DE2809333A1

DE2809333A1 - Elektrolytische diaphragmazelle

Info

Publication number: DE2809333A1
Application number: DE19782809333
Authority: DE
Inventors: Thomas Wesley Boulton; Brian John Darwent
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1977-03-04
Filing date: 1978-03-03
Publication date: 1978-09-07
Also published as: JPS53124198A; DD134123A5; BR7801308A; CA1107685A; AR214774A1; FR2382519A1; JPS6031913B2; AT353812B; ES467549A1; GB1595193A; US4204939A; PL205061A1; PT67736A; SE7802385L; SU805955A3; IT7820815A0; ATA157578A; CH631746A5; BE864363A; PL125027B1

Description

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DR. RICHARD KMEiSSL ^{Λ :}'-^{r7 l}- '*

Wider.mayersir. 4S

D-8000 MÜNCHEN 22
Tel.0S9/295T25.

Mappe 24409

ICI Case MD 29391

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LTD. London, Großbritannien

Elektrolytische Diaphragmazelle

Priorität: 4.3.77 - Großbritannien

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BESCHREIBUNG:

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrolytische Diaphragmazelle, insbesondere auf eine elektrolytische Diaphragmazelle der Filterpressentype.

Es ist eine große Reihe von Diaphragmazellen bekannt, welche im Prinzip aus mehreren Anoden und mehreren Kathoden bestehen, die alternierend parallel zueinander angeordnet sind, wobei sie voneinander durch im wesentlichen vertikale Diaphragmen getrennt sind. Die Anoden besitzen in geeigneter Weise die Form von Platten aus einem filmbildenden Metall (üblicherweise Titan) und tragen einen elektrokatalytisch aktiven Belag (wie z.B. ein Oxid eines Platingruppenmetalls). Die Kathoden bestehen' in geeigneter Weise aus einer perforierten Platte oder einem Netz aus Metall (üblicherweise Weichstahl). Die Diaphragmen, die auf der Oberfläche der Kathoden niedergeschlagen sein können, bestehen in geeigneter Weise aus Asbest oder einem Gemisch aus Asbest und einem fluorhaltigen polymeren Material, wie z.B. Polytetrafluoräthylen oder Polyvinylidenfluorid. Alternativ können die Diaphragmen die Form von Platten aus beispielsweise Asbest oder einem fluorhaltigen polymeren Material aufweisen, welche auf die Oberfläche der Kathoden aufgesetzt sind.

Diaphragmazellen, welche niedergeschlagene Diaphragmen enthalten, sind üblicherweise Zellen der Tanktype monopolarer Konstruktion. Solche Zellen sind nicht für die Verwendung von Plattendiaphragmen geeignet, und zwar wegen der Schwierigkeiten, die bei der Beschichtung der verwendeten komplizierten Kathodenformen auftreten. Demgemäß wurden Zellenkonstruktionen der Filterpressen- oder Sandwich-Type entwickelt, um sie Diaphragmaplatten anzupassen. Jedoch sind solche Filterpressenzellen bezüglich des Kapitaleinsatzes immer noch teuerer als monopolare Zellen der Tanktype, und zwar wegen ihres verhältnismäßig komplizierten Aufbaus und wegen der Notwendigkeit, Stromverteiler einzubauen, um einen Spannungsabfall bei

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den üblicherweise verwendeten Größen der Anoden- und Kathodenabschnitte zu verringern.

Es wurde nunmehr eine monopolare Filterpressenzelle geschaffen, die sich für die Verwendung zusammen mit Plattendiaphragmen eignet und die leicht hergestellt und zusammengebaut werden kann und billig ist.

Gegenstand der Erfindung ist also eine monopolare elektrolytische Filterpressenzelle,

welche sich für die Elektrolyse einer wäßrigen Alkalimetallhalogenidlösung (in der Folge als Sole bezeichnet) eignet, um eine wäßrige Alkalimetallhydroxidlösung (in der Folge als Zellenflüssigkeit bezeichnet), Halogen und Wasserstoff herzustellen, welche Zelle mehrere Anodenplatten und Kathodenplatten und jeweils ein hydraulisch permeables Diaphragma zwischen benachbarten Anoden- und Kathodenplatten aufweist, wobei die Anodenplatten einen Anodenteil aus einem filmbildenden Metall besitzen, der einen elektrokatalytisch aktiven Belag trägt, und die Kathodenplatten einen metallischen Kathodenteil besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle mindestens eine Abstandsplatte aus einem nicht-leitenden Material zwischen jeder Anodenplatte und benachbartem Diaphragma und zwischen jeder Kathodenplatte und benachbartem Diaphragma aufweist, wobei die Anodenplatten, Kathode.nplatten und Abs tandsplatten mit mindestens zwei öffnungen in den Flächenseiten der Platten versehen sind, welche, wenn die Platten in eine Filterpressenzelle zusammengebaut sind, gemeinsam einen sich in Längsrichtung der Zelle erstreckenden ersten Raum und einen in Längsrichtung der Zelle sich erstreckenden, vom ersten Raum getrennten zweiten Raum definieren, wobei diese Räume in der Filterpressenzelle über den Anolyt- und Katholyträumen der Zelle angeordnet sind, welche durch die Abstände zwischen den Anoden und Diaphragmen bzw. den Abständen zwischen den Kathoden und Diaphragmen definiert v/erden, wobei weiterhin die Abstandsplatten zwischen den Anoden und benachbarten Diaphragmen mit mindestens einem Durchgang versehen sind, der es der Sole ermöglicht, zwischen dem

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ersten Raum und den AnoIyträumen zu fließen, und der es dem Halogen ermöglicht, aus dem Anolytraum in den ersten Raum zu gelangen, und die Abstandsplatten zwischen den Kathoden und benachbarten Diaphragmen rait mindestens einem Durchgang versehen sind, der es der Zellenflüssigkeit und dem Wasserstoff ermöglicht, aus den KathoIyträumen in den zweiten Raum zu fliessen, wobei die Zelle außerdem mit ^En<3-platten versehen ist, welche Stirnwandungen für die ersten und zweiten Räume bilden, und die Anodenplatten und Kathodenplatten teilweise aus einem nicht-leitenden Material bestehen, so daß die ersten und zweiten Räume elektrisch voneinander getrennt sind.

Die hydraulisch permeablen Diaphragmen können an Diaphragmaplatten befestigt sein, die mindestens zwei Öffnungen in den Flächenseiten aufweisen, welche in der Zelle einen Teil des ersten bzw. zweiten Raums definieren. Die Diaphragmaplatten sollten aus nicht-leitendem Material bestehen.

Die Öffnungen in den Anoden-, Kathoden- und Abstandsplatten können durch Rahmenteile definiert sein.

Die Endplatten einer jeden Zelle bestehen vorzugsweise aus einer Endanodenplatte bzw. einer Endkathodenplatte, welche nicht unbedingt zum Teil aus einem nicht-leitenden Material bestehen müssen. So kann die Endancdenplatte aus einem filmbildenden Metall bestehen, das einen elektrokatalytisch aktiven Belag auf einem Teil seiner Oberfläche trägt, während die Endkathodenplatte aus irgendeinem Metall bestehen kann.

Das filmbildende Metall, welches den Anodenteil der Anodenplatte oder die Endanode bildet, besteht vorzugsweise aus einem der Metalle Titan, Zirkonium, Niob, Tantal oder Wolfram oder aus einer Legierung, die hauptsächlich aus ein oder mehreren dieser Metalle besteht und anodische Polarisationseigenschaften aufweist, die mit denen des reinen Metalls vergleichbar sind". Es wird bevorzugt, Titan alleine oder eine Titanlegierung mit ähnlichen Polarisationseigenschaften wie Titan zu

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verwenden. Beispiele für solche Legierungen sind Titan/Zirkonium-Legierungen, die bis zu 14 % Zirkonium enthalten, Legierungen von Titan mit bis zu 5 % eines Platxngruppenmetalls, wie z.B. eine Legierung aus Titan mit Platin, Rhodium oder Iridium, und Legierungen von Titan mit Niob oder Tantal, die bis zu 10 % des Legierungsbestandteils enthalten.

Der Anodenteil der Anodenplatte kann die Form einer perforierten Platte oder eines Netzes aufweisen, besitzt aber vorzugsweise die Form einer Platte mit ausgestellten Schlitzen. Solche Platten mit ausgestellten Schlitzen können zweckmäßig aus einer Platte eines filmbildenden Metalls hergestellt werden, indem diese Schlitze durch Pressen mit einem schlitzenden und pressenden Werkzeug eingeschnitten und ausgestellt werden. Die so erhaltenen Ausstellungen können im rechten Winkel zur ursprünglichen Ebene der Platte aus filmbildendem Metall verlaufen, sie können aber auch zu dieser Ebene geneigt sein. Die Ausstellungen besitzen vorzugsweise eine Neigung von mehr als 60° zur Ebene der Anodenplatte.

Die ausgestellten Schlitze einer jeden Anodenplatte sind nach dem Einbau in der Zelle vorzugsweise so ausgerichtet, daß ihre Längsachsen parallel zueinander verlaufen und in einem Winkel zur Vertikalen geneigt sind, beispielsweise in einem Winkel von ungefähr 45°, so daß das in den Anolyträumen gebildete Halogen zum ersten sich in Längsrichtung der Zelle erstreckenden Raum geleitet wird.

Der elektrokatalytisch aktive Belag ist ein leitender Belag,

der gegenüber elektrochemischem Angriff beständig ist, aber

bei der übertragung von Elektronen zwischen dem Elektrolyt

und der Anode aktiv ist.

Der elektrokatalytisch aktive Belag kann in geeigneter Weise aus ein oder mehreren Platingruppenmetallen, nämlich Platin, Rhodium, Iridium, Ruthenium, Osmium und Palladium, oder aus Legierungen dieser Metalle und/oder den Oxiden davon oder

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einem anderen Metall oder einer Verbindung bestehen, welche als Anode wirken und welche gegenüber einer elektrochemischen Auflösung in der Zelle beständig sind, wie z.B. Rhenium, Rheniumtrioxid, Magnetit, Titannitrid und die Boride, Phosphide und Silicide der Platingruppenmetalle. Der Belag kann aus ein oder mehreren der erwähnten Platingruppenmetalle und/ oder Oxide davon in Mischung mit ein oder mehreren Oxiden von unedlen Metallen bestehen. Alternativ kann er aus ein oder mehreren Oxiden von unedlen Metallen alleine oder aus einer Mischung aus ein oder mehreren Oxiden von unedlen Metallen und einem Chlorentladungskatalysator aus einem unedlen Metall bestehen. Geeignete Oxide von unedlen Metallen sind beispielsweise die Oxide der filmbildenden Metalle (Titan, Zirkonium, Niob, Tantal oder Wolfram), Zinndioxid, Germaniumdioxid und die Oxide von Antimon. Geeignete Chlorentladungskatalysatoren sind die Difluoride von Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel und Gemische davon.

Besonders geeignete elektrokatalytisch aktive Beläge gemäß der Erfindung bestehen aus Platin selbst oder basieren auf Rutheniumdioxid/Titandioxid und Rutheniumdioxid/Zinndioxid/Titandioxid.

Andere geeignete Beläge sind solche, die in den GB-PSen 1 402 414 und 1 484 015 beschrieben sind, bei denen ein nichtleitendes teiichenförmiges oder faserförmiges feuerfestes Material in eine Matrix aus einem elektrokatalytisch aktiven Material (der oben beschriebenen Type) eingebettet ist. Geeignete nicht-leitende teilchenförmige oder faserförmige Materialien sind die Oxide, Carbide, Fluoride, Nitride und Sulfide. Geeignete Oxide (einschließlich komplexer Oxide) sind z.B. Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Thoriumoxid, Titandioxid, Cer(IV)-oxid, Hafniumoxid, Ditantalpentoxid, Magnesiumaluminat (z.B. Spinell, MgCAl₂O-) , Aluminosilicate (z.B. Mull.it, . (Al₉O,^. (SiO₂) ₂) , Zirkoniumsiiicat, Glas, Calciumsilicat (z.B. Bellit, (CaO)₂SiO-)), Calciumaluminat, Calciumtitanat (z.B. Perovskit, CaTiO₃), Attapulgit,

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Kaolinit, Asbest, Glimmer, Codierit und Bentonit; ein geeignetes Sulfid ist Dicertrisulfid; geeignete Nitride sind Bornitrid und Siliciumnitrid; und ein geeignetes Fluorid ist CaI-ciumfluorid. Ein bevorzugtes nicht-leitendes feuerfestes Material ist ein Gemisch aus Zirkoniumsilicat und Zirkoniumdioxid, wie z.B. Zirkoniumsilicatteilchen und Zirkoniumdioxidfasern.

Die Änodenteile der Anodenplatten können durch eine Aufstreich- und Brenntechnik hergestellt werden, wobei ein Belag aus Metall und/oder Metalloxid auf der Anodenoberfläche dadurch hergestellt wird, daß man auf die Oberfläche der Anodenplatte eine Schicht einer Anstrichzusammensetzung aufbringt, welche aus einem flüssigen Träger besteht, der thermisch zersetzbare Verbindungen eines jeden der im fertigen Belag vorliegenden Metalle enthält, die Anstrichschicht durch Abdampfen des flüssigen Trägers trocknet und hierauf die Anstrichschicht durch Erhitzen der beschichteten Anodenplatte, in geeigneter Weise auf 250 bis 800°C, brennt, um die Metallverbindungen des Anstrichs zu zersetzen und den gewünschten Belag zu bilden. Wenn feuerfeste Teilchen oder Fasern in das Metall und/oder Metalloxid des Belags eingebettet werden sollen, dann können die feuerfesten Teilchen oder Fasern in die erwähnte Anstrich-Zusammensetzung eingemischt werden, bevor diese auf die Anodenplatte aufgebracht wird. Alternativ können die feuerfesten Teilchen oder Fasern auf die Schicht der erwähnten Anstrichzusammensetzung aufgebracht v/erden, während diese sich noch in einem fließfähigen Zustand auf der Oberfläche der Anodenplatte befindet/ wobei die Anstrichschicht dann durch Abdampfen des flüssigen Trägers getrocknet und in der üblichen Weise gebrannt wird.

Die elektrokatalytisch aktiven Beläge werden vorzugsweise dadurch aufgebaut, daß man mehrere Anstrichschichten auf die Anodenplatte aufbringt, wobei man jede Schicht trocknet und brennt, bevor die nächste Schicht aufgebracht wird.

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Das den Kathodenteil der Kathodenplatte bildende Metall besteht vorzugsweise aus Eisen oder Stahl, vorzugsweise Weichstahl, aber es können auch andere Metalle verwendet werden, wie z.3. Nickel.

Der metallische Kathodenteil kann aus einer perforierten Platte oder einem Netz bestehen, besitzt aber vorzugsweise die Form einer Platte mit ausgestellten Schlitzen. Die Platten mit ausgestellten Schlitzen können aus einer Metallplatte, wie z.B. einer Weichstahl- oder Eisenplatte, dadurch hergestellt v/erden, da3 man mit einem schlitzenden und formenden Werkzeug einen Pre3vorgang durchführt, wie dies weiter oben bei den Anodenplatten beschrieben wurde.

Ausstellungen der

Die^ausgestellten Schlitze der Kathode sind vorzugsweise in einem Winkel von mehr als 60° zur Ebene der Kathodenplatte geneigt.

Die ausgestellten Schlitze einer jeden Kathodenplatte sind nach dem Einbau in die Zelle vorzugsweise so ausgerichtet, daß ihre Längsachsen parallel zueinander verlaufen und einen Winkel zur Vertikalen, beispielsweise einen Winkel von ungefähr 45°, einnehmen, so daß der in den Katholyträumen gebildete Wasserstoff zum zweiten sich in Längsrichtung der Zelle erstreckenden Raum geleitet wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die ausgestellten Schlitze sowohl der Anode als auch der Kathode mit ihren Längsachsen in einem Winkel von 45 zur Vertikalen (wie oben definiert) geneigt, d.h., daß aufeinanderfolgende Anoden und Kathoden ausgestellte Schlitze aufweisen, deren Längsachsen um 90° zueinander geneigt sind.

Die Anodenplatten und Kathodenplatten müssen zum Teil aus einem nicht-leitenden Material bestehen, so daß die ersten und zweiten Räume, die sich in Längsrichtung der Zelle erstrecken, elektrisch voneinander isoliert sind. So kann der Teil der Anoden-

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platte mit einer Öffnung, welche in der Zelle einen Teil des ersten Raums definiert, aus einem Metall bestehen, wie z.B. aus dem filmbildenden Metall des Anodenteiis der Platte, in welchem Fall der Teil der Anodenplatte mit einer Öffnung, welche in der Zelle einen Teil des zweiten Raums definiert, aus einem nicht-leitenden Material, wie z.B. einem Kunststoff, beispielsweise Polypropylen, bestehen sollte. Umgekehrt sollte der Teil der Kathodenplatte mit einer Öffnung, welche in der Zelle einen Teil des ersten Raums definiert, aus einem nicht-leitenden Material, wie z.B. einem Kunststoff, beispielsweise Polypropylen, bestehen und sollte der Teil der Kathodenplatte rr.it einer Öffnung, welche in der Zelle einen Teil des zweiten Raums definiert, aus einem Metall hergestellt sein, wie z.B. aus dem gleichen Metall wie der Kathodenteil der Kathodenplatte. Alternativ kann der Teil der Anodenplatte mit einer Öffnung, welche in der Zelle einen Teil des ersten Raums definiert, aus einem nicht-leitenden Material bestehen und kann der Teil mit einer öffnung, die in der Zelle einen Teil des zweiten Raums definiert, aus einem Metall bestehen, wobei dann umgekehrt der Teil der Kathodenplatte mit einer Öffnung, welche in der Zelle einen Teil des ersten Raums definiert, aus einen Metall bestehen sollte oder der Teil mit einer öffnung, welche in der Zelle einen Teil des zweiten Raums definiert, aus einem nicht-leitenden Material bestehen kann. Die Teile der Anodenplatten und Kathodenplatten, welche die Öffnungen in den Platten definieren, können die Form von Rahmenteilen aufweisen, die aus den oben beschriebenen entsprechenden Materialien bestehen.

3ei bevorzugten Anodenplatten und Kathodenplatten bestehen die Platten aus zwei Teilen, einem metallischen Teil und einem aus einem nicht-leitenden Material bestehenden Teil, wobei diese Teile der Anodenplatten bzw. Kathodenplatten während des Zusammenbaus der Filterpressenzelle benachbart angeordnet werden.

Der Anodenteil der Anodenplatte, der Kathodenteil der Katho-

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denplatte und das Diaphragma haben vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Form. Beispielsweise können die Anodenteile, Kathodenteile und Diaphragmen die Form eines Quadrates oder einer Raute aufweisen oder rechteckig oder kreisförmig sein. Die bevorzugte Form ist quadratisch, wobei die Anordnung so ist, daß die Diagonalen des Quadrats horizontal und vertikal verlaufen. Vorzugsweise sind die Anodenplatten, Kathodenplatten und Diaphragmenplatten um eine vertikale Achse symmetrisch.

Es wird weiterhin bevorzugt, daß die Öffnungen in den Platten, welche in der Zelle den ersten Raum definieren, im wesentlichen die gleiche Form aufweisen, so daß der erste Raum über seine gesamte Länge einen gleichmäßigen Querschnitt aufweist. In ähnlicher Weise wird es bevorzugt, daß die Öffnungen in den Platten, welche in der Zelle den zweiten Raum definieren, im wesentlichen die gleiche Form aufweisen, so daß auch der zweite Raum entlang seiner Länge einen gleichmäßigen Querschnitt aufweist. Vorzugsweise besitzen beide Gruppen von öffnungen im wesentlichen die gleiche Form.

Die Anodenplatten, die Kathodenplatten, die Abstandsplatten und die Diaphragmaplatten sind vorzugsweise flexibel. Die erwähnten Platten können leicht flach hergestellt werden und von gleichmäßiger Stärke sein, wobei sie ausreichend dünn sind, daß sie flexibel sind. Diese Flexibilität ermöglicht die Aufτ rechterhaltung eines gleichmäßigen und ausreichenden Drucks in allen Verbindungsstellen der Zelle, so daß ein Auslaufen verhindert wird.

Die Abstandsplatten besitzen im wesentlichen die gleiche Form und Größe wie die Anoden-, Kathoden- und Diaphragmaplatten.

Die Abstandsplatten sind nicht nur mit zwei Öffnungen in den Flächenseiten der Platten versehen, welche in der Zelle einen Teil des ersten bzw. zweiten Raums bilden, sondern sie sind auch weiter mit einer öffnung in der Fläche der Platte ver-

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sehen, welche in der Zelle einen Teil eines jeden Anolyt- bzw.Katholytraums definiert.

Diese Durchgänge in einer jeden Abstandsplatte besitzen vorzugsweise die Form mehrerer Schlitze, die in die Stärke der Platten zwischen entweder den den Anolyträumen entsprechenden Öffnungen und den ersten Raum oder den den Katholyträumen entsprechenden Öffnungen und dem zweiten Raum eingeschnitten sind. Alternativ kann ein gesondertes geschlitztes oder geformtes Abstandsstück vorgesehen werden. Beim Einbau der Abstandsplatten in die Zelle ergeben die Platten Durchtritte, die (1) die "Anolyträume mit dem ersten Raum bzw. (2) die Katholyträume mit dem zweiten Raum verbinden.

Die Abstandsplatten können aus jedem geeigneten nicht-leitenden Material hergestellt werden, es wird jedoch bevorzugt, synthetische organische Polymere zu verwenden, die gegenüber den in der Zelle herrschenden Bedingungen inert sind. Besonders geeignete Polymere sind Polyvinylidenfluorid und Polypropylen. Die Abstandsplarten werden vorzugsweise aus einer Platte des Polymers herausgestanzt oder aus dem Polymer geformt.

Die Zelle kann zweckmäßigerwexse mit Dichtungen versehen werden, die in geeigneter Weise aus einem elastomeren Material bestehen, wie z.B. Natur- oder Synthesegummi. Die Dichtungen werden in geeigneter Weise aus einer Platte eines elastomeren Materials herausgestanzt oder aus dem elastomeren Material geformt und entsprechen in ihrer Gesamtgröße und Form den oben erwähnten Abstandsplatten.

Alternativ können die Abstandsplatten in ihrer Form und Dicke modifiziert werden, so daß sie sowohl als Abstandshalter als auch als Dichtungen dienen. In diesem Fall bestehen die kombinierten Abstandsplatten und Dichtungen zweckmäßigerweise aus einem elastomeren Material, wie z.B. Natur- oder Synthesegummi, wobei die oben erwähnten Durchtritte in den Abstandsplatten dadurch vorgesehen v/erden, daß eine Federvorrichtung

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eingearbeitet wird, die entweder ein aus dem Anoden- oder Kathodenmaterial bestehender Preßling oder ein flexibler Formling aus einem geeigneten Polymer ist. Die Federvorrichtung gestattet einen Fluß von Gas oder Flüssigkeit mit einem Mindestmaß an Hinderung und besitzt eine Nachgiebigkeit und Tiefe entsprechend dem Elastomer, so daß der Verbindungsdruck übertragen wird.

Die Dichtungen oder die Abstandsplatten, die auch als Dichtungen wirken, sind ausreichend dünn und flexibel, so daß eine gute Abdichtung in der Zelle erzielt -wird, insbesondere, wenn die Anodenplatten, Kathodenplatten, Diaphragmaplatten und Abstandsplatten flexibel sind.

Es kann jedes geeignete Diaphragmamaterial verwendet werden, aber es wird bevorzugt, ein poröses fluorhaltiges Polymer (z.B. Polytetrafluoräthylen) für die Diaphragmen zu verwenden. Geeignete Diaphragmen können aus einer wäßrigen Dispersion von Polytetrafluoräthylen und einem entfernbaren Füllstoff durch solche Verfahren hergestellt werden, wie sie in den GB-PSen 1 081 046 und 1 424 804 beschrieben sind. Der Füllstoff kann vor dem Einbau des Diaphragmas in die Zelle entfernt werden, beispielsweise durch Behandlung mit einer Säure, um den Füllstoff aufzulösen. Alternativ kann der Füllstoff aus dem Diaphragma in situ in-der Zelle entfernt v/erden, wie es beispielsweise in der GB-PS 1 468 355 beschrieben ist, wobei Säure, die einen Korrosionsinhibitor enthält, zum Auflösen des Füllstoffs verwendet wird. Der Füllstoff kann außerdem auf elektrolytischem Wege entfernt werden.

Alternativ kann das Diaphragma aus Platten eines porösen polymeren Materials hergestellt werden, das sich von Tetrafluoräthylen ableitende Einheiten enthält, wobei dieses Material eine Mikrostruktur aufweist, die durch Knoten, welche durch Fibrillen miteinander verbunden sind, charakterisiert ist. Das erwähnte polymere Material und seine Herstellung sind in der GB-PS 1 355 373 und seine Verwendung als Diaphragma in

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elektrochemischen Zellen in den GB-PAen 23275/74 und 23316/74 (= BE-PS 829388) beschrieben.

Die Diaphragmen können auch durch ein elektrostatisches Spinnverfahren hergestellt werden. Ein solches Verfahren ist in der GB-PA 41873/74 beschrieben und besteht darin, daß man eine Spinnflüssigkeit, die aus einer Flüssigkeit und einem organischen faserbildenden polymeren Material (wie z.B. einem fluorierten Polymer, z.B. Polytetrafluoräthylen) besteht, in ein elektrostatisches Feld einspinnt, wo Fasern aus der Flüssigkeit zu einer Elektrode gezogen werden und die so gebildeten Fasern auf der Elektrode in Form eines porösen Schichtprodukts gesammelt werden.

Bei einer bestimmten Ausführungsform der Zelle alternieren einzelne Anodenplatten mit einzelnen Kathodenplatten, wobei Diaphragmaplatten zwischen benachbarten Anoden- und Kathodenplatten angeordnet sind. Bei einer alternativen Ausführungsform alternieren Paare von Anodenplatten mit Paaren von Kathodenplatten, wobei Diaphragmaplatten zwischen benachbarten Paaren von Anodenplatten und Paaren von Kathodenplatten angeordnet sind..

Die Verwendung von Paaren von Anoden- und Kathodenplatten anstelle von einzelnen Platten ergibt einen erhöhten Gasbildungsraum in der Nachbarschaft der Anoden und Kathoden.

Der Anodenteil einer jeden Anodenplatte und der Kathodenteil einer jeden Kathodenplatte besitzt vorzugsweise in der Richtung des Stromflusses eine Abmessung im Bereich von 15 bis 60 cm, insbesondere im Bereich von 15 bis 25 cm, wenn alternierende einzelne Anoden- und Kathodenplatten verwendet werden, und im Bereich von 30 bis 50 cm, wenn alternierende Paare von Anoden- und Kathodenplatten verwendet werden. Die oben erwähnten bevorzugten Abmessungen der Anoden- und Katholdenteile ergeben kurze Stromwege, die ihrerseits einen niedrigen Spannungsabfall zwischen den Anoden und Kathoden sicherstellen,

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ohne daß die Verwendung von aufwendigen Stromführungsvorrichtungen erforderlich ist.

Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Diaphragmaoberflächen, welche einen Zellenabschnitt definieren, liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 mm, beispielsweise im Bereich von 5 bis S mm, wenn alternierende einzelne Anoden und Kathoden verwendet v/erden, und im Bereich von 10 bis 20 mm, wenn alternierende Paare von Anoden und Kathoden verwendet werden.

Beim Betrieb flxeßt Sole durch Durchtritte in den Abstandsplatten von dem darüberliegenden Solezuführraum in die Anolyträume.

Halogengas, das in den Anolyträumen erzeugt wird, strömt nach oben durch die Solezuführdurchtritte und gelangt in den darüberliegenden Solezuführraum. Die Sole perkoliert durch die Diaphragmen in die Katholyträume, wo Zellenflüssigkeit und Wasserstoff gebildet werden. Die Zellenflüssigkeit und der Wasserstoff steigen durch die Durchtritte in den Abstandsplatten in den anderen darüberliegenden Raum, wo der Wasserstoff sich abtrennt.

Die erf in dungs geraäße Zelle ist deshalb aus geformten oder gepreßten Anoden- und Kathodenplatten ähnlicher Form aufgebaut, die durch geformte oder gestanzte Abstandsplatten aus einem geeigneten nicht-leitenden Material sowie den nötigen Dichtungen voneinander getrennt sind. Die Zelle ist zweckmäßig mit Endplatten ausgerüstet, die den Endanoden- und Endkathodenplatten benachbart sind. Die Endplatten sind in geeigneter Weise aus Weichstahl hergestellt, der in geeigneter Weise vor dem Zelleninnenraum beispielsweise mittels Abstandsstücken aus Kunststoff geschützt ist. Der gesamte Zusammenbau kann beispielsweise durch Zusammenziehen der Endplatten mittels Bolzen zusammengehalten werden. Die einfache Konstruktion gestattet in vorteilhafter Weise den Bau einer großtechnischen Zelle mit verhältnismäßig niedrigen Kapitalkosten im Vergleich zu herkömmlichen monopolaren Zellen der Tanktype oder bipolaren Filterpressenzellen.

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Bei Verwendung dünner flexibler Anoden- und Kathodenplatten ist es nicht nötig, daß die Platten während der Herstellung plan sind, da diese Platten während des Zusammenbaus flachgedrückt werden, und zwar wegen des Drucks, der durch die Endplatten ausgeübt wird, die eine verhältnismäßig massive Konstruktion auf v/eisen können. Darüber hinaus ergibt die Verwendung von dünnen Anoden und Kathodenplatten (z.B. 1 nan Dicke) ausgestellte Schlitze in den aktiven Teilen der Anode und der Kathode, die eine geringe Festigkeit aufweisen, so daß sie leicht durch das Diaphragma verformt v/erden können, wenn sie während des Zusarnmenbaus mit diesem in Kontakt kommen, wodurch eine Beschädigung des Diaphragmas vermieden wird. Auf diese Weise wird ein verhältnismäßig kleiner Anoden/Kathoden-Abstand von beispielsweise 2 mm in einfacher Weise erreicht.

Die Gesamtlänge der Zelle wird unvermeidbar größer sein als die Dicke der einzelnen Zellenabschnitte. Die Stromzuführung zu den Zellenabschnitten kann beispielsweise durch mehrere flexible Stromverbindungen erfolgen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Zellenabschnitte in der Zelle ist.

Eine Anlage für die Herstellung von Halogen und Alkalimetallhydroxidiösung kann mehrere erfindungsgemäße Zellen umfassen. Die Zellen können miteinander durch Verbindungsstäbe oder Klenrnen verbunden sein, welche durch die Gesamtzahl der flexiblen Stromverwindungen und die Anoden- und Kathodenplatten, je nach Zweckmäßigkeit, hindurch-oder an diesen entlanggehen. Wenn mehrere Zellen verwendet werden und wenn eine bestimmte Zelle au3er-Betrieb gesetzt werden, d.h. elektrisch isoliert werden soll, dann kann ein Springschalter direkt über der außer Betrieb zu setzenden Zelle angeordnet werden, und Verbindungen können zu den entsprechenden Punkten entlang der gesamten Länge der Zellenverbindungen gemacht werden, und zwar mit Hilfe einer ähnlichen Verbindungsstangen- oder Klemmanordnung. Die Zelle kann dann entweder von unten oder von der Seite entnommen werden. Alternativ kann der Springschalter unterhalb der Zelle angeordnet werden, wobei die Zelle dann von oben entnommen wird.

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Die Erfindung eignet sich besonders für Diaphragmazellen, die für die Herstellung von Chlor und Natriumhydroxid durch Elektrolyse von wäßrigen Natriumchloridlösungen verwendet werden.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung
eines Teils einer erfindungsgemäßen Diaphragmazelle;

Figur 2 eine Stirnansicht der Diaphragmazelle von Figur 1,
gesehen in Richtung A (einige Teile sind weggeschnitten, um
die aufeinanderfolgenden Komponenten der Zelle zu zeigen);

Figur 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zelle mit einfachen alternierenden Anoden- und Kathodenplatten; und

Figur 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zelle mit alternierenden Paaren von Anoden- und Kathodenplatten.

Der dargestellte Teil der Zelle besitzt: eine Anodenplatte 1 ,
eine Kathodenplatte 2, ein Diaphragma 3, Abstandsplatten 4, 5, eine Diaphragmaplatte 6 und Dichtungen 7.

Das der Diaphragmaplatte 6 zugeordnete Diaphragma 3 trennt
den Anolytabschnitt, der die Anodenplatte 1, die Abstandsplatte 4 und eine Dichtung 7 umfaßt, von einem Katholytabschnitt, der die Kathodenplatte 2, die Abstandsplatte 5 und eine Dichtung 7 umfaßc. Die Zelle in Figur 1 enthält einen halben Anodenabschnitt und einen halben Kathodenabschnitt. Es ist jedoch klar, daß eine technische Zelle mehrere solche Anoden-
und Kathodenabschnitte, typischerweise 500 bis 2000, umfassen wird. Diese Vielzahl von Abschnitten kann mit Hilfe von Bolzen und Federn oder hydraulischen Vorrichtungen zusammengeklemmt
werden, wobei die Wärmeexpansion zu berücksichtigen ist.

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Eine solche Zelle umfaßt weiterhin (nicht gezeigte) Endplatten, die in geeigneter Weise aus Weichstahl bestehen.

Die einzelnen oben erwähnten Komponenten der Zelle (die weiter unten näher abgehandelt werden) bilden miteinander Folgendes: einen Raum 10 (siehe Figur 2) für die Zuführung von Sole und die Abführung von Chlorprodukt, der sich über die gesamte Länge der Zelle erstreckt; einen Raum 11 (siehe Figur 2) für die als Produkt gebildete Alkalimetallhydroxidlösung (Zellenflüssigkeit) und den gebildeten Wasserstoff, der sich ebenfalls über die gesamte Länge der Zelle erstreckt; und alternierende Anolyt- und Katholyträume (einen für jeden Abschnitt) , die sich zwischen aufeinanderfolgenden Diaphragmen 3 erstrecken. Die Abmessungen der Anolyt- und Katholyträume werden durch den Abstand zwischen dem Diaphragma 3 und der Anodenplatte 1 bzw. der Kathodenplatte 2 und durch die Querschnitte der aktiven Anoden- und Kathodenteile, die weiter unten diskutiert werden, bestimmt.

Jede Anodenplatte 1 besteht aus einem aktiven Teil 12 und einem Rahmenteil 14, der in geeigneter Weise aus einem filmbildenden Metall, vorzugsweise Titan, besteht, und einem Rahmenteil 8, der in geeigneter Weise aus einem Kunststoff, z.B. Polypropylen, besteht. Der aktive Anodenteil 12 hat mehrere ausgestellte Schlitze und trägt einen elektrokatalytisch aktiven Belag (beispielsweise ein Gemisch aus Rutheniumoxid und Titandioxid). Die Anodenplatte 1 besitzt einen Fortsatz 13 zum Anschluß an eine Stromquelle (nicht gezeigt), und die Rahmenteile 14 und 8 definieren Öffnungen 15 und 15a, deren Abmessungen den Querschnitten der Räume 10 bzw. 11 entsprechen.

Jede Kathodenplatte 2 besteht aus einem aktiven Teil 16 und einem Rahmenteil 18, welche in geeigneter Weise aus Weichstahl oder Eisen, vorzugsweise Weichstahl, hergestellt sind, und einem Rahmenteil 9, der in geeigneter Weise aus einem Kunststoff, z.B. Polypropylen, hergestellt ist. Die aktive Kathodenfläche 16 besitzt mehrere ausgestellte Schlitze. Die Katho-

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denplatte 2 besitzt einen Fortsatz 17 für die Abführung des elektrischen Stroms, und die Rahmenteile 18 und 9 definieren Öffnungen 19 bzw. 19a, deren Abmessungen den Querschnitten der Räume 11 bzw. 10 entsprechen.

Jedes Diaphragma 3 besteht in geeigneter Weise aus einer mikroporösen Platte aus Asbest oder aus einem fluorierten Polymer. Es besteht vorzugsweise aus einer mikroporösen Platte aus PoIytetrafluoräthylen. Das Diaphragma 3 wird von der Diaphragmaplatte 6 getragen, die aus einem geeigneten elastomeren Material, wie z.B. Natur- oder Synthesegummi, hergestellt ist.

Die Platte 6 besitzt die Form eines Rahmens, der drei Öffnungen definiert, deren Abmessungen dem Anolyt- bzw. Katholytraum und den Raunen 10 und 11 entsprechen.

Jede Abstandsplatte 4, 5 ist in geeigneter Weise aus einem Kunststoff, beispielsweise Polypropylen, hergestellt. Die Abstandsplatten 4, 5 sind mit drei Öffnungen versehen, deren Abmessungen im wesentlichen die gleichen sind wie die Abmessungen der Öffnungen in den Diaphragmaplatten 6. Die Abstandsplatten 4, 5 sind außerdem mit Schlitzen 20 bzw. 21 versehen, die in den Zellen so angeordnet sind, daß die Schlitze 20 der Abstandsplatte 4 einen Anolytraum mit dem Raum 10 und die Schütze 21 einer Abstandsplatte 5 einen Katolytraum mit.dem Raum 11 verbinden.

Eine jede der Dichtungen 7 ist aus einem elastomeren Material, beispielsweise Natur- oder Synthesegummi, hergestellt. Die Dichtung 7 besitzt die Form eines Rahmens, der drei Öffnungen definiert, deren Abmessungen annähernd den Querschnitten der Anolyt- bzw. Katholyträume und den Räumen 10 und 11 entsprechen. Die Platte 6 und die Platten 4 und 5 besitzen ähnliche Gesamtabmessungen, außer daß die Platte 6 eine kleinere Öffnung aufweist als die entsprechenden Öffnungen in den Platten 4 und 5, so daß in der Zelle die Ränder des Diaphragmas 3, das etwas größer ist als die untere Öffnung der Platte 6, zwischen der Platte 6 und der Platte 4 oder der Platte 5 festgehalten

werden. Darüber hinaus besitzen die Platten 6 in zweckmäßiger Weise eine Dicke, die sich mit der Dicke der Diaphragmen verträgt, während die Dichtungen 7 in geeigneter Weise aus einem dünneren Material bestehen.

Die Zelle ist in geeigneter Weise mit einer (nicht gezeigten) Zuleitung für Natriumchloridsole (an den Raum 10 angeschlossen) und (nicht gezeigten) Ableitungen für Chlor (an den Raum 10 angeschlossen) und für Wasserstoff und Zellenflüssigkeit (an den Raum 11 angeschlossen) versehen.

Beim Betrieb fließt Natriumchloridsole aus dem Raum 10 durch die Schütze 20 in den Abstandsplatten 4 nach unten in die Anolyträurae. Das in den Anolyträumen erzeugte Chlorgas geht nach oben durch die Schlitze 20 der Abstandsplatten 4 hindurch und gelangt in den Raum 10. Zellenflüssigkeit und Wasserstoff, die in den KathoIyträumen gebildet werden, steigen durch die Schlitze 21 in den Abstandsplatten 5 nach oben in den Raum 11, wo sich der Wasserstoff abtrennt.

Figur 3 zeigt schematisch eine Zelle der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Type, wobei die Anordnung von einzelnen Anodenplatten 22 (entsprechend den Anodenplatten 1) zu sehen ist, die mit einzelnen Kathodenplatten 23 (entsprechend den Kathoder.platten 2) alternieren, v/o bei Diaphragmen 24 zwischen den Anodenplatten 22 und den Kathodenplatten 23 angeordnet sind. Die Figur 3 zeigt außerdem Dichtungen 25 (entsprechend den Dichtungen 7), jedoch sind der Einfachheit halber die Abstandsplatten (in den Figuren 1 und 2 mit 4 bezeichnet) nicht dargestellt. '

Figur 4 zeigt schematisch eine Zelle mit einer alternierenden Anordnung von Paaren von Anodenplatten 26 und Paaren von Kathodenplatten 27 und mit Diaphragmen 28 und Dichtungen 29.

Die erfindungsgemäße Zelle wird weiter durch das folgende Beispiel erläutert:

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BEISPIEL

Eine erfindungsgemäße Diaphragmazelle wurde aufgebaut aus vier

mit ausgestellten Schlitzen Titanplatten 1 (jeweils 0,75 mm Dicie)/, welche Platten mit einem Gemisch aus Rutheniumoxid und Titandioxid beschichtet waren, aus vier Weichstahlplatten 2 (jeweils 0,75 mm Dicke) nit ausgestellten Schlitzen und sieben elektrostatisch gesponnenen Polytetrafluoräthylen-Diaphragmaplatten (3 mm Dicke). Die Länge der ausgestellten Schlitze der Anoden- und Kathodenplatten, welche der Richtung des Stromflusses folgten, war 15 cm. Der Abstand zwischen Diaphragmenoberflächen im Anolytraum oder Katholytraum war 6 mm. Die Abstandsplatten 4 und die Rahmen 7, 8 waren aus Polypropylen und die Diaphragmaplatten 6 aus Synthesegummi hergestellt.

Die Zelle wurde mit Natriumchloridsole (300 g/l NaCl) mit einer Geschwindigkeit von 5 l/st beschickt, und ein Strom

2 von 480 A (entsprechend einer Stromdichte von 3 kA/m ) wurde durch die Zelle hindurchgeschickt. Die Zellenbetriebsspannung war 3,5 V. Das gebildete Chlor enthielt 95 Gew.-% Cl₂ und 5 Gew.-% O₂. Die gebildete Zellenflüssigkeit enthielt 10 Gew.-% NaOH. Die Zelle arbeitete mit einer Stromausbeute von 86 %.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Monopolare elektrolytische Filterpressenzelle, die sich für die Elektrolyse einer wäßrigen Alkalimetallhalogenidlösung (in der Folge als Sole bezeichnet) eignet, um eine wäßrige Alkalimetallhydroxidlösung (in der Folge als Zellenflüssigkeit bezeichnet), Halogen und Wasserstoff herzustellen, welche Zelle mehrere Anodenplatten und Kathodenplatten und jeweils ein hydraulisch permeables Diaphragma zwischen benachbarten Anoden- und Kathodenplatten aufweist, wobei die Anodenplatten einen Anodenteil aus einem filmbildenden Metall besitzen, der einen elektrokatalytisch aktiven Belag trägt, und die Kathodenplatten einen metallischen Kathodenteil besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle mindestens eine Abstandsplatte aus einem nichtleitenden Material zwischen jeder Anodenplatte und benachbartem Diaphragma und zwischen jeder Kathodenplatte und benachbartem Diaphragma aufweist, wobei die Anodenplatten, Kathodenplatten und Abstandsplatten mit mindestens zwei Öffnungen in den Flächenseiten der Platten versehen sind, welche, wenn die Platten in eine Filterpressenzelle zusammengebaut sind, gemeinsam einen sich in Längsrichtung der Zelle erstreckenden ersten Raum und einen in Längsrichtung der Zelle sich erstreckenden, vom ersten Raum getrennten zweiten Raum definieren, wobei diese Räume in der Filterpressenzelle über den Anolyt- und Katholyträumen der Zelle angeordnet sind, welche durch die Abstände zwischen den Anoden und Diaphragmen bzw. die Abstände zwischen den Kathoden und Diaphragmen definiert werden, wobei weiterhin die Abstandsplatten zwischen den Anoden und benachbarten Diaphragmen mit mindestens einem Durchgang versehen sind, der es der Sole ermöglicht, zwischen dem ersten Raum und den Anolyträumen zu fließen, und der es dem Halogen ermöglicht, aus dem Anolytraum in den ersten Raum zu gelangen, und die Abstandsplatten zwischen den Kathoden und benachbarten Diaphragmen mit mindestens einem Durchgang versehen sind, der es der Zellenflüssig-'

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keit und dem Wasserstoff ermöglicht, aus den Katholyträumen in den zweiten Raum zu fließen, wobei die Zelle außerdem mit Endplatten versehen ist, welche Stirnwandungen für die ersten und zweiten Räume bilden, und die Anodenplatten und Kathodenplatten teilweise aus einem nichtleitenden Material bestehen, so daß die ersten und zweiten Räume elektrisch voneinander getrennt sind.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma an einer Diaphragmaplatte befestigt ist, die mindestens zwei Öffnungen in den Flächenseiten der Platte aufweist, welche in der Zelle einen Teil des ersten bzw. zweiten Raums definieren.

3. Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in den Anoden-, Kathoden-, Abstands- und Diaphragmaplatten durch Rahmenteile definiert sind.'

4. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die . End-platten aus einer Endanodenplatte und einer Endkathodenplatte bestehen.

5. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-, Kathoden-, Abstands- und Diaphragmaplatten flexibel sind.

6. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenteil der Anodenplatte ausgestellte Schlitze aufweist.

7. Zelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgestellten Schürze so ausgerichtet sind, daß ihre Längsachsen parallel zueinander verlaufen und einen Winkel von 45° zur Vertikalen bilden, so daß sie das im Anolytraum gebildete Halogen in den ersten Raum leiten.

8. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß der elektrokatalytisch aktive Belag ein Gemisch aus einem Oxid eines Platingruppenmetalls und eines Oxids eines filmbildenden Metalls umfaßt.

9. Zelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag ein Gemisch aus Rutheniumoxid und Titandioxid umfaßt.

10. Zelle nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch- gekennzeichnet, daß der Rahmenteil einer jeden Anodenplatte, der eine öffnung definiert, welche einem Teil des ersten Raums entspricht, aus einem filmbildenden Metall besteht und einstückig mit dem Anodenteil ausgebildet ist.

11. Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückig ausgebildeten Anoden- und Rahmenteile aus einem einzigen Blech eines filmbildenden Metalls gepreßt sind.

12. Zelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das filmbildende Metall aus Titan besteht.

13. Zelle nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenteil einer jeden Anodenplatte, der eine Öffnung definiert, welche einem Teil des zweiten Raums entspricht, aus einem nicht-leitenden Material besteht und getrennt vom Rest der Anodenplatte ausgebildet ist.

14. Zelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-leitende Material aus Polypropylen besteht.

15. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Teil der Kathodenplat·¹? te ausgestellte Schlitze aufweist.

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16. Zelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgestellten Schlitze so ausgerichtet sind, daß ihre Längsachsen parallel zueinander verlaufen und einen Winkel von 45° zur Vertikalen bilden, so daß sie den im Katholytraum gebildeten Wasserstoff in den zweiten Raum leiten, wobei die ausgestellten Schlitze in bezug auf die ausgestellten Schlitze der Anodenplatte um SO geneigt sind.

17. Zelle nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenteil einer jeden Kathodenplatte, der eine Öffnung definiert, welche einem Teil des zweiten Raums entspricht, aus dem gleichen Metall wie das Metall des metallischen Teils besteht und integral mit dem metallischen Teil ausgebildet ist.

18. Zelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die integralen Kathoden- und Rahmenteile aus einem einzigen Metallblech gepreßt sind.

19. Zelle nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus Weichstahl besteht.

20. Zelle nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenteil einer jeden Kathodenplatte, der eine Öffnung definiert, welche einem Teil des ersten Raums entspricht, aus einem nicht-leitenden Material besteht und getrennt vom Rest der Kathodenplatte ausgebildet ist.

21. Zelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-leitende Material aus Polypropylen besteht.

22. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Änodenteile, die Kathodenteile und die Diaphragmen eine im wesentlichen quadratische Form aufweisen und so angeordnet sind, daß die Diagnonalen des Quadrats horizontal und vertikal verlaufen«

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23. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-, Kathoden, Diaphragma- und Abstandsplatten im wesentlichen die gleiche Größe aufweisen.

24. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgänge einer jeden Abstandsplatte durch Schlitze gebildet sind, die in die Stärke des Rahmenteils entweder zwischen den den Anolyträumen entsprechenden Öffnungen und dem ersten Raum oder den den KathoIyträumen entsprechenden Öffnungen und dem zweiten Raum eingeschnitten sind.

25. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsplatten aus Polyvinylidenfluorid oder Polypropylen hergestellt sind.

26. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle weiterhin Dichtungen aus elastomerem Material, die in ihrer Größe und Form den Abstandsplatten entsprechen, aufweist.

27. Zelle nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abstandsplatte aus einem elastomeren Material hergestellt ist und als Kombination aus Abstandsplatte und Dichtung dient und daß die Durchgänge der Platte die Form einer Federvorrichtung aufweisen, welche in die Abstandsplatte einverleibt ist und aus einer Pressung im Anoden- oder Kathodenmaterial oder einem flexiblen Polymerformstück besteht.

28. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma ein poröses fluorhaltiges Polymer umfaßt.

29. Zelle nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus Polytetrafluoräthylen besteht.

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30. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Anoden mit einzelnen Kathoden alternieren, wobei Diaphragmen zwischen aufeinanderfolgende Anoden und Kathoden angeordnet sind.

31. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß Paare von Anoden mit Paaren von Kathoden alternieren, wobei Diaphragmen zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von Anoden und Kathoden angeordnet sind.

32. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anodenteil und jeder Kathodenteil in Richtung des Stromflusses eine Abmessung im Bereich von 15 bis 60 cm aufweist.

33. Zelle nach Anspruch 30 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anodenteil und jeder Kathodenteil der einzelnen Anoden und Kathoden in Richtung des Stromflusses eine Abmessung im Bereich von 15 bis 25 cm aufweist.

34. Zeile nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anodenteil und jeder Kathodenteil eines jeden Anodenpaars in Richtung des Stromflusses eine Abmessung im Bereich von 30 bis 50 cm aufweist.

35. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Diaphragmaoberflächen im Bereich von 5 bis 20 itm liegt.

36. Zelle nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Diaphragmaoberflächen, sofern einzelne Anoden und Kathoden verwendet werden, im Bereich von 5 bis 8 mm liegt.

37. Zelle nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Diaphragmaoberflächen, sofern alternierende Paare von Anoden und Kathoden verwendet werden, im Bereich von 10 bis 20 mm liegt.

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