DE2933652C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE2933652C2
DE2933652C2 DE2933652A DE2933652A DE2933652C2 DE 2933652 C2 DE2933652 C2 DE 2933652C2 DE 2933652 A DE2933652 A DE 2933652A DE 2933652 A DE2933652 A DE 2933652A DE 2933652 C2 DE2933652 C2 DE 2933652C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
inlet
channels
outlet
diaphragms
electrolytic cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2933652A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2933652A1 (de
Inventor
Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CREUSOT-LOIRE PARIS FR
Original Assignee
CREUSOT-LOIRE PARIS FR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CREUSOT-LOIRE PARIS FR filed Critical CREUSOT-LOIRE PARIS FR
Publication of DE2933652A1 publication Critical patent/DE2933652A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2933652C2 publication Critical patent/DE2933652C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle mit zwischen zwei zueinander parallelen Stirnwänden parallel dazu alternierend und mit gegenseitigem Abstand für die Aufnahme von Elektrolyt angeordneten flachen Elektroden und Diaphragmen, durch die senkrecht dazu an Eintritts- und Austrittsöffnungen in den Stirnwänden angeschlossene Kanäle für den Elektrolyttransport hindurchgehen, die über parallel zu den Elektroden und Diaphragmen verlaufende Leitungen miteinander in Verbindung stehen, sowie Verfahren zum Herstellen derartiger Elektrolysezellen.
Beispiele für Elektrolysezellen der obenerwähnten Art sind aus der DE-PS 8 18 935, den DE-AS 16 71 430 und 14 21 051 sowie aus der DD-PS 1 34 124 und der US-PS 37 78 362 bekannt. Bei diesen bekannten Elektrolysezellen folgen die Elektroden und die Diaphragmen unter gegenseitiger Trennung durch Zwischenräume auf­ einander, denen der Elektrolyt über Kanäle zugeführt wird, die sich parallel zu den Elektroden und den Diaphragmen erstrecken. Die Ein­ tritts- und Austrittskanäle für den Elektrolyten müssen daher seitlich in die Zwischenräume zwischen den Elektroden und den Diaphragmen ein­ geführt werden. Dies macht zum einen eine gesonderte Abdichtung der Kanaleinmündungen notwendig und bedingt zum anderen, daß die Abstände zwischen den Elektroden und den Diaphragmen einen bestimmten Mindest­ wert, der in der Praxis nicht unter 5 mm liegen darf, nicht unter­ schreiten können. Insgesamt wird damit die Längenerstreckung des aus einer Mehrzahl von gleichen Zellen aufgebauten Elektrolysestapels größer, als dies an sich durch elektrochemische Notwendigkeiten erforderlich wäre.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bauweise für eine Elektrolysezelle der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, die zu einem besonders gedrängten und kompakten Gesamtaufbau führt.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Elektrolysezelle, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist; ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen einer solchen Elektrolysezelle ist im Patentanspruch 10 angegeben, im übrigen ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowohl für die Elektrolysezelle selbst als auch für das Verfahren zu ihrer Herstellung jeweils aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Zellenbauweise ermöglicht einen völligen Ver­ zicht auf die Längserstreckung des Zellenstapels vergrößernde Kanal­ abschnitte parallel zu den Elektroden und Diaphragmen. Der Abstand zwischen den Elektroden unterschiedlicher Polarität kann daher allein unter dem Gesichtspunkt der notwendigen Durchschlags­ festigkeit und damit bei den relativ niedrigen Zellenspannungen sehr klein bemessen werden, so daß die Längserstreckung des gesamten Zellenstapels auf einem Minimalwert gehalten werden kann. Weiter eignet sich die gemäß der Erfindung gestaltete Elektrolysezelle in besonderem Maße für einen Betrieb bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck, durch den sich eine beträchtliche Erhöhung der im Verlaufe der Elektrolyse erzielbaren Ausbeute erreichen läßt. Im gleichen Sinne wirkt sich auch der Umstand aus, daß dank des kompakten Aufbaus der erfindungsgemäß gestalteten Elektrolysezellen die im Verlaufe der Elektrolyse entwickelten Gase schneller abgeführt werden; dadurch ergibt sich nämlich eine Verminderung der Konzentration dieser Gase und dementsprechend eine Verminderung des Elektrolytwiderstandes zwischen Anode und Kathode, die im Ergebnis zu einer erhöhten Elektrolyseausbeute bei gleicher angelegter Spannung führt.
Schließlich ermöglicht die Erfindung eine erhebliche Verringerung der Herstellungskosten für die Elektrolyseanlage als Ganzes, wobei sich insbesondere auch die Möglichkeit einer Herstellung der Elektrolyse­ zellen unter Anwendung der Kunststoffspritzgußtechnik vorteilhaft auswirkt.
Insgesamt führt die Erfindung zu einer erheblichen Verbesserung der Elektrolysetechnik, wobei sie sich insbesondere bei der elektrolytischen Gaserzeugung wie beispielsweise der Herstellung von Wasserstoff oder Sauerstoff mit Vorteil einsetzen läßt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels, das aus mehreren Grundzellen aufgebaut ist, un­ ter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Schnittansicht eines Teils einer Elektrolysezelle;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils der Elektrolysezelle von Fig. 1 entlang der strichpunktierten Linie in Fig. 3;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie A-A′ in Fig. 2;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Details von Fig. 1 mit richtigem Dimensionsverhältnis;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines in Verbindung mit einer Elektrolysezelle oder einer Stapelanordnung solcher Zellen verwendbaren Eintrittskastens;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines in Verbindung mit einer Elektrolysezelle oder einer Stapelanordnung solcher Zellen verwendbaren Austrittskastens;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung ähnlich wie in Fig. 3, jedoch für eine Zelle mit hexagonaler Struktur;
Fig. 8 eine Seitenschnittansicht zur Erläuterung des ersten Her­ stellungsschritts für einen Teil einer Elektrolysezelle;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie C-C′ in Fig. 8;
Fig. 10 eine Seitenschnittansicht zur Erläuterung des zweiten Herstellungsschritts eines Teils der Elektrolysezelle;
Fig. 11 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie D-D′ in Fig. 10;
Fig. 12 eine Seitenschnittansicht zur Erläuterung der ersten Herstellungsstufe für den Abschluß der Elektrolysezelle;
Fig. 13 eine Seitenschnittansicht zur Erläuterung der zweiten Herstellungsstufe für den Abschluß der Elektrolysezelle und
Fig. 14 eine verbesserte Anordnung, die einen besseren Aufbau gemäß dem in den Fig. 8 und 9 erläuterten Herstellungsverfahren erlaubt.
In Fig. 1 bis 4 bezeichnen die Bezugszahlen 1 bis 7 die Platten­ elektroden, die beispielsweise aus Nickel bestehen. Die Bezugs­ zahlen 8 bis 13 bezeichnen Diaphragmen, die vorteilhaft aus einem temperatur- und druckbeständigen Material, beispielsweise aus Asbest­ pappe oder einem mit gekreuztem Rips umgarnten Nickelgewebe bestehen. Die dargestellte Elektrolysezelle ist beiderseits mit senkrechten Metallplatten abgeschlossen, die die Stirnwände 14 und 15 bilden und Eintrittsöffnungen 16, 17 bzw. Austrittsöffnungen 18, 19 für den Elektrolyten aufweisen. Die Elektroden und Diaphragmen sind in her­ kömmlicher Weise elektrisch voneinander isoliert. Im Falle einer einzigen Zelle oder einer Stapelung von Zellen sind lediglich die erste sowie die letzte Plattenelektrode jeweils mit einem Anschluß einer elektrischen Stromquelle verbunden.
Jede Eintrittsöffnung 16, 17 in der ersten Stirnwand 14 steht mit einem geradlinigen Eintrittskanal 20, 21 in Verbindung, der senkrecht zu den Elektroden und Diaphragmen verläuft und die Zelle bis zur zweiten Stirnwand 15 , die sie verschließt, durchläuft. In gleicher Weise steht jede Austrittsöffnung 18, 19 in der zweiten Stirnwand 15 mit einem geradlinigen, senkrecht zu den Elektroden und Diaphragmen verlaufenden Austrittskanal 22, 23 in Verbindung, der die Zelle bis zur ersten Stirnwand 14 , die sie verschließt, vollständig durchläuft.
Die Elektroden und Diaphragmen sind voneinander durch isolierende Zwischenstücke getrennt, die ent­ weder aus Zwischenkanälen 24 in Form von Hohlzylindern mit voller Wandung oder aus einem Satz von Stützsäu­ len 25 bestehen, die einen vertikalen Durchtritt für die Flüssigkeit freilassen und als Abstandshalter die­ nen. Die Stützsäulen 25 können durch eine äquivalen­ te Vorrichtung ersetzt werden, beispielsweise einen Hohlzylinder mit perforierten oder gerillten Wandun­ gen oder jede andere Stützvorrichtung, die sowohl einen vertikalen als auch einen horizontalen Durch­ tritt von Flüssigkeit erlaubt. Die Zylinder 24 wei­ sen eine Ausbauchung 26 auf, die es erlaubt, entweder eine Elektrode oder ein Diaphragma zwischen der Aus­ bauchung und einem Teil der Anlagefläche der Stütz­ säulen 25 einzuklemmen.
Längs des gleichen Eintritts- oder Austrittskanals sind die Zylinder 24 mit voller Wandung sowie die Ein­ heiten von Stützsäulen 25 abwechselnd angeordnet. Fer­ ner sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, die verschie­ denen Eintritts- und Austrittskanäle gemäß einer quadra­ tischen Struktur angeordnet, wobei die Austrittskanäle im Mittelpunkt der Quadrate liegen und die Ecken von den Eintrittskanälen eingenommen werden oder umgekehrt.
In Fig. 3 sind mit E die Eintrittsöffnungen für den Elektrolyten einer Polarität, beispielsweise den Anolyten, und mit S die Austrittsöffnungen gekennzeich­ net. In gleicher Weise sind mit e die Eintrittsöffnun­ gen für den Elektrolyten, bei­ spielsweise den Katholyten, und mit s dessen Austritts­ öffnungen bezeichnet.
Die beiden Typen von Zwischenstücken ( 24, 25 ) geben zwischen den Elektroden und den Diaphragmen vertikale Durchlässe 58 für den Elektrolyten vor, die, wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, für den Anolyten und den Katholyten vorgesehen sind. In der Zeichnung ist der Lauf des Elektrolyten der einen Polarität durch volle Pfeile angedeutet, während der Verlauf des Elektrolyten der anderen Polarität durch gestrichelte Pfeile angedeutet ist. Die entsprechenden Strömungsbahnen des Elektrolyten sind auch aus der Schnittdarstellung von Fig. 3 er­ sichtlich, in der die durchgezogenen Pfeile den Ver­ lauf der Flüssigkeit in der Schnittebene und die ge­ strichelten Pfeile den Verlauf der Flüssigkeit in dem vor der Schnittebene liegenden Zwischenraum zwi­ schen Elektrode und Diaphragma bezeichnen.
Wie aus den Fig. 1 bis 3 hervorgeht, zirkuliert der Anolyt jeweils über zwei Stufen zwischen den Eintritts- und Austrittskanälen sowie in diesen Kanälen. Das gleiche gilt, abwechselnd mit dem Anolyten, für den Katholyten.
Für eine gleichmäßige Verteilung des Flüssigkeits­ durchsatzes ist es erforderlich, daß der Druckverlust in den vertikalen Leitungen zwischen den Eintritts- und Austrittskanälen gegenüber dem linearen Druckver­ lust in den Eintritts- und Austrittskanälen groß ist. Hierfür weisen einerseits die Stützsäulen 25 in der praktischen Ausführungsform einen größeren Durchmes­ ser auf, als er aus Klarheitsgründen in den Fig. 1 bis 3 eingezeichnet ist; ferner ist der Abstand zwi­ schen den Kanälen groß, wie aus Fig. 3, nicht jedoch aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, wo die Größenver­ hältnisse aus Klarheitsgründen erheblich modifiziert sind. Fig. 4, in der der in Fig. 1 gestrichelt einge­ zeichnete Bereich vergrößert dargestellt ist, gibt ein entsprechend besseres Bild von den tatsächlichen relativen Größenverhältnissen der Stützsäulen und der Breite der verschiedenen Kanäle und Durchlässe die aufgrund der zwischen den Stützsäulen freiblei­ benden schmalen Durchlässe einen ausreichend hohen Druckverlust an diesen Stellen ergeben.
Wenn die Zelle wie in Fig. 2 aufgebaut ist, be­ steht das Risiko, daß große Gasblasen nicht vom Elektrolytstrom mitgerissen werden und folglich in der Zelle nach oben steigen und sich dort ansammeln. Wenn dieser Fall eintritt, resultiert eine geringe Stromdichte in diesem oben gelegenen Teil, der mit Gasblasen gefüllt ist, und demzufolge eine zu hohe Stromdichte im unteren Teil der Zelle, was zu einer elektrochemischen Korrosion der Elektroden in diesem Be­ reich führen kann. Um zu vermeiden, daß große Gasblasen den oben gelegenen Teil der Zelle erreichen, kann die Zelle durch Drehung um einen Eintritts- oder Austritts­ kanal geneigt werden. Ein Neigungswinkel von π/8 rad ist, wie aus Fig. 3, hervorgeht, in der die strichpunk­ tierte Linie, nach dem Neigen der Horizontalen ent­ spricht, besonders günstig, da aus der Zeichnung er­ sichtlich wird, daß eine senkrecht aufsteigende Gas­ blase von einer Eintrittsöffnung E für die Flüssigkeit eingefangen und folglich mitgerissen wird oder aber an einem Kanal mit voller Wandung, der einen Austritt s oder einen Eintritt e umgibt, zerteilt und im fol­ genden weiter verkleinert oder seitlich abgelenkt wird, wodurch wiederum die Wahrscheinlichkeit dafür an­ steigt, daß die Blase von einer Eintrittsöffnung einge­ fangen wird.
Durch Stapelung oder andere Zusammenschaltung der oben beschriebenen Elektrolysezellen, bei­ spielsweise mit Verbindungskästen, können Elektroly­ siereinrichtungen aufgebaut werden, die, wenn sie in einem unter Druck setzbaren Behälter eingebaut wer­ den, unter hohem Druck und bei hoher Temperatur (bei­ spielsweise 70 bar und 180°C) betrieben werden können.
Die Fig. 5 und 6 sind vereinfachte schematische Darstellungen von Kästen, die für derartige Elektroly­ siereinrichtungen verwendbar sind. Fig. 5 zeigt einen Eintrittskasten für den Elektrolyten, der beispielswei­ se aus einer Kaliumhydroxidlösung besteht, mit einer Eintrittsöffnung 27 , einem gemeinsamen Verteilungs­ raum 28 und Austrittskanälen 30 .
Fig. 6 zeigt ferner einen Austrittskasten mit einer Austrittsöffnung 31 für den Anolyten, einer Austrittsöffnung 32 für den Katholyten, einem Sammel­ raum 33 für den Anolyten, einem Sammelraum 34 für den Katholyten, Eintrittskanälen 35 für den Anolyten und Eintrittskanälen 36 für den Katholyten.
Allgemein ist die Funktion der Elektrolyse­ zelle umso besser, je regelmäßiger die Flüssigkeits­ verteilung darin erfolgt. Hierzu wurde experimentell festgestellt, daß eine Zelle, bei der die Eintritts- und Austrittskanäle gemäß einer hexa­ gonalen Struktur angeordnet sind, eine noch bessere Flüssig­ keitsverteilung ermöglicht als Zellen, bei denen die Kanäle die in Fig. 3 dargestellte quadratische Anord­ nung aufweisen.
Eine derartige hexagonale Anordnung ist in Fig. 7 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die Sechsecke, deren Ecken von Austrittskanälen eingenommen werden, gegenüber den von den Eintrittskanälen gebildeten Sechsecken notwendigerweise versetzt sind. Die Wahl zwischen einer quadratischen und einer hexagonalen Anordnung der Kanäle wird von den jeweiligen Gestehungs­ kosten bestimmt, da die quadratische Struktur in be­ stimmten Fällen völlig ausreichend sein kann und im übrigen einfacher aufgebaut ist.
Im folgenden wird unter Bezug auf die Fig. 8 bis 14 ein besonders vorteilhaftes Herstellungsverfahren für eine Elektrolysezelle erläutert.
Die Fig. 8 bis 11 dienen zur Erläuterung des Auf­ baus eines Teils der Zelle, die in Fig. 4 teilweise perspektivisch dargestellt ist.
Um einen Hilfs-Zentrierdorn 37 , der in der Achse des betreffenden Eintritts- und Austrittskanals einge­ setzt ist, werden folgende Teile stapelartig aufeinander aufgebaut:
  • - eine erste Lage aus einer Nickelelektrode 38 und einem Plättchen 39 aus einem in der Hitze gelierbaren Material in nicht verarbeitetem, d. h. nicht geliertem Zustand; das Plättchen be­ steht beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) in nicht verarbeitetem Zustand;
  • - eine zweite Lage mit einem Plättchen 40 , das ebenfalls aus nicht verarbeitetem PTFE besteht und einen größeren Durchmesser als das Plätt­ chen 39 aufweist, sowie einer darum angeordne­ ten Scheibe 41 aus einem festen, chemisch auf­ lösbaren Material wie beispielsweise Aluminium, wobei die Scheibe 41 als Abstandshalter dient;
  • - eine dritte Lage aus einem Diaphragma 43 aus Nickelrips und einem Plättchen 42 aus Roh-PTFE mit gleichem Durchmesser wie bei dem Plättchen 39 ;
  • - eine vierte, zum Aufbau der Stützsäulen dienende Lage, die, wie auch aus Fig. 9 hervorgeht, ein Plättchen 44 aus Aluminium aufweist, das gleichen Durchmesser besitzt wie die Scheibe 41 und vier zusätzliche Löcher besitzt, in die Plättchen 45 , 46 , 47 , 48 aus Roh-PTFE eingesetzt sind; und
  • - eine weitere Elektrode sowie ein Plättchen aus Roh-PTFE wie bei der ersten Lage.
Analog wird in wiederholter Weise so verfahren bis zur letzten Elektrode.
Der so erhaltene stapelartige Aufbau wird an­ schließend gepreßt und bis zur Gelbildung des PTFE auf etwa 340°C erhitzt. Anschließend wird das Ganze zur Auflösung der Distanzstücke aus Aluminium in warme Salzsäure oder konzentrierte Natronlauge eingelegt, wonach der in den Fig. 10 und 11 schematisch darge­ stellte Aufbau resultiert, der dem Aufbau der oben beschriebenen Elektrolysezelle entspricht.
Fig. 12 und 13 erläutern ferner die Herstel­ lung der Zellenabschlüsse nach dem gleichen Verfahren.
Gemäß Fig. 12 wird zunächst folgender stapelarti­ ger Aufbau hergestellt, der von einer Wand 49 aus Roh-PTFE umgeben ist:
  • - eine Elektrode 50 ;
  • - eine Lamelle 51 aus Roh-PTFE, die an ein Distanzstück 52 angrenzt, das aus einer Aluminiumlamelle besteht;
  • - ein Diaphragma 53 ;
  • - eine Lamelle 54 aus Roh-PTFE, die an ein Distanzstück 55 angrenzt;
  • - eine Elektrode 56 usw. . . .
Fig. 13 zeigt den resultierenden Abschluß nach der Gelierung des PTFE und der Auflösung der Aluminium- Distanzstücke.
Gemäß der in den Fig. 8 bis 11 dargestellten Aus­ führungsform werden Distanzstücke aus Plättchen oder Scheiben verwendet, was Zentrierprobleme beim Aufbau der Zelleneinheit mit sich bringen kann. Nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung wird die Zellenher­ stellung dadurch erleichtert, daß in einer gleichen Ebene parallel zu den Elektroden und zur Herstellung mehrerer Öffnungen für Eintritts- und/oder Austritts­ kanäle ein Distanzstück verwendet wird, das aus einem einzigen Aluminiumstück besteht und mehrere Scheiben und Plättchen aus Aluminium von Fig. 8 verbindet. Wie beispielsweise aus Fig. 14 ersichtlich wird, wer­ den Stäbchen 57 aus Aluminium verwendet, die in der gleichen Ebene abwechselnd zwei Distanzstücke für Ein­ trittskanäle und zwei Distanzstücke für Austrittskanäle bilden. Fig. 14 zeigt ferner, wie diese Distanzstücke auf der gesamten Zelleneinheit angeordnet sind, um ihre Steifigkeit vor der Gelierungsbehandlung und dem Auf­ lösungsschritt zu erhöhen. Anstelle von Stäbchen können ferner auch anders geformte Distanzstücke, beispiels­ weise in Form von Scheiben oder Kreisbögen, gleicher­ maßen Verwendung finden.
Die oben beschriebene, auf der Gelbildung eines Materials wie PTFE beruhende Herstellungsweise stellt selbstverständlich nicht die erfindungsgemäß einzig mögliche Verfahrensweise dar, da der gleiche Aufbau beispielsweise auch in an sich bekannter Weise durch Einspritzen eines thermoplastischen Materials wie beispielsweise FEP (Fluoräthylen-Propylen) von einem Ende des Aufbaus her in die Zwischenräume erfolgen kann, die von den wie oben zur Fixierung der Elektro­ den und Diaphragmen in der richtigen Lage angeordne­ ten Aluminium-Distanzstücken freigelassen werden. In diesem Fall müssen, um anschließend die Aluminium- Distanzstücke auflösen zu können, die Einspritzkanäle zuvor geöffnet werden, die beim Einspritzen gefüllt wurden. Auf diese Weise kann das zur Auflösung vor­ gesehene Mittel wie etwa Salzsäure oder konzentrierte Natronlauge zum Aluminium hin gelangen und dieses auf­ lösen.

Claims (13)

1. Elektrolysezelle mit zwischen zwei zueinander parallelen Stirnwänden parallel dazu alternierend und mit gegenseitigem Abstand für die Aufnahme von Elektrolyt angeordneten flachen Elektroden und Diaphragmen, durch die senkrecht dazu an Eintritts- und Austrittsöffnungen in den Stirnwänden angeschlossene Kanäle für den Elektrolyttransport hin­ durchgehen, die über parallel zu den Elektroden und Diaphragmen verlaufende Leitungen miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet,
daß in der ersten Stirnwand eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen (16, 17) und in der zweiten Stirnwand (15) eine Vielzahl von Austritts­ öffnungen (18, 19) jeweils gleichmäßig über die gesamte Fläche der jeweiligen Stirnwand (14 oder 15) verteilt angeordnet sind,
daß an jede der in der ersten Stirnwand (14) vorgesehenen Eintritts­ öffnungen (16, 17) je ein senkrecht zu den Elektroden (1 bis 7) und den Diaphragmen (8 bis 13) von der ersten Stirnwand (14) bis zur zweiten Stirnwand (15) durchlaufender Eintrittskanal (20, 21) und an jede der in der zweiten Stirnwand (15) vorgesehenen Austritts­ öffnungen (18, 19) je ein senkrecht zu den Elektroden (1 bis 7) und den Diaphragmen (8 bis 13) von der zweiten Stirnwand (15) bis zur ersten Stirnwand (14) durchlaufender gerader Austrittskanal (22, 23) anschließt, und
daß die Eintritts- und Austrittskanäle (20 bis 23) über zwischen den Elektroden (1 bis 7) und den Diaphragmen (8 bis 13) vorgesehene Durch­ lässe (58) in der Weise alternierend miteinander verbunden sind,
daß durch die Durchlässe zwischen einem der Diaphragmen und der Elek­ trode auf dessen einer Seite Katholyt und durch die Durchlässe zwischen diesem Diaphragma und der Elektrode auf dessen anderer Seite Anolyt von einem Eintrittskanal zu einem Austritts­ kanal strömt.
2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanäle (20, 21) und die Austrittskanäle (22, 23) in zu den Elektroden (1 bis 7) und den Diaphragmen (8 bis 13) parallelen Ebenen gemäß einer quadratischen Struktur angeordnet sind, wobei die Austrittskanäle im Mittelpunkt der Quadrate und die Eintrittskanäle an deren Ecken liegen oder umgekehrt.
3. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanäle (20, 21) und die Austrittskanäle (22, 23) in zu den Elektroden (1 bis 7) und den Diaphragmen (8 bis 13) parallelen Ebenen jeweils gemäß einer hexagonalen Struktur ange­ ordnet sind.
4. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (58) mit den Eintrittskanälen (20, 21) und den Austrittskanälen (22, 23) zwischen Trägern (Stützsäulen 25) verbunden sind, die in den jeden Durchlaß (58) begrenzenden Raum eingeschaltet sind.
5. Elektrolysezelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger (Stützsäule 25) zwischen der Elektrode (1 bis 7) und dem Diaphragma (8 bis 13) angeordnet ist, die den jeweiligen Durchlaß (58) begrenzen.
6. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Stirnwände (14, 15) senkrecht stehen und die Zelle um einen Eintrittskanal (20, 21) oder einen Aus­ trittskanal (22, 23) als Drehachse gedreht ist.
7. Elektrolysezelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle um einen Winkel von f/8 rad gedreht ist.
8. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle einen Eintrittskasten für den Elektrolyten mit einer Eintrittsöffnung (27), einem gemeinsamen Ver­ teilungsraum (28) und Austrittskanälen (30) aufweist (Fig. 5).
9. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle einen Austrittskasten mit einer Austritts­ öffnung (32) für den Katholyten, einem Sammelraum (33) für den Anolyten, einem Sammelraum (34) für den Katholyten, Eintrittskanälen (35) für den Anolyten und Eintrittskanä­ len (36) für den Katholyten aufweist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7 des Typs, bei dem zur Herstel­ lung der elektrisch isolierenden Teile der Zelle ein Iso­ lierstoff verwendet wird, der durch Erhitzen ausgehend vom unverarbeiteten Zustand verschweißbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbau der Zelle ein Satz von Plättchen, Scheiben oder Lamellen aus einem unverarbeiteten Isolierstoff ver­ wendet wird, die durch Zwischenstücke aus einem festen, auflösbaren Material fixiert werden, daß anschließend der Isolierstoff durch Erhitzen des gesamten Aufbaus ver­ schweißt wird und daß schließlich die Zwischenstücke durch Auflösen entfernt werden.
11. Verfahren zur Herstellung einer Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7 des Typs, bei dem zur Her­ stellung der elektrisch isolierenden Teile der Zelle ein spritzgießbares Material verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das spritzgießbare Material in die von Zwischenstücken aus einem auflösbaren Material zur Fixierung der Elektro­ den und Diaphragmen freigelassenen Zwischenräume einge­ spritzt wird und daß anschließend die Zwischenstücke durch Auflösen entfernt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung mehrerer Öffnungen für die Eintritts­ kanäle und/oder Austrittskanäle ein einteiliges Zwischen­ stück aus einem festen, auflösbaren Material verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein einteiliges Zwischenstück verwendet wird, das min­ destens eine Öffnung für einen Eintrittskanal und mindestens eine Öffnung für einen Austrittskanal umfaßt.
DE19792933652 1978-08-22 1979-08-20 Elektrolysezelle Granted DE2933652A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7824329A FR2435537A1 (fr) 1978-08-22 1978-08-22 Cellule d'electrolyse pour la production de gaz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2933652A1 DE2933652A1 (de) 1980-02-28
DE2933652C2 true DE2933652C2 (de) 1988-02-25

Family

ID=9211986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792933652 Granted DE2933652A1 (de) 1978-08-22 1979-08-20 Elektrolysezelle

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4255245A (de)
CA (1) CA1128001A (de)
DE (1) DE2933652A1 (de)
FR (1) FR2435537A1 (de)
GB (1) GB2028372B (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2081743B (en) * 1980-07-31 1984-06-27 Spirig Ernst Cooling electrolysis apparatus generating gases
FR2498209B1 (fr) * 1981-01-16 1986-03-14 Creusot Loire Dispositif d'alimentation et evacuation d'electrolyte liquide pour electrolyseur du type filtre-presse
CN104944534B (zh) * 2015-05-25 2017-05-31 中大立信(北京)技术发展有限公司 一种采用中空电极板的废水电氧化装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE818935C (de) * 1948-10-02 1951-10-29 Demag Elektrometallurgie Gmbh Wasserzersetzer, insbesondere der Filterpressenbauart
CH286097A (de) * 1950-08-12 1952-10-15 Lonza Ag Druckelektrolyseur der Filterpressenbauart.
USB230799I5 (de) * 1958-03-18
US3324023A (en) * 1963-01-09 1967-06-06 Hooker Chemical Corp Bipolar electrolytic cell for the production of gases
DE1671430B2 (de) * 1967-06-27 1977-01-20 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Vorrichtung zur elektrolyse waessriger alkalihalogenidloesungen
CA892733A (en) * 1969-04-28 1972-02-08 O. Westerlund Gothe Bipolar metal electrode cell apparatus
US3976550A (en) * 1971-09-22 1976-08-24 Oronzio De Nora Implanti Elettrochimici S.P.A. Horizontal, planar, bipolar diaphragm cells
DE2222637A1 (de) * 1972-05-09 1973-11-29 Bayer Ag Halterahmen fuer elektroden von elektrolysevorrichtungen
FR2262550B1 (de) * 1974-03-01 1976-10-08 Lorraine Carbone
GB1595183A (en) * 1977-03-04 1981-08-12 Ici Ltd Diaphragm cell

Also Published As

Publication number Publication date
FR2435537A1 (fr) 1980-04-04
US4255245A (en) 1981-03-10
DE2933652A1 (de) 1980-02-28
GB2028372B (en) 1982-11-10
FR2435537B1 (de) 1981-05-08
CA1128001A (fr) 1982-07-20
GB2028372A (en) 1980-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3140347C2 (de)
DE3014885C2 (de) Elektrodenanordnung und deren Verwendung
DE2616614C2 (de) Elektrolyseeinrichtung
EP0591293B1 (de) Elektrolysezelle sowie kapillarspaltelektrode für gasentwickelnde oder gasverbrauchende elektrolytische reaktionen und elektrolyseverfahren hierfür
DE3000313A1 (de) Elektrolysezelle mit gesteuerter anolytstroemungsverteilung
DE2856882C2 (de)
EP3526372B1 (de) Elektrolysezelle mit einer gasdiffusionselektrode und verfahren zu deren betrieb
EP2029492B1 (de) Vorrichtung zur elektrochemischen wasseraufbereitung
DE3516766A1 (de) Brennstoffzelle
DE2303589A1 (de) Elektrolytische zellenanordnungen und chemische herstellungsverfahren
EP3476000B1 (de) Vorrichtung zur energieumwandlung, insbesondere brennstoffzelle oder elektrolyseur
DE69618257T2 (de) Elektrodialysator mit Endkasten und seine Verwendung
DE2923818C2 (de)
DE2022696C3 (de) Elektrolysezelle zur Herstellung von Adipinsäuredinitril
DE2538000C3 (de) Bipolare Elektrodenkonstruktion für eine membranlose Elektrolysezelle
DD242642A5 (de) Anschlussvorrichtung fuer unipolare oder bipolare elektrochemische zellen
DE19740673C2 (de) Elektrolyseapparat
DE2933652C2 (de)
DE60008599T2 (de) Endkasten für einen elektrodialysator und elektro-dialyse-verfahren
DE2719759B2 (de) Elektrolysezelle
DE69005804T2 (de) Elektrolytische Zelle für Gas-Herstellung, die ein Stapel von senkrechten Rahmen enthält.
DE69921735T2 (de) Elektrolysevorrichtung mit Ionenaustauschermembran
EP2141264B1 (de) Vorrichtung zum Erzeugen eines Sauerstoff-/Wasserstoffgemisches
DE1517910A1 (de) Elektrisches Geraet mit Kapazitivgruppen mit fluessigem,nicht leitendem Medium
DE2703456C2 (de) Elektrolytische Zelle

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
OGA New person/name/address of the applicant
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee