurality of recesses. The webs between them are not electrocatalytically coated and lie on the membrane. Thus, the available reactive area is only about 10% of the membrane area. Due to relative movements between the electrode and the membrane, the webs can cause local damage to the membrane. As a representative of the second basic type of gas-generating metallic electrodes is described in DE-OS 2735238 an electrode with vertical louver-like elements that were produced by pressing out of a sheet. This electrode structure causes considerable field strength differences and thus greatly different stress on the electrode surface. At the edges of the louver-like elements facing the membrane, increased wear of the electrolytic layer is to be expected.

Jalousieartige Elemente in überwiegend horizontaler Anordnung sind in DD-PS 250026 beschrieben worden. Das sehr schaifkantig ausgebildete Jalousieende verursacht eine starke Feldstärkeüberhöhung sowie eine erhebliche mechanische und thermische Belastung der Membran.Venetian blind elements in predominantly horizontal arrangement have been described in DD-PS 250026. The very schaifkantig designed blind end causes a strong field strength increase and a significant mechanical and thermal stress on the membrane.

Die DE-OS 3625506 offenbart eine Elektrode mit einer Anzahl im wesentlich waagerechter, rechteckiger Öffnungen, denen Brücken- oder Fahnenteile zugeordnet sind.DE-OS 3625506 discloses an electrode having a number of substantially horizontal, rectangular openings, which bridge or flag parts are assigned.

Auch diese Elektrode kann die Ausbildung eines relativ großen Gasblasenanteils im Raum zwischen der Elektrode und der Membran nicht verhindern.Also, this electrode can not prevent the formation of a relatively large gas bubble portion in the space between the electrode and the membrane.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer Elektrode für gasentwickelnde elektrolytische Prozesse, die bei konstruktiv einfachem Aufbau und einfacher Fertigungstechnologie eine hohe Effektivität dieser Prozesse gewährleistet.The aim of the invention is the development of an electrode for gas-producing electrolytic processes, which ensures a high efficiency of these processes with a structurally simple design and simple manufacturing technology.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode für gasentwickelnde elektrolytische Prozesse zu entwickeln, die eine gleichmäßige und feingliedrige Struktur aufweist, jedoch ohne eine große Stückzahl von Einzelelementen zu verwenden. Diose Elektrodenstruktur soll eine wesentliche Herabsetzung der ohmschen Leistungsverluste und dadurch eine Erhöhung der spezifischen elektrischen Belastung der Elektroden bewirken; jedoch soll gleichzeitig der Grad der Gasanreicherung an den Elektrodenflächen trotz gesteigerter Gasproduktion erheblich verringert werden. Im einzelnen soll folgendes erreicht werden:The invention has for its object to develop an electrode for gas-producing electrolytic processes, which has a uniform and delicate structure, but without using a large number of individual elements. Diose electrode structure should cause a significant reduction of the ohmic power losses and thereby increasing the specific electrical load of the electrodes; However, at the same time the degree of gas enrichment at the electrode surfaces should be significantly reduced despite increased gas production. In detail, the following should be achieved:

- Verringerung der Gasblasenbelastung des Elektrolyten zwischen den Elektroden und des Gasblasenbedeckungsgrades auf den Reaktionsflächen der Elektroden,Reduction of the gas bubble loading of the electrolyte between the electrodes and the gas bubble coverage on the reaction surfaces of the electrodes,

- die Elektrodenstruktur soll während des Prozesses einen gerichteten Gastransport gewährleisten,the electrode structure should ensure directional gas transport during the process,

- Verbesserung des Verhältnisses von aktiver Elektrodenfläche zu Konstruktionsfläche,Improving the ratio of active electrode area to construction area,

- Herabsetzung lokaler Feldstärkeüberhöhung und Ausbildung eines annähernd homogenen elektrischen Feldes zur Vergleichmäßigung der Belastung der zur Reaktion zur Verfügung stehenden Elektrodenfläche.- Reduction of local field strength increase and formation of an approximately homogeneous electric field to equalize the load of the electrode surface available for the reaction.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die zueinander parallel angeordneten Elemente der Elektrode Bereiche eines wechselseitig gefalteten Flächengebildes sind. Besonders leistungsfähig sind Elektroden, die aus Folien mit einer Dicke bis zum 3fachon des Blasenablösedurchmessers gefertigt wurden und eine Profilierung aufweisen, die den Abstand benachbarter Elemente auf einen den Kapillareffekt hervorrufenden Spalt fixiert. Um den Gas- und Elektrolyttransport quer zur Elektrodenebene zu gewährleisten, sind im Bereich der Faltkanten der Fol'e gleichmäßig verteilte Perforationen vorgesehen. Sie nehmen in ihrer Summe etwa 80% bis 90% der Länge der Faltkanten ein. Ihre Breite sollte der Breite des Spaltes zwischen den Elementen entsprechen.According to the invention the object is achieved in that the mutually parallel elements of the electrode areas of a mutually folded fabric. Particularly effective are electrodes which have been produced from films with a thickness of up to 3 times the bubble peel diameter and have a profiling which fixes the spacing of adjacent elements to a capillary-effecting gap. In order to ensure the transport of gas and electrolyte transversely to the electrode plane, evenly distributed perforations are provided in the region of the fold edges of the foil. In total, they occupy about 80% to 90% of the length of the folded edges. Their width should correspond to the width of the gap between the elements.

Die erfindungsgemäße Elektrode wird durch wechselseitiges Falten von flächigem Endlosmaterial besonders ökonomisch herstellbar. Es ist zweckmäßig, alle vorgesehenen Arbeitsgänge (ζ. B. Profilieren, Perforieren, Beschichten) im kontinuierlichen Durchlaufverfahren zu realisieren.The electrode according to the invention is particularly economical to produce by mutual folding of flat continuous material. It is expedient to realize all intended operations (B. B. profiling, perforating, coating) in a continuous flow process.

Die Realisierung der in den Ansprüchen dargestellten Merkmale gewährleistet, daß die Kapillarwirkung der Elektrode, ausgehend von dem Bereich zwischen den Elementen, auch die auf den (zumeist abgerundeten) Stirnflächen gebildeten Blasen beeinflußt und selbst dann in den Kapiüarspalt hinein saugt wenn zwischen der Elektrode und der Membran ein Abstand belassen wurde. Die Breite der Elektrodenelemento ist wesentlich größer als deren Dicke und beträgt mindestens das 1Ofache der Breite des Kapillarspaltes. Dadurch wird in der Elektrode ein zweidimensional wirkendes kapillares System geschaffen, das das Eintragen von Turbulenzen aus dem Entgasungsraum des Elektrolyten in den Reaktionsraum zwischen der Elektrode und der Membran verhindert. Eine Beeinflussung bzw. Störung des Blasenbildungsprozesses und des Blasentransportes in den Kapillarspalt ist damit ausgeschlossen. Der Gastransport durch die Elektrode erfolgt gerichtet quer zur Elektrodenebene über dieThe realization of the features shown in the claims ensures that the capillary action of the electrode, starting from the area between the elements, also affects the bubbles formed on the (mostly rounded) faces and even then sucks into the Kapiüarspalt into when between the electrode and the Membrane was left a gap. The width of the Elektrodenelemento is substantially greater than the thickness and is at least 10 times the width of the Kapillarspaltes. As a result, a two-dimensionally acting capillary system is created in the electrode, which prevents the introduction of turbulence from the degassing space of the electrolyte into the reaction space between the electrode and the membrane. An influence or disturbance of the bubble formation process and the bubble transport into the capillary gap is thus excluded. The gas transport through the electrode takes place in a direction transverse to the electrode plane over the

nur sehr geringe Strecke entsprechender Breite der Elektrodenelemente. Ursache hierfür ist die erhebliche relative Volumenvergrößerung im Reaktionsraum infolge des Blasenbildungsprozesses. Dies führt dort zu einer Druckerhöhung und Verdrängungsreaktion. In gleichem Maße, wie das Gas aus dem Reaktionsraum und der Elektrode gedrängt wird, strömt Elektrolyt durch den Kapillarspalt turbulenzfrei zu den reaktiven Flächen der Elektrode nech. Der hohe Elektrolytaustausch verhindert die Verarmung des Elektrolyten auch in seiner Grenzschicht, da der Flüssigkeitstransport aufgrund der Kapillarkräfte unmittelbar auf der Elektrodenoberfläche erfolgt. Die charakteristischen Strömungsbedingungen im Kapillarspali verhindern weitestgehend eine vertikale Bewegung der Gasblasen.only very small distance corresponding width of the electrode elements. The reason for this is the considerable relative increase in volume in the reaction space as a result of the bubble formation process. This leads there to an increase in pressure and displacement reaction. To the same extent as the gas is forced out of the reaction space and the electrode, electrolyte flows through the capillary gap turbulence-free to the reactive surfaces of the electrode nech. The high electrolyte exchange prevents the depletion of the electrolyte even in its boundary layer, since the liquid transport takes place directly on the electrode surface due to the capillary forces. The characteristic flow conditions in Kapillarspali prevent as far as possible a vertical movement of the gas bubbles.

Ausführungsbelsplel

Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figuren näher erläutert. Es stellen darThe subject matter of the invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment and the figures. It represents

Fig. 1: Two capillary gap electrodes as cathode and anode with intermediate separator FIG. 2: scale enlargement of the section of a real capillary gap electrode (M: approximately 8: 1) Fig. 3: Enlarged section A of the capillary gap electrode.

Die Erfindung betrifft eine aus einem Flächengebilde (vorzugsweise Folie) durch wechselseitiges Falten erzeugte Elektrode, wobei die Faltflächen zueinander einen Winkel von etwa 180° einschließen und somit parallel angeordnete Elemente 1 bilden. Eine besonders vorteilhafte Elektrodenvariante verwendet Folien mit einer Dicke 3 bis zum 3fachen des Blasenablösedurchmessers und einen Spalt 4 zwischen den Faltflächen bzw. (Elektroden-) Elementen 1, welcher den Kapillareffekt hervorruft. Die Begrenzung bzw. Fixierung des Spaltes 4 erfolgt durch Profilierungen des Folienmaterials, die jedoch in den Figuren nicht dargestellt sind. Um den Gastransport quer zur Elektrodenebena zu ermöglichen, sind die Faltkanten gleichmäßig mit Perforationen versehen. Sie erstrecken sich in ihrer Summe über etwa 80% bis 90% der Faltkantenlänge und besitzen eine Breite, die etwa der Spaltbreite entspricht.The invention relates to an electrode formed from a sheet (preferably film) by mutual folding, wherein the folding surfaces form an angle of about 180 ° to one another and thus form parallel elements 1. A particularly advantageous electrode variant uses films with a thickness of 3 to 3 times the bubble peel diameter and a gap 4 between the folding surfaces or (electrode) elements 1, which causes the capillary effect. The limitation or fixation of the gap 4 is effected by profilings of the film material, which are not shown in the figures. In order to allow the gas transport across the electrode plane, the folding edges are evenly perforated. They extend in total over about 80% to 90% of the folded edge length and have a width which corresponds approximately to the gap width.

Solche Elektroden können als hydrodynamisch „aktiv" wirkende, gasentwickelnde Kapillarspaltelektroden bezeichnet werden. Figur 1 zeigt zwei Kapillarspaltelektroden als Kathode und Anode mit zwischenliegendem Trennelement (z. B. Membran) im sogenannten Null-Abstand. Die erfindungsgemäße Elektrodenstruktur erlaubt großflächig einen konstanten und geringen Elektrodenabstand, welcher der Dicke des Trennelementes 7 entspricht. Die Anschmiegsamkeit der Kapillarspaltelektrode gewährleistet darüber hinaus eine gleichmäßige Druckverteilung über das Trennelement 7, was nicht nur dessen Beschädigung verhindert, sondern auch den lonenstrom bzw. den Elektrolytstrom nicht beeinträchtigt. Der Raum, der sich an die Elektrodenfläche anschließt, welche dem Trennelement 7 abgewandt ist, dient als Entgasungsraum für den Elektrolyten. Figur 2 und 3 zeigen vergrößerte, maßstäbliche Ausschnitte der Kapillarspaltelektrode. Die verwendete Folie besitzt eine Dicke 3 von etwa 30μιη; die durch das Falten der profilierten Folie erzeugten Elemente 1 haben eine Breite von etwa 5 mm und fixieren die Breite des Spaltes 4 br^: etwa 200 pm. Die hervorgehobenen Flächen 2 der Elemente 1 (siehe Fig.3) stellen die Bereiche mit hoher elektrolytischer Reaktivität dar. Ihr flächenspezifischer Umsatz entspricht ungefähr dem auf den Stirnflächen der Elemente 1. Diese reaktionsstarken, am Umsatz wesentlich beteiligten Flächen 2 erstrecken sich quer zur Elektrodenebene auf einer Tiefe, die etwa der Breite des Spaltes 4 entspricht. Zur besseren Darstellbarkeit wurde die Breite des Spaltes 4 im Vergleich zur Dicke und Breite der Elemente 1 auf das 3fache gestreckt.Such electrodes can be referred to as gas-developing capillary gap electrodes which act as hydrodynamically "active" .The electrode structure according to the invention allows a constant and small electrode spacing over a large area as cathode and anode with intermediate separating element (eg membrane) which conforms to the thickness of the separating element 7. Moreover, the conformability of the capillary gap electrode ensures a uniform distribution of pressure across the separating element 7, which not only prevents its damage but also does not affect the ion current or the electrolyte current 2 and 3 show enlarged, scaled-out sections of the capillary gap electrode The film used has a thickness 3 of about 30 μm, the d By the folding of the profiled film produced elements 1 have a width of about 5 mm and fix the width of the gap 4 br ^: about 200 pm. The highlighted areas 2 of the elements 1 (see FIG. 3) represent the regions with high electrolytic reactivity. Their area-specific conversion corresponds approximately to that on the end faces of the elements 1. These highly reactive surfaces 2, which are involved in the conversion, extend transversely to the electrode plane a depth which corresponds approximately to the width of the gap 4. For better illustration, the width of the gap 4 was stretched 3 times compared to the thickness and width of the elements 1.

The capillary gap electrode acts as follows: The high number of elements 1 of the electrode 8 (about 40 to 50 elements 1 per cm) represents a comparison with the prior art

der Technik hochgradige Vergleichmäßigung der Elektrodenoberfläche dar. Verbunden damit ist eine adäquateThe technology is highly homogenous equalization of the electrode surface. Associated with this is an adequate

Equalization of the electric field and the current density load. Consequently, an overload (and thus

frühzeitiger Verschleiß) der elektrolytischen Beschichtung vermieden. Darüber hinaus ist es gelungen, die an der Reaktionbeteiligte Fläche auf einen Wert größer der Konstruktionsfläche zu steigern. Unter günstigen Bedingungen kann das Verhältnisvon aktiver Reaktionsfläche zu Konstruktionsfläche um den Wert 2 liegen.early wear) of the electrolytic coating avoided. In addition, it has been possible to increase the area involved in the reaction to a value greater than the construction area. Under favorable conditions, the ratio of active reaction area to construction area may be around 2.

The gas bubbles formed on the end faces and the reactive surfaces 2 of the elements 1 are in the range of influence of Capillary gap. As a result of the formation of gas bubbles, it comes in the space of the separating element 7 (eg membrane) and the electrode

begrenzt wird, zu einem Druckaufbau, welcher die Ursache für den Gastransport quer zur Elektrodenebene darstellt. In Figur 3wird der Weg einer Gasblase 6 durch die Kapillarspaltelektrode 8 gezeigt. Im gleichen Maße wird der Elektrolyt zwischenis limited to a pressure build-up, which is the cause of the gas transport across the electrode plane. In Figure 3, the path of a gas bubble 6 through the capillary gap electrode 8 is shown. To the same extent the electrolyte is between

Degassed space and reaction space exchanged. The gas bubble load in the reaction space between electrode 8 and Separating element 7 (at electrode gap greater than zero) is extremely low. There are practically no more in the electrolyte of the Reaction space freely moving gas bubbles. They are predominantly under the effect of the capillary effect on the Moved electrode surface and "sucked" into the capillary gap

elektrischen Widerstandes des Elektrolyten erreicht werden.electrical resistance of the electrolyte can be achieved.

When using the Kapillarspaltelektroden according to Figure 1 in the so-called zero distance, so where the end faces of Elements 1 of the electrodes 8 rest directly on the separating element 7, there is no over the entire electrode surface itself

erstreckender Reaktionsraum. Er wird dann gebildet aus der Summe aller Teilräume der Kapillarspalten, in denenelektrochemische Reaktionen ablaufen.extending reaction space. It is then formed from the sum of all subspaces of the capillary gaps in which electrochemical reactions take place.

It should be noted that the width 5 of the elements 1 to the needs for the lowest possible ohmic Voltage drop in the electrode material can be adjusted. The electrode structure according to the invention is outstanding

für den Einsatz in Gas-Lift-Zellen geeignet.suitable for use in gas lift cells.

Advantages of Capillary Partite Electrode:

Sehr geringe Gasblasenbelastung des Elektrolyten im Reaktionsraum durch einen gerichteten Gasblasentransport innerhalb der KapillarspaltelektrodeVery low gas bubble loading of the electrolyte in the reaction space by a directed gas bubble transport within the Kapillarspaltelektrode

Gleichmäßig- und feinstrukturierter ElektrodenaufbauUniform and finely structured electrode structure

dadurch: gleichmäßige Strombelastung und Auslastung derzurVerfügung stehenden Reaktionsfläche, keine lokale Erosion dor Elektrodenoberfläche, insbesondere der elektrokatalytischen Beschichtungby: uniform current load and utilization of the reaction surface available, no local erosion of the electrode surface, in particular the electrocatalytic coating

Mechanisch belastbare, aber dennoch flexible und somit anschmiegsame Elektrodenstruktur Rationelle Fertigung der ElektrodenstrukturMechanically resilient, but nevertheless flexible and thus conformable electrode structure Rational production of the electrode structure

Claims

1. electrode for gas-producing electrolytic processes, consisting of a plurality of mutually parallel elements, characterized in that the elements (1) are components of a mutually folded sheet, such as sheet, foil, tapes or the like., Are.

2. An electrode according to claim 1, characterized in that the film (9) has a thickness (3) up to 3 times the bubble peel diameter and that the elements (1) to each other have a Kapillareffokt causing gap (4).

3. An electrode according to claim 1 and 2, characterized in that the film (9) for limiting or fixing the gap (4) is profiled.

4. An electrode according to claim 1 and 2, characterized in that the film (9) in the region of the folded edges (10) evenly distributed perforations (11!

5. An electrode according to claim 1,2 and 4, characterized in that the perforations (11) along the folded edges (10) in the sum have a length which corresponds to 80% to 90% of the length of the folded edges (10), and in that the width (12) of the perforations (11) has the width of the capillary effect causing gap (4).