DE2545339C2 - Bipolare Elektrolysezelle - Google Patents

Bipolare Elektrolysezelle

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DE2545339C2
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    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
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Description

Die Erfindung betrifft eine bipolare Elektrolysezelle mit mindestens zwei in Serie angeordneten Zelleneinheiten mit jeweils zwischen Kathoden- und Anodenkammer zweier benachbarter Zelleneinheiten angeordneten Kationenaustauschermembran, wobei jede Zelleneinheit aus einer Kathoden- und einer Anodenkammer besteht, die durch eine Trennwand getrennt sind. Da bekanntlich Ionenaustauschermembran in Form von Folien eingesetzt werden, muß bei einer Elektrolysezelle mit lonenaustauschermembranen im Gegensatz zu anderen Zellen besonderer Wert darauf gelegt werden, daß die Trennwände, die Elektroden und die Ionenaustauschermembrane so zueinander angeordnet werden können, daß eine Elektrolysezelle vom sogenannten Filterpreßtyp aufgebaut werden kann.
Es sind bereits bipolare Elektrolysezellen dieser Art mit jeweils einer zwischen der Anodenkammer und der Kathodenkammer angeordneten und aus einem Kunststoff bestehenden Trennwand bekannt, die sehr gute Korrosionsbeständigkeit und elektrische Isolationsfähigkeit aufweist. Beispiele für entsprechende Kunststoffe sind Polyvinylchlorid, wärmebeständiges Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen, Polyester und Epoxidharze. Auch werden für den genannten Zweck Gummi und/oder mit den vorgenannten Kunststoffen beschichtete Eisenplatten oder Beton dazu verwendet. Sind jedoch die Trennwände nur aus Kunststoff oder Beton, müssen sie aus statischen Gründen eine relativ hohe Dicke aufweisen, so daß mit derartigen Trennwänden keine schmalen Elektrolysezellen hergestellt werden. Andererseits haben Trennwände, die aus mit einem Kunststoff beschichteten Eisenplatten bestehen und auch relativ billig sind, den Nachteil, daß sich die Kunststoffbeschichtung im allgemeinen leicht von der Eisenplatte löst. Sollen Anode und Kathode zur Konstruktion einer bipolaren Elektrolysezelle über die Trennwand elektrisch verbunden sein, besteht diese Gefahr des Ablösens der Kunststoffschicht besonders an der Oberfläche, durch die die elektrische Verbindung hindurchgeführt wird, was letzten Endes zu einer aufwendigen Konstruktion der Elektrolysezelle führt. Auch ist im allgemeinen die Betriebstemperatur in einer solchen Elektrolysezelle sehr hoch und liegt beispielsweise über 80° C, um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen. Deshalb können in solchen Elektrolysezellen mit wenigen Ausnahmen keine Kunststoffe eingesetzt
ίο werden, da diese der hohen Temperatur nicht widerstehen. Darüber hinaus wird die Anodenkammer im allgemeinen einem stark oxidierenden Medium ausgesetzt, wofür die genannten Kunststoffe gleichfalls nicht geeignet sind.
Demgegenüber ist zwar Titan als sehr beständig gegenüber stark oxidierenden Medien bei hohen Temperaturen bekannt, doch kann es nicht direkt mit Eisen verschweißt werden. Titan wird in einem oxidierenden Medium leicht oxidiert und bildet dabei eine feste, elektrisch hervorragend isolierende Oxidschicht Wird Titan mit Eisen beispielsweise mechanisch, z. B. durch Verschrauben, verbunden, bildet sich an der verbundenen Oberfläche eine elektrisch isolierende Schicht, wodurch auch die Verbindung zwischen Eisen und Titan elektrisch isolierend wird. Mit Hilfe einer derartigen Kombination kann somit keine bipolare Elektrolysezelle hergestellt werden, die über einen langen Zeitraum stabil betrieben werden kann. Weiterhin ist Titan zwar in einem oxidierenden Medium, jedoch nicht in einem reduzierenden Medium korrosionsbeständig, so daß es dem Medium in der Kathodenkammer nicht ausgesetzt werden kann. Der Einsatz von Titan für Trennwände in bipolaren Elektrolysezellen bereitete somit erhebliche Schwierigkeiten.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Ionenaustauschermembrane aufweisende bipolare Elektrolysezelle zur Verfügung zu stellen, in der die hohe Korrosionsbeständigkeit von Titan gegenüber einem oxidierenden Medium bei der Trennwand der Elektrolysezelle ausgenutzt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einer bipolaren Elektrolysezelle mit mindestens zwei in Serie angeordneten Zelleneinheiten mit jeweils zwischen Kathoden- und Anodenkammer zweier benachbarter Zelleneinheiten angeordneten Kationenaustauschermembran, wobei jede Zelleneinheit aus einer Kathoden- und einer Anodenkammer besteht, die getrennt sind durch eine Trennwand aus einer Titanplatte mit einer damit explosionsverbundenen Eisenplatte und wobei diese Trennwand im wesentlichen parallel mit einer mit einem Oxid eines Platinmetalles beschichteten Anode aus Titan und einer Eisenkathode elektrisch verbunden ist. Da Elektrolysezellen vom oben erwähnten Filterpreßtyp nicht nur ebene Elektroden, sondern vor allem auch ebene Trennwände erfordern, die beim Explosionsschweißen als solche nicht gewonnen werden können, ist die bipolare Elektrolysezelle dadurch gekennzeichnet, daß das die Trennwand bildende Laminat aus explosionsverbundener Titan- und Eisenplatte heiß gewalzt worden ist. Auf diese Weise wird die für die Trennwand erforderliche Ebenheit des Laminats hergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrolysezelle zwischen den Elektroden und der Trennwand jeweils einen Zwischenraum auf.
Zweckmäßig ist außerdem in dem Zwischenraum zwischen der Anode und der Trennwand ein vertikal
angeordnetes Trägerelement, das das Titan der Anode mit dem Titan der Trennwand verbindet, vorhanden.
Das die Trennwand bildende, heißgew?.lzte Laminat weist zwischen Titanplatte und Eisenplatte keine Oxidschicht auf, so daß zwischen dem Titan und dem Eisen ein sehr guter elektrischer Kontakt besteht, der auch im Laufe der Zeit nicht zu einer Änderung der elektrischen Leitfähigkeit führt Darüber hinaus besteht an den Kontaktstellen zwischen Eisen und Titan nur ein geringer Spannungsabfall. Auch kann die Elektrolyse bei hoher Temperatur erfolgen. Da die Anodenseite der Trennwand aus Titan besteht, kann sie direkt oder indirekt über eine Titanplatte oder einen Titanstab mit der Anode verschweißt werden. Entsprechend kann die Kathode mit der Kathodenseite der Trennwand verschweißt werden. Auf diese Weise besteht nicht die Gefahr der Bildung elektrisch isolierender Schichten.
Im Rahmen der Erfindung bedeutet »Ti'anplatte« im Zusammenhang mit Trennwand und Anode auch eine entsprechende Platte aus einer Titanlegierung, während als »Eisenplatte« im Zusammenhang mit Trennwand oder Kathode auch Eisenlegierungen zu verstehen sind, die beispielsweise Nickel, Chrom, Molybdän und Kohlenstoff enthalten. Ebenso sind modifizierte Kathoden eingeschlossen, die beispielsweise eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit oder eine verminderte Wasserstoffüberspannung aufweisen, wie die mit Nickel oder Nickelrhodanid plattierten Kathoden.
Die Anoden der bipolaren Elektrolysezellen gemäß der Erfindung bestehen aus Titan, das mit einem Oxid eines Platinmetalls beschichtet ist. Beispiele für entsprechende Platinmetalle sind Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin. Die Anode kann auch mit einem gegebenenfalls eutektischen Gemisch aus Oxiden von Platinmetallen mit Oxiden anderer Metalle, wie Titan-, Zirkon-, Silicium-, Aluminium- und Boroxid, beschichtet sein, und es können in der Beschichtung der Anode auch Platinmetalle enthalten sein bzw. die aus Titan bestehende Anode kann mit einem Platinmetall überzogen sein.
Die Anoden besitzen vorzugsweise eine gasdurchlässige Struktur, wie Zwischenräume oder öffnungen, und sind beispielsweise als poröse Platten, parallele Stäbe oder Netze ausgebildet, wodurch die während der Elektrolyse gebildeten Gase leichter abgeführt werden und vermieden wird, daß der Elektrolysestrom durch die gebildeten Gase behindert und die Elektrolysespannung vermindert wird.
Der Zwischenraum zwischen Trennwand und Anode ist vorzugsweise möglichst groß, da die an der Anode gebildeten Gase an deren Rückseite abgeführt werden, was die Abtrennung der Gase aus der Elektrolysezelle insgesamt erleichtert und zu einer geringeren F.lektrolysespannung führt. Um Trennwand und Anode elektrisch zu verbinden und gleichzeitig zwischen ihnen einen Zwischenraum zu erhalten, kann die Titanoberfläche der Trennwand direkt mit dem Titankern der Anode verbunden sein. Diese Verbindung kann auch indirekt über beispielsweise eine Titanplatte oder einen Titanstab erreicht werden. Wird insbesondere eine vertikal angeordnete Titanplatte als Träger eingesetzt, kann dadurch die Trennwand verstärkt werden, ohne die vorgenannte Gasabführung zu beeinträchtigen.
Die Kathoden der Elektrolysezellen gemäß der Erfindung bestehen aus Eisen und weisen vorzugsweise ebenfalls eine gasdurchlässige offene Struktur auf. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Gas, wie Wasserstoff, an der Kathode gebildet wird, wie es bei der Herstellung von Natriumhydroxid der Fall ist. Kathode und Trennwand der Elektrolysezelle sind elektrisch leitend verbunden, wobei auch hier vorzugsweise ein bestimmter Zwischenraum, beispielsweise 10 mm oder mehr, zwischen Kathode und Trennwand eingehalten wird. Die Titanplatte der Trennwand wird durch den an der Kathode gebildeten atomaren Wasserstoff, der durch die Eisenoberfläche der Trennwand tritt, qualitativ nicht beeinträchtigt oder abgelöst Dadurch wird ein Ansteigen der Elektrolysespannung aufgrund einer abschirmenden Wirkung von gebildetem Gas gegenüber dem Elektrolysestrom verhindert
Mehrere Einheiten von bipolaren Elektrolysezellen gemäß der Erfindung können wie die Einheiten einer
irj Filterpresse hintereinander angeordnet werden, wobei die Anzahl der Zelleneinheiten mindestens 2, vorzugsweise mindestens 20 beträgt. Beim Zusammenbau einer derartigen Anordnung ist darauf zu achten, daß sie dicht ist. Jede Anodenkammer weist jeweils eine Zuführung und eine dazu parallel liegende Abführung für den Anolyten auf. Entsprechendes gilt für die Kathodenkammer. Wird an die beiden endständigen Zelleneinheiten eine Gleichspannung angelegt, fließt ein entsprechender Strom durch die Anordnung der Elektrolysezellen.
Die in den Elektrolysezellen gemäß der Erfindung eingesetzte Kationenaustauschermembran besteht beispielsweise aus einem fluorhaltigen Harz mit Kationenaustauschergruppen, wie Sulfonsäure-, Carbonsäure- und Phosphorsäuregruppen und ihr Träger aus einem vernetzten Kohlenwasserstoffharz, wie einem Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisat.
Die Erfindung wird durch die Zeichnung erläutert.
F i g. 1 zeigt im Querschnitt eine Ausführungsform der Elektrolysezelle gemäß der Erfindung,
F i g. 2 die Zelle in Schrägansicht, gesehen von der Anodenseite,
Fig. 3 zeigt schematisch eine Anordnung von mehreren hintereinander geschalteten Elektrolysezellen.
Die aus der Titanplatte 1 und der Eisenplatte 2 durch Explosionsverbinden hergestellte Trennwand 3 ist mit ihrer Titanoberfläche mit der Titanplatte 5 verschweißt, die vertikal angeordnet und mit der Anode 4 verbunden ist, die ihrerseits aus einer expandierten Titanplatte besteht, die mit einem Oxid eines Platinmetalls beschichtet ist. Der Zwischenraum 6 bildet die Anodenkammer. Die aus einer expandierten Eisenplatte hergestellte Kathode 7 ist über die vertikal angeordnete Eisenplatte 8 mit der Eisenoberfläche der Trennwand 3 verbunden, wobei ein Zwischenraum 9 gebildet wird, der die Kathodenkammer darstellt. Die Anodenkammer 6 und Kathodenkammer 9 werden nach außen durch den eisernen Rahmen 10 begrenzt. Dieser Eisenrahmen ist, soweit er mit dem Anolyten in Berührung steht, an seiner Oberfläche mit Titan beschichtet. Der Eisenrahmen 10 ist mit der Eisenseite der Trennwand 3 verschweißt. Die Titan-Auskleidung 31 ist mit der Titanseite der Trennwand 3 vei schweißt. Somit ist die Anodenkammer vollständig von der Kathodenkammer getrennt. Die Anodenkammer ist für den Anolyten mit einer Zuführung 12 und einer Ableitung 13 ausgerüstet, die beide aus Titan hergestellt sind. Die Kathodenkammer ist für den Katholyten mit einer Zuführung 14 und einer Ableitung 15 ausgerüstet, die beide aus Eisen hergestellt sind. Der Rahmen 10 kann O-Ringnuten 16 zur Aufnahme eines flüssigen Dichtungsmittels aufweisen. Die Kationenaustauschermembran 17 ist zwischen
der Kathode 7 und der Anode 4 angeordnet. Die Dichtung 18 kann zwischen den Eisenrahmen 10 und die Kationenaustauschermembran 17 gelegt werden, um einen bestimmten Elektrodenabstand und/oder eine elektrische Isolation zu bewirken. In der Kathodenkammer und der Anodenkammer können Leitbleche (nicht gezeichnet) angeordnet werden, um den Rühreffekt im Elektrolyten durch gebildetes Gas zu verbessern. Auch können an der Oberseite der Kathodenkammer und der Anodenkammer Abscheider zur Trennung von gebildetem Gas und Flüssigkeit eingebaut sein.
Mehrere vorgenannte Elektrolysezellen werden hintereinander angeordnet und jeweils durch eine Kationenaustauschermembran voneinander getrennt. Am einen Ende dieser Anordnung befindet sich die Zelleneinheit 19, die nur eine Anodenkammer sowie einen elektrischen Anschluß aufweist. Entsprechend ist am anderen Ende der Anordnung eine Zelleneinheit 20, die nur eine Kathodenkammer sowie einen elektrischen Anschluß aufweist. Die Zelleneinheken sind derart angeordnet, daß zwischen ihnen keine Undichtigkeit auftritt. Zur leichteren Handhabung sind am Rahmen 10 an beiden Seiten jeder Zelleneinheit Winkel 21 angebracht, die auf dem Mittelträger des Pressenständers 22 aufliegen.
Die erfindungsgemäßen Elektrolysezellen können für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Beispielsweise eignen sie sich zur Herstellung von Chlor, Wasserstoff und Natriumhydroxid, wobei eine wäßrige Natriumchloridlösung als Anolyt und eine wäßrige Natriumhydroxidlösung als Katholyt verwendet werden.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Zur Herstellung einer in der Zeichnung dargestellten Elektrolysezelle wird eine 1,2 m lange und 2,4 m breite Trennwand durch Explosionsverbinden einer Eisenplatte mit einer Titanplatte und nachfolgendem Heißwalzen hergestellt. Die Titanplatte 1 ist 1 mm, die Eisenplatte 2 ist 9 mm dick. Als Anode wird eine Titanplatte verwendet, die durch Expandieren einer 1.5 mm dicken Titanplatte erhalten worden ist und ein Öffnungsverhältnis von 60% aufweist sowie mit einer Schicht von 5 μΐη eines eutektischen Gemischs von 60 Molprozent Rutheniumoxid, 30 Molprozent Titanoxid und 10 Molprozent Zirkonoxid beschichtet ist Um zur Bildung der Anodenkammer 6 zwischen der Anode 4 und der Trennwand 3 einen Abstand von 25 mm einzuhalten, wird die 4 mm dicke, 25 mm breite und 1,2 m lange Titanplatte 5 in einem Abstand von 10 cm angeordnet Diese Titanpiattc -.v;rd vertikal angebracht, am den durch gebildetes Gas im Elektrolyten hervorgerufenen Rühreffekt nicht zu beeinträchtigen. Außerdem wird diese Titanplatte mit 10 Öffnungen von je etwa 10 mm Durchmesser versehen, um ein horizontales Mischen des Elektrolyten zu gestatten. Die Titanplatte 5, die Titanoberfläche 1 der Trennwand und die Anode 4, sind jeweils durch Schweißen miteinander verbunden, um den elektrischen Widerstand soweit wie möglich zu reduzieren. Als Kathode 7 wird eine poröse Eisenplatte verwendet die durch Expandieren einer 1,6 mm dicken Eisenplatte hergestellt worden ist und ein Öffnungsverhältnis von 60% aufweist Um für die Bildung des Zwischenraums 9 der Kathodenkammer zwischen der Kathode 7 und der Trennwand einen Abstand von 45 mm einzuhalten, wird zwischen Kathode und Trennwand eine 6 mm dicke, 45 mm breite und etwa 1,2 m lange Eisenplatte 8 vertikal angeordnet Diese Eisenplatte ist mit 10 öffnungen von je etwa 10 mm Durchmesser versehen. Die Kathode 7, die Eisenplatte 8 und die Eisenoberfläche 2 der Trennwand sind jeweils miteinander verschweißt, um den elektrischen Widerstand so klein wie möglich zu halten. Die Trennwand 3 ist außen von einem 16 mm dicken Eisenrahmen umgeben, der an seiner mit dem Anolyten in Kontakt stehenden Oberfläche mit einer Titanbeschichtung 11 überzogen ist. Ein Abstand von etwa 2 mm zwischen der
ίο Kathode 7 und der Anode 4 wird durch entsprechendes Zwischenlegen einer 2 mm dicken Dichtung ans einem kautschukartigen Äthylen-Propylen-Copolymerisat erreicht. Als Kationenaustauschermembran 17 dient eine entsprechende Membran aus einem Sulfonsäuregruppen enthaltenden Harz, das aus einem fluorhaltigcn Harz als Grundgerüst hergestellt worden ist, das seinerseits mit einem fluorhaltigen Textilgewebe verstärkt ist.
80 vorgenannte Elektrolysezellen werden hintereinander angeordnet, wie schematisch in F i g. 3 dargestellt ist.
Vom Vorratstank des Anolyten wird über zueinander parallele Leitungen über die Zuführung 12 einer jeden Anodenkammer eine wäßrige Natriumchloridlösung
eingespeist. Über die Ableitung 13 einer jeden Anodenkammer wird der eine Natriumchloridlösung und Chlor enthaltende Anolyt über entsprechende parallel laufende Leitungen abgezogen und in den Vorratstank des Anolyten zurückgeführt.
Vom Vorratstank des Katholyten wird über parallele Leitungen zu den Zuführungen 14 einer jeden Kathodenkammer eine wäßrige Natriumhydroxidlösung eingespeist. Über die Ableitung 15 einer jeden Kathodenkammer wird jeweils eine 20prozentige wäßrige Natriumhydroxidlösung zusammen mit Wasserstoff zum Vorratstank des Katholyten zurückgeführt. Wird die genannte Elektrolysezelle bei einer Temperatur von 92°C von einem Gleichstrom mit 14 000 A durchflossen, beträgt die Zelispannung pro Zelleneinheit nur 3,6 Volt. Der durch die Trennwand 3 verursachte Spannungsabfall zwischen der Kathode 7 und der Anode 4 beträgt nur einige mV, woraus der besondere Vorteil der Struktur der Trennwand ersichtlich ist.
Vergleichsbeispiel 1
Anstelle einer Trennwand, wie sie in einer erfindungsgemäßen Elektrolysezelle verwendet wird, wird eine wärmebeständige Platte aus Polyvinylchlorid eingesetzt Die Anode und die Kathode entsprechen den Elektroden gemäß Beispie! 1. Die entsprechenden Titanplatten 5 werden in Abständen von 10 cm angeordnet wobei weitere, 10 mm dicke und 15 cm breite Titanplatten zur Stromverteilung zwischen den Titanplatten 5 und der Trennwand horizontal angebracht werden. Ein Titanstab mit einem Durchmesser von 10 cm ist mit der vorgenannten Titanplatte verschweißt und führt durch die Trennwand aus Polyvinylchlorid. Die Kathodenseite ist wie die Anodenseite aufgebaut wobei die Anodenseite und die Kathodenseite der Trennwand an den Stellen durch Verschraubungen verbunden sind, wo der genannte Titanstab durch das Polyvinylchlorid führt
Obwohl die Abmessungen der Kathodenkammer, der Anodenkammer und der Kationenaustauschermembran sowie die Konzentrationen von Anolyt und Katholyt jeweils dem Beispiel 1 entsprechen, beträgt der Spannungsabfall zwischen der Kathode und der Anode
durch die Trennwand aus Polyvinylchlorid 200 mV bei einem Gleichstrom von 14 000 A. Außerdem wird festgestellt, daß das Polyvinylchlorid bei einer Elektrolysetemperatur von 700C an den Stellen, an denen es von dem Titanstab durchdrungen wird, geschmolzen wird. Deshalb muß die Elektrolyse unterbrochen werden. Die Elektrolysespannung beträgt 4,7 Volt pro Zelleneinheit, da die Elektrolysetemperatur nicht weiter erhöht werden kann. Somit kann keine derartige Elektrolysezelle unter Verwendung eines derartigen Polyvinylchlorids als Trennwand für einen großtechnischen Einsatz benutzt werden, da keine ausreichenden Werte für Elektrolysestrom und Elektrolysespannung erreicht werden können.
Beispiel 2
Beispiel 1 wird wiederholt jedoch unter Verwendung von Plattenelektroden, die an ihrer Rückseite keinen freien Raum aufweisen.
Die dünne Plattenanode, an der sich die Oberfläche der Titanoberfläche 1 der Trennwand befindet, ist mit einer Schicht von 5 μηι des gemäß Beispiel 1 eingesetzten eutektischen Gemischs beschichtet. Die Eisenplatte der Trennwand 3 wird als dünne Platte ausgebildet, um so als Kathode zu dienen. Der Abstand zwischen den Elektroden und der dazwischenliegenden Kationenaustauschermembran beträgt jeweils 3,5 mm. Dies ist erforderlich, da entsprechende öffnungen für die Zu- und Abführung von Flüssigkeiten zu bzw. von den Elektrolysekammern sowie Dichtungen vorliegen müssen.
Die Elektrolyse wird gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Bei einer Stromstärke von nur 2500A beträgt die Elektrolysespannung 3,6 V pro Zelleneinheit, da der Elektrolysestrom durch an der Anode gebildetes Chlor und an der Kathode gebildeten Wasserstoff teilweise abgeschirmt wird.
Daraus ist der Vorteil der Verwendung poröser Elektroden und freier Zwischenräume zwischen der Trennwand und der Elektroden ersichtlich.
Beispiel 3
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird vorher die Oberfläche der Kathode bei einer Stromdichte von 2 A/dm2 in einer Lösung, die 250 g/Liter NiSO4 · /H2O, 50 g/Liter NiCI2 ■ 6H2O und 45 g/Liter Borsäure enthält, mit einer 10 μιη dicken Nickelschicht und anschließend bei einer Stromdichte von 1 A/dm2 in einer Lösung, die 200 g/Liter NiSO4 · 7H2O, 30 g/Liter NiCI2 · 6H2O, 20 g/Liter Borsäure und 16 g/Liter Ammoniumrhodanid enthält, bis zu einer Dicke von 15 μιη mit Nickel beschichtet.
Die Kathode zeigt eine geringe Wasserstoffüberspannung. Die Elektrolysespannung pro Zelleneinheit beträgt nur 3,5 Volt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Bipolare Elektrolysezelle mit mindestens zwei in Serie angeordneten Zelleneinheiten mit jeweils zwischen Kathoden- und Anodenkammer zweier benachbarter Zelleneinheiten angeordneten Kationenaustauschermembranen, wobei jede Zelleneinheit aus einer Kathoden- und einer Anodenkammer besteht, die getrennt sind durch eine Trennwand aus einer Titanplatte mit einer damit explosionsverbundenen Eisenplatte und wobei diese Trennwand im wesentlichen parallel mit einer mit einem Oxid eines Platinmetalles beschichteten Anode aus Titan und einer Eisenkathode elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das die Trennwand bildende Laminat aus explosionsverbuadener Titan- und Eisenplatte heiß gewalzt worden ist.
2. Bipolare Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen den Elektroden und der Trennwand jeweils einen Zwischenraum aufweist.
3. Bipolare Elektrolysezelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum zwischen der Anode und der Trennwand ein vertikal angeordnetes Trägerelement, das das Titan der Anode mit dem Titan der Trennwand verbindet, vorhanden ist.
DE2545339A 1974-10-09 1975-10-09 Bipolare Elektrolysezelle Expired DE2545339C2 (de)

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NL (1) NL165511C (de)
SE (1) SE7511257L (de)
SU (1) SU1291029A3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3401812A1 (de) * 1983-01-19 1984-08-02 Toyo Soda Manufacturing Co., Ltd., Shinnanyo, Yamaguchi Elektrolysezelle

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5929677B2 (ja) * 1976-11-19 1984-07-21 旭硝子株式会社 フイルタ−プレス型電解槽
JPS5421641U (de) * 1977-07-15 1979-02-13
DE2816440A1 (de) * 1978-04-15 1979-10-25 Uhde Gmbh Elektrolysezelle
JPS5848366Y2 (ja) * 1978-09-13 1983-11-04 株式会社トクヤマ 陽極室
GB2051870B (en) * 1979-06-07 1983-04-20 Asahi Chemical Ind Method for electrolysis of aqueous alkali metal chloride solution
FR2484464A1 (fr) * 1980-02-04 1981-12-18 Electricite De France Electrolyseur sous pression du type filtre presse
JPS57137486A (en) * 1981-02-19 1982-08-25 Tokuyama Soda Co Ltd Electrolytic cell
JPS5732393A (en) * 1981-06-25 1982-02-22 Asahi Glass Co Ltd Filter press type electrolytic cell
DE3342449A1 (de) * 1983-11-24 1985-06-05 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund Elektrolytische zelle fuer die elektrolyse von waessrigem halogenidhaltigem elektrolyt
JPS60187688A (ja) * 1985-01-10 1985-09-25 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 高純度なアルカリ金属水酸化物の製法
JPH0674513B2 (ja) * 1985-10-23 1994-09-21 旭化成工業株式会社 複極式電解槽ユニツト
GB8530893D0 (en) * 1985-12-16 1986-01-29 Ici Plc Electrode
GB8626010D0 (en) * 1986-10-30 1986-12-03 Ici Plc Assembling filter press type structure
GB8626629D0 (en) * 1986-11-07 1986-12-10 Ici Plc Electrolytic cell
JPH02130873U (de) * 1989-04-05 1990-10-30
US5225061A (en) * 1991-05-24 1993-07-06 Westerlund Goethe O Bipolar electrode module
JP3696137B2 (ja) 2000-09-08 2005-09-14 株式会社藤田ワークス 電解槽ユニットの製造方法及び電解槽ユニット
ES2547403T3 (es) 2002-11-27 2015-10-06 Asahi Kasei Chemicals Corporation Celda electrolítica bipolar, del tipo sin intersticios

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3441495A (en) * 1966-05-20 1969-04-29 Electric Reduction Co Bipolar electrolytic cell
US3451914A (en) * 1966-08-31 1969-06-24 Electric Reduction Co Bipolar electrolytic cell
GB1348785A (en) * 1970-05-26 1974-03-20 Ici Ltd Bipolar cell
US3759813A (en) * 1970-07-17 1973-09-18 Ppg Industries Inc Electrolytic cell
US3755108A (en) * 1971-08-12 1973-08-28 Ppg Industries Inc Method of producing uniform anolyte heads in the individual cells of a bipolar electrolyzer
JPS509384B2 (de) * 1971-09-30 1975-04-12
BE793045A (fr) * 1971-12-21 1973-06-20 Rhone Progil Electrodes bipolaires
BE793281A (fr) * 1971-12-23 1973-06-22 Rhone Progil Cadres pour cellules electrolytiques du type filtre-presse
BE781959A (fr) * 1972-04-12 1972-07-31 Solvay Cellule bipolaire,

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3401812A1 (de) * 1983-01-19 1984-08-02 Toyo Soda Manufacturing Co., Ltd., Shinnanyo, Yamaguchi Elektrolysezelle

Also Published As

Publication number Publication date
FR2287528B1 (de) 1979-01-19
GB1503799A (en) 1978-03-15
CA1053177A (en) 1979-04-24
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