DE1567909B1

DE1567909B1 - Titan-oder tantalhaltige Anode fuer horizontale Elektrolysezellen

Info

Publication number: DE1567909B1
Application number: DE19651567909
Authority: DE
Inventors: Gotthard Dr Czisi
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1965-12-07
Filing date: 1965-12-07
Publication date: 1970-07-16
Also published as: FR1502587A; US3458423A; SE312324B; BE690680A

Description

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Es ist bekannt, für Chloralkalielektrolysezellen Sie ist jedoch zusätzlich in an sich bekannter Weise Metallelektroden aus einem chlorbeständigen Metall, mit Metallen der Platingruppe oder Legierungen derz. B. Titan oder Tantal oder Legierungen dieser Me- selben aktiviert. Die Porengröße wird in dieser talle, einzusetzen. Diese Elektroden können wegen Schicht so ausgelegt, daß der Kapillardruck der Sole ihrer hohen Überspannung jedoch nur dann eingesetzt 5 etwa in der gleichen Größenanordnung wie der Gaswerden, wenn zumindest die der Gegenelektrode zu- druck liegt. Im allgemeinen wird diese Bedingung bei gewandte Seite aktiviert ist. Hierzu wird die Ober- Pprengrößen von 15 bis 200 μ, vorzugsweise von 50 fläche der Elektrode mit Metallen der Platingruppe, bis 70 μ, erfüllt. Es ist vorteilhaft, die Porengröße beispielsweise elektrolytisch, durch Aufdampfen im dieser Schicht kleiner zu halten als die Porengröße Hochvakuum oder auch durch Aufsintern belegt. io der ersten Schicht. Die Dicke der Schicht ist ebenfalls Man erhält also eine Elektrode, die aus einem Träger- geringer als die der ersten Schicht und kann zwischen metall, z. B. Titan, besteht, auf das eine dünne Edel- 0,3 und 0,5 mm liegen. Diese Schicht ist mit Strommetallschicht, z. B. aus Platin, aufgebracht ist, an der Zuleitungen verbunden.

die Elektrolyse stattfindet. Das Trägermetall kann die Auf die aktivierte Schicht ist eine weitere Schicht

verschiedensten Formen aufweisen. Es kann als 15 aufgebracht, die ebenfalls aus Titan oder Tantal oder glattes oder gelochtes Blech vorliege», es kann ein Legierungen dieser Metalle besteht. Die Poren dieser poröser Sinterkörper sein oder auch aus Streckme- Schicht sind so ausgelegt, daß durch sie sowohl das tall bestehen. Diese Elektroden haben jedoch ver- bei der Elektrolyse gebildete Chlor als auch die verschiedene Nachteile, die ihre Einführung in der brauchte Sole durchtreten können. Dieser Bedingung Technik bisher verhindert haben. Einerseits ist die ao wird Genüge geleistet, wenn der Porendurchmesser Edelmetallauflage amalgamempfindlich, d.h., daß sie durchschnittlich 200 bis 800μ beträgt. Je nach der durch Natriumamalgam aufgelöst wird, wodurch erforderlichen elektrischen Leitfähigkeit kann diese unter Umständen bereits nach kürzester Zeit die Schicht in einer Stärke bis zu 10 mm ausgeführt sein, aktive edelmetallhaltige Schicht abgelöst werden kann. Durch diese Schicht erfolgt die Stromzuführung zu Wegen der hohen Investitionskosten müssen Zellen, 35 der mittleren feinporigen Schicht. Sie ist daher mit die mit diesen Elektroden ausgestattet sind, mit mög- einer geeigneten Stromzuführung versehen. Dies kann liehst hoher Stromdichte betrieben werden. Bei hohen z. B. dadurch bewirkt werden, daß in ein in dieser Stromdichten, z. B. solchen über 8 kA/², geht ein Schicht befindliches Sackloch ein an der Unter-Teil der wirksamen Anodenfläche durch Gaspolster- seite geschlossenes Titanrohr eingepreßt ist, in dem bildung verloren, wodurch der spezifische Energie- 30 zwecks Stromzuführung ein dicht schließender Kupverbrauch pro Tonne Produkt mit Erhöhung der ferstab angeordnet ist.

Stromdichte so rasch ansteigt, daß die Wirtschaft- In der Figur ist eine erfindungsgemäße Elektrode

lichkeit in Frage gestellt ist. beispielsweise näher veranschaulicht.

Es wurde nun gefunden, daß bei einer porösen, Die unterste, der Gegenelektrode zugekehrte

titan- oder tantalhaltigen oder aus Legierungen dieser 35 Schicht 5 besteht aus porösem Titan und ist etwa Metalle bestehenden Anode, die mit Metallen der 0,5 mm stark. Sie weist eine durchschnittliche Poren-Platingruppe aktiviert ist, diese Nachteile vermieden größe von 300 μ auf. Auf diese Schicht ist eine weitere werden, wenn die Anode aus in Richtung der Kathode Schicht 4 aufgesintert, an der die Elektrolyse erfolgt, übereinander angeordneten Schichten aus porösem Diese Schicht besitzt kleinere Poren als die erste Titan oder Tantal oder Legierungen dieser Metalle 40 Schicht, wobei der mittlere Porendurchmesser etwa besteht, wobei die der Kathode abgewandte Schicht 50 μ beträgt. Zusätzlich ist diese Schicht mit einer (4) zusätzlich in an sich bekannter Weise mit Me- Platin-Iridium-Legierung aktiviert. Auf diese Schicht tallen der Platingruppe aktiviert ist, und deren Poren- ist eine weitere grobporige Schicht 3 aufgesintert, größe kleiner gehalten wird als die der der Kathode deren Dicke etwa 5 mm beträgt und die einen mittzugewandten Schicht (5) und daß auf die aktivierte 45 leren Porendurchmesser von 500 μ aufweist. Diese Schicht (4) auf der der Kathode abgewandten Seite Schicht ist elektrisch leitend mit der darunterliegeneine weitere poröse Schicht (3) aus Titan oder Tan- den feinporigen Schicht verbunden. In diese grobtal oder Legierungen dieser Metalle aufgebracht ist. porige Schicht ist ein Sackloch mit einer Tiefe von Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der 3 mm eingelassen, in das ein Kupferrohr 2 mit dem Anode wird verhindert, daß Natriumamalgam wäh- 50 außen aufgezogenen Titanrohr 1 eingepreßt ist. Das rend der Elektrolyse an die empfindliche Edelmetall- Titanrohr ist unten ebenfalls geschlossen. Der Durchschicht gelangen kann. Die Porengröße der der messer des Rohres beträgt etwa 600 mm. Diese Anode Kathode zugewandten Schicht ist dementsprechend kann mit einer Stromdichte bis zu 15 000 A/m² beso zu bemessen, daß dies mit Sicherheit verhindert trieben werden. Die Stromstärke kann daher bei einer wird, während andererseits jedoch die Sole die Schicht 55 Fläche von 0,16 m² bis zu 2400 A betragen, leicht durchströmen soll, um an die aktivierte Schicht Die Vorteile der erfindungsgemäßen Elektrode

zu gelangen, an der die eigentliche Elektrolyse statt- liegen darin begründet, daß die mit den Elementen findet. Es hat sich gezeigt, daß je nach der BeIa- der Platingruppe aktivierte Schicht durch die nichtstung der Elektrolysezelle die Porengröße dieser aktivierte poröse Tintanschicht geschützt ist und daher Schicht innerhalb weiter Grenzen variiert werden 60 gegenüber einem Angriff von Natriumamalgam unkann. Im allgemeinen genügen Porengrößen von 100 empfindlich ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin bebis 800 μ, vorzugsweise 400 bis 500 μ, um diese Be- gründet, daß die wirksame Elektrodenfläche nicht dingungen zu erfüllen. Die Stärke der Schicht kann durch die Ausbildung von Gaspolstern verkleinert im allgemeinen 0,5 bis 1 mm betragen. Wegen der werden kann, da das an der Achse entwickelte Gas hohen Überspannung des Titans findet an dieser 65 sofort abgeführt wird. Aus diesem Grunde können Schicht keine Elektrolyse statt. Die anschließend an derartige Elektroden gegenüber aktivierten Titandiese Schicht angeordnete zweite Metallschicht ist anöden bekannter Bauart mit geringerem Energieebenfalls porös und besteht aus den gleichen Metallen. aufwand bzw. höherer Stromdichte betrieben werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Titan- und/oder tantalhaltige, mit Metallen der Platingruppe aktivierte Anode für horizontale Chloralkalielektrolysezellen mit Quecksilberkathoden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus in Richtung der Kathode übereinander angeordneten Schichten aus porösem Titan oder Tantal oder Legierungen dieser Metalle besteht, wobei die der Kathode abgewandte Schicht (4) zusätzlich in an sich bekannter Weise mit Metallen der Platingruppe aktiviert ist, und deren Porengröße kleiner gehalten wird als die der der Kathode zugewandten Schicht (5) und daß auf die aktivierte Schicht (4) auf der der Kathode abgewandten Seite eine weitere poröse Schicht (3) aus Titan oder Tantal oder Legierungen dieser Metalle aufgebracht ist.

2. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße der der Kathode zugewandten Schicht (5) 100 bis 800 μ, die Porengröße der aktivierten Schicht (4) 15 bis 200 μ beträgt und die Porengröße der auf der der Kathode abgewandten Seite der aktivierten Schicht aufgebrachten Schicht (3) 200 bis 800 μ beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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