DE3000313C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle mit gesteuerter Anolytströmungsverteilung, bestehend aus einer Anodenkammer und einer Kathodenkammer, wobei die genannten Kammern durch eine ionendurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Membrane voneinander getrennt sind, einer mit der einen Seite der Membrane verbundenen Anodenelektrode, einer gegen die gegenüberliegende Seite der Membrane abgestützten Kathodenelektrode, Mitteln, um zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode ein elektrisches Potential anzulegen, einem mit der Kathode in Berührung stehendem leitendem Teil, einer Vielzahl mit der Anode in Berührung stehender, mit Abstand voneinander angeordneter langgestreckter Anodenleiter mit einer Vielzahl von Strömungsmittelverteilungskanälen zur Verteilung von Anolyt und gasförmigen Elektrolyseprodukten und Mitteln zur Zufuhr von Anolyt in Einlaßöffnungen der Strömungsmittel­ verteilungskanäle.
Derartige elektrochemische Zellen werden zur Elektrolyse verschiedener Anolyte, einschließlich Wasser, verwendet. Obgleich die Erfindung hauptsächlich im Hinblick auf elektro­ chemische Zellen für die Elektrolyse von Wasser beschrieben wird, ist sie prinzipiell nicht darauf beschränkt, sondern ist auch anwendbar auf die Steuerung der Anolytverteilung in anderen Elektrolysezellen.
Seit einiger Zeit finden Elektrolysezellen mit einem Festelek­ trolyten großes Interesse. Ein typisches Beispiel einer solchen Zelle für die Elektrolyse von Wasser ist in der US-PS 40 39 409 beschrieben. Diese Zelle weist einen Festelektrolyten aus einer Membran aus einem ionenaustauschenden Harz auf, bei der in die Oberfläche katalytische Teilchen eingebracht sind, die Anoden­ und Kathodenelektrode bilden.
In vielen Fällen werden in Elektrolysezellen stromleitende und gasverteilende Netze aus Niob, Tantal oder Titan benutzt, um für den Stromfluß in die und aus der Elektrode ebenso zu sorgen, wie für die Verteilung des Anolyten über die Anode und die Ent­ fernung der gasförmigen Elektrolyseprodukte und des verbrauchten Anolyten.
Es wurde festgestellt, daß das Stromsammeln und Verteilen des Strömungsmittels in Elektrolysezellen mit hydrierten Ionenaus­ tauschermembranen und Elektroden, die direkt mit den Oberflächen dieser Membranen verbunden sind, am wirksamsten billig dadurch zu erreichen ist, daß man die teuren Netze durch Stromkollektoren ersetzt, die geformte Aggregate aus leitenden Teilchen, wie Graphit, in einem Harzbinder sind. Die stromsammelnden und strö­ mungsmittelverteilenden Elemente werden mit einer Vielzahl pa­ ralleler Rippen hergestellt, die sich vom Körper des Elementes aus erstrecken. Diese Rippen berühren die Elektrode an einer Vielzahl von Punkten, um eine Stromleitung zu gewährleisten und gleichzeitig begrenzen die Rippen eine Vielzahl von Kanälen zur Verteilung von Strömungsmittel, wobei durch diese Kanäle der Anolyt strömt und die gasförmigen Elektrolyseprodukte und der verbrauchte Anolyt entfernt werden. Solche Elemente zum Strom­ sammeln und Strömungsmittelverteilen können bipolar zur Verwen­ dung in Vielzellenanordnungen hergestellt werden, indem man solche Rippen auf den gegenüberliegenden Seiten des Elementes anordnet. Läßt man die Rippen auf den gegenüberliegenden Seiten des Elementes zum Stromsammeln in einem Winkel zueinander ver­ laufen, dann werden die Ionenaustauschermembranen in einer Viel­ zelleneinheit immer durch die Rippen zweier solcher Elemente ab­ gestützt. Dieses Abstützen der Membranen erfolgt an einer Viel­ zahl von Punkten, an denen sich die im Winkel zueinander ver­ laufenden Rippen zweier Kollektoren schneiden.
In einer solchen Elektrolysezelle strömt der Anolyt durch die Verteilungskanäle und kommt in Berührung mit der Anode, die mit einer hydratisierten Ionenaustauschermembran verbunden ist. An der Anode wird Gas entwickelt (im Falle der Wasserelektrolyse Sauerstoff) und strömt den Kanal entlang, bis es den Auslaß erreicht und entfernt wird. Im Idealfall wird das ent­ wickelte Gas gleichmäßig mit dem im Kanal entlang strömenden Anolyten vermischt und nachfolgend in einem Phasenseparator dar­ aus extrahiert. Es wurde jedoch festgestellt, daß die entwickel­ ten Gase nicht immer gleichmäßig im Anolyten verteilt sind. Ano­ male Druckverhältnisse sind solche Bedingungen, unter denen der stromabwärts vorhandene Druck höher sein kann als der mittlere Einlaßdruck, d. h. der Druck an den Einlaßöffnungen zu den Strömungsmittelverteilungskanälen. Als Ergebnis wurde beobachtet, daß manchmal die gasförmigen Elektrolyseprodukte in den Strö­ mungsmittelverteilungskanälen rückwärts zu dem Einlaß hin strö­ men und den Wassereinlaß blockieren. Wenn das eintritt, dann blockiert das Gas am Einlaß die Anolytenströmung und der Teil der Membran in der Nähe des Einlasses weist schließlich einen Anolytenmangel auf. Die hydratisierte Ionenaustauschermembran trocknet aus, und dies führt zu einem Anstieg des Widerstandes der Membran und somit zu einem Ansteigen der für die Elektrolyse erforderlichen Zellspannung.
Es ist zwar bereits aus der US-PS 40 56 452 bekannt, in einer Elektrolysezellenanordnung die Anolytströmungsverteilung zu steuern, jedoch wird auf die Möglichkeit der störenden Ver­ stopfung von Kanaleinlaßöffnungen durch rückströmende gasförmige Elektrolyseprodukte nicht eingegangen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, Mittel anzugeben, mit denen schädliche Einflüsse durch Elektrolyseprodukte vermindert werden können und insbesondere das Blockieren von Kanaleinlaß­ öffnungen verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Elektrolysezelle der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß zur Verhinderung des Blockierens der Einlaßöffnungen der Kanäle durch gasförmige Elektrolyseprodukte Verengungseinrichtungen in den Einlaß­ öffnungen der Kanäle vorgesehen sind, die den Druck an den Einlaß­ öffnungen in bezug auf den restlichen Teil der Kanäle erhöhen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung hatten festgestellt, daß die Anolytverknappung aufgrund einer Gasblockierung des Einlasses beseitigt und eine gesteuerte Anolytverteilung erzielt werden kann, indem man einen vorbestimmten Druckabfall an den Einlässen der Strömungsmittelverteilungskanäle einführt. Dies beseitigt die Möglichkeit oder vermindert sie zumindest beträchtlich, daß der Druck stromabwärts größer wird als der durchschnittliche Einlaßdruck, und dadurch wird ein Rückwärtsfließen der entwickel­ ten Gase und eine Gasblockade der Strömungsmittelverteilungs­ kanäle vermieden. Der zusätzliche Druckabfall kann dadurch ein­ geführt werden, daß man in jede der Einlaßöffnungen der Strö­ mungsmittelkanäle ein Teil einsetzt, daß diese Einlässe physisch verengt. Dies vermindert den Querschnitt der Kanaleinlässe gegen­ über dem Rest des Kanales und erhöht den Druckabfall.
Die Kanäle besitzen somit verengte Querschnitte am Einlaß.
Zweckmäßigerweise weist die Elektrolysezelle der vorliegenden Erfindung, wie sie z. B. für die Wasserelektrolyse eingesetzt wird, eine hydratisierte Ionenaustauschermembran auf, welche die Zelle in Anolyt- und Katholytkammer trennt. Dispergierte Anoden­ und Kathodenelektroden sind mit den gegenüberliegenden Seiten der Membran verbunden. Ein geformter Graphitstromsammler mit einer Vielzahl langgestreckter stromsammelnder Vorsprünge oder Rippen steht mit der Anode in Berührung. Die rippenartigen Vor­ sprünge bilden auch eine Vielzahl von Kanälen zum Verteilen des Strömungsmittels, so daß das Wasser über die Oberfläche der Anodenelektrode verteilt wird, wo sie unter Entwicklung von Sauerstoff elektrolysiert wird, der entlang des Strömungsmittel­ verteilungskanals transportiert und aus der Zelle entfernt wird. Ein den Druck verminderndes verengendes Teil wird in die Einlaßöffnungen der Strömungsmittelkanäle einge­ setzt, damit die gasförmigen Elektrolyseprodukte nicht in die Einlaßleitung zurückströmen können. Dadurch wird eine gesteuerte Wasserströmungsverteilung aufrechterhalten und die Möglichkeit der Zunahme der Zellspannung und des Membranwiderstandes auf­ grund der Wasserblockade gering gehalten oder völlig beseitigt.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene Ansicht einer einzelnen Zelle mit dem stromsammelnden separierenden Element,
Fig. 2 eine teilweise weggebrochene Ansicht der die Kanäle im Element zum Stromsammeln und Strömungsmittelverteilen beschränkenden Teile und
Fig. 3 eine weitere teilweise weggebrochene Ansicht einer an­ deren Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht einer Elektrolyse­ zelle. Diese Zelle weist eine hydratisierte ionentransportierende Membran auf, mit deren gegenüberliegenden Oberflächen kataly­ tische Elektroden verbunden sind. Diese Membran ist zwischen Platten auf der Anoden und Kathodenseite angeordnet, die Strom sammeln und Strömungsmittel verteilen. Diese Platten weisen jeweils eine Vielzahl leitender Rippen auf, die sich von einem Hauptkörper aus erstrecken. Die Rippen stehen mit den Elektroden in Berührung, die mit der ionentransportierenden Membran ver­ bunden sind und diese Rippen sammeln den Strom und bilden auch eine Vielzahl von Kanälen zur Verteilung des Strömungsmittels, wobei Anolyt und Katholyt durch diese Kanäle hindurch mit den Elektroden in Berührung gebracht werden.
Die in Fig. 1 gezeigte Zelle zur Wasserelektrolyse weist ein geformtes Graphitelement 10 zum Stromsammeln und Strömungsmittel­ verteilen auf, das eine zentrale Anodenkammer 11 und eine Viel­ zahl paralleler Rippen 12 hat, die sich vertikal entlang der ganzen Länge der Kammer 11 erstrecken. Die Rippen 12 begrenzen eine Vielzahl von Strömungsmittelverteilungskanälen 13, die am besten in Fig. 2 ersichtlich sind, durch die der aus Wasser be­ stehende Anolyt strömt und der an der Anode entwickelte Sauer­ stoff entfernt wird. Die Baueinheit weist auch ein stromsammeln­ des und strömungsmittelverteilendes Element 15 auf, das eine Kathodenkammer 16 in Form einer Ausnehmung enthält. Eine Viel­ zahl mit der Elektrode in Berührung stehender Stromsammlerrippen 17, die im Winkel zu denen des Anodenstromsammlers verlaufen, erstrecken sich über die Kathodenkammer 16.
Die Kathodenstromsammlerrippen 17 sind als horizontal verlaufend dargestellt, obwohl der Winkel zwischen den stromsammelnden Rip­ pen der Kathode und der Anode irgendein Winkel größer als 0° sein kann.
Eine hydratisierte ionentransportierende Membran 18, die in der Lage ist, Ionen zu transportieren, weist mit den gegenüber­ liegenden Oberflächen verbundene Schichten aus katalytischen Teilchen auf, die die Anode und Kathode bilden. Die Membran 18 ist zwischen den Stromkollektoren 10 und 15 angeordnet. Die Anode 19 kann typischerweise eine gebundene Mischung aus Edelmetall­ katalysator-Teilchen sein, wie Platin-Iridium oder reduzierten Oxiden von Platin-Iridium oder von Platin-Ruthenium mit hydro­ phoben Fluorkohlenstoffteilchen,und diese Anode 19 ist mit einer Oberfläche der Membran 18 verbunden. Eine in Fig. 1 nicht ge­ zeigte Kathodenelektrode, die aus elektrolytischen Teilchen, wie Platinschwarz, Platin-Iridium, Platin-Ruthenium oder aus reduzierten Oxiden daraus besteht, ist mit der anderen Seite der Membran verbunden.
Die ionentransportierende Membran ist vorzugsweise eine hydra­ tisierte kationenselektiv durchlassende Membran. Es können sul­ fonierte Perfluorkohlenstoff-Polymermembranen benutzt werden, wie sie von der Dupont Company unter der Handelsbezeichnung "Nafion" erhältlich sind. Es können aber auch kationenselek­ tive Membranen benutzt werden, die Karbonsäurereste als die funktionellen Gruppen aufweisen.
Der Anolyt, also Wasser im Falle der Wasserelektrolyse, wird durch einen Einlaßdurchgang 20, der in Verbindung steht mit der Kammer 21 im Bodenteil des stromsammelnden und strömungs­ mittelverteilenden Elementes 10, in die Anodenkammer 11 ein­ geleitet. Eine Vielzahl vertikaler Durchgänge 22 erstreckt sich von der Kammer 21 aus in einen horizontalen Kanal 23, der sich entlang des Bodens der Anodenkammer erstreckt. Der Kanal 23 ist offen gegenüber den vertikal verlaufenden Strömungskanälen 13, die durch die Stromsammlerrippen gebildet werden. Der Anolyt wird unter Druck in die Kammer 21 eingeführt, gelangt in den horizontalen Kanal 23 und von dort aus in die Strömungsmittel­ verteilungskanäle 13. Diese Strömungsmittelverteilungskanäle 13 öffnen sich in einen oberen horizontalen Kanal 24, der in Ver­ bindung steht mit den Anodenauslaßleitungen 25, die sich durch den Körper des Stromsammlers 10 erstrecken. In ähnlicher Weise kann Katholyt (wenn auch nicht bei der Wasserelektrolyse) in einen Raum 26 eingeführt werden, der sich quer über den Boden des Kathodenstromsammlers 15 erstreckt. Dieser Raum 26 steht durch eine Reihe vertikaler Durchgänge 27 mit einem sich vertikal erstreckenden Raum 28 in Verbindung, der seinerseits die Ver­ bindung zu den horizontalen Katholytverteilungskanälen 17 her­ stellt.
Da bei der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle die Elemente zum Stromsammeln und Strö­ mungsmittelverteilen geformte Aggregate aus Kohlenstoff oder Graphit und einem Harzbinder sind, müssen gewisse Vorsorgen ge­ troffen werden, um den Graphit oder Kohlenstoff vor dem wäh­ rend der Wasserelektrolyse entwickelten Sauerstoff zu schützen. In der Wasserelektrolysezelle der Fig. 1 sind die der Anode zugewandten Rippen des stromsammelnden Elementes von einer lei­ tenden Folie abgedeckt, die den an der Anode entwickelten Sauerstoff daran hindert, den Graphit zu erreichen. Zu diesem Zwecke hat die dünne leitende Folie 29, die weggebrochen in den Fig. 1- 3 gezeigt ist, einen geeigneten Klebstoff auf der einen Seite und ist unter Anwendung von Druck und Wärme so gegen das stromsammelnde Element gedrückt, daß sie sich der rippen­ artigen Kontur anpaßt. Die Schutzfolie 29 muß leitend sein und sollte einen Oberflächenfilm aufweisen, der kein Oxid bil­ det, da die meisten Metalloxide schlechte Leiter sind. Die Schutzfolie auf der Anodenseite ist eine dünne platinierte Tantal- oder Niobfolie. Der kein Oxid bildende Film besteht aus Platin oder einem anderen kein Oxid bildenden Platingrup­ penmetall, der durch Elektroplattieren, Zerstäuben oder in an­ derer Weise auf die Folie aufgebracht worden ist. Eine Menge von 1,6 mg des Platingruppenmetalles auf 6,25 cm2 hat sich als brauchbar erwiesen.
Bei der Wasserelektrolyse kommt der Wasseranolyt in die Strö­ mungsmittelverteilungskammern 11 und in Kontakt mit der Anoden­ elektrode, die mit einem positiven Anschluß einer geeigneten, nicht dargestellten, Energiequelle verbunden ist, so daß das Wasser an der Oberfläche der Elektrode elektrolysiert wird, während es durch die Strömungsmittelverteilungskanäle strömt. An der Anode wird Sauerstoff entwickelt und es entstehen Wasserstoffionen H⁺. Diese Wasserstoffionen werden durch die Kationenaustauschermembran zur Kathode transportiert, die mit der gegenüberliegenden Seite der Membran verbunden ist. Dort werden die Wasserstoffionen unter Bildung gasförmigen Was­ serstoffes an der Kathode entladen.
Während der Elektrolyse steigt der entwickelte Sauerstoff durch die Strömungsmittelverteilungskanäle zu der Auslaßleitung nach oben. Unter gewissen Bedingungen, von denen man annimmt, daß sie am wahrscheinlichsten bei den hohen Stromdichten mit rascher Gasentwicklung auftreten, wird der entwickelte Sauerstoff, an­ statt mit dem durch die Kanäle strömenden Wasser vermischt zu werden, eher diskrete Gasschichten bilden, die sich mit den Wasserschichten abwechseln, so daß die Strömungsmittelvertei­ lungskanäle mit abwechselnden Schichten aus Gas und Wasser ge­ füllt sind. Bei dieser Art der Gas/Wasser-Verteilung, d. h. bei Vorliegen einer Vielzahl von Gas/Flüssigkeit-Grenzflächen, kann der Druck längs eines oder mehrerer der Strömungsmittelvertei­ lungskanäle augenblicklich höher sein, als der durchschnittliche Wassereintrittsdruck. Der sich als Ergebnis dessen an dem Ein­ laß ansammelnde Sauerstoff unter höherem Druck wird daher rück­ wärts in die Wasserleitung gedrückt und blockiert den Einlaß der Strömungsmittelverteilungskanäle und hindert so das Ein­ dringen von Wasser oder eines anderen Anolyten in diese Kanäle. Schließlich ist das in den Kanälen enthaltende Wasser verbraucht. Da die Gasblasen am Einlaß zusätzlich die Wasserströmung in den Kanal blockieren, trocknet die Membran aus und dies erhöht den Widerstand der Membran und damit die für die Zelle erforder­ liche Elektrolysespannung. Hier schafft nun die Erfindung Abhilfe.
Um den Transport des entwickelten Gases in Richtung auf die Einlaßleitung zu verhindern und eine gesteuerte Wasserströmungs­ verteilung über der Oberfläche der Elektrode und der Membran die ganze Zeit sicherzustellen, wird an den Einlässen der Strömungs­ mittelverteilungskanäle eine Einrichtung vorgesehen, um einen vorbestimmten Druckabfall einzuführen. Zu diesem Zweck wird ein verengendes Element 30 am Einlaß der Strömungsmittelver­ teilungskanäle angeordnet, das den Querschnitt dieser Kanäle verringert und dabei einen zusätzlichen Druckabfall einführt, der so eingestellt ist, daß er größer ist als irgendwelche ano­ malen Druckvariationen, die stromabwärts in den Strömungsmittel­ kanälen auftreten könnten. Dies beseitigt die Möglichkeit oder hält sie zumindest minimal, daß entwickelter Sauerstoff zurück in die Einlaßleitung gedrückt wird und dadurch das weitere Ein­ strömen des Wassers in die Kanäle blockiert.
Fig. 2 zeigt im Detail die Leitungsseite des stromsammelnden strömungsmittelverteilenden Elementes mit dem den Druckabfall bedingenden verengenden Element 30. Das dargestellte Aggregat aus gebundenem Graphit und Harz mit einer Vielzahl von Rippen 12, begrenzt eine Vielzahl von Strömungsmittelverteilungska­ nälen 13. Dieses geformte, aus Graphit und Harz bestehende Element 10 ist von einer schützenden Metallfolie 29 bedeckt, die den entwickelten Sauerstoff daran hindert, den Graphit des strom­ sammelnden Elementes anzugreifen. Die Folie 29 ist vorzugs­ weise die oben beschriebene Platin-beschichtete Titaniumfolie.
Der Wasserelektrolyt tritt, wie durch die Pfeile 31 veranschau­ licht, in die Strömungsmittelverteilungskanäle 13 ein. Die Ano­ denelektrode, die mit der kationentransportierenden Membran ver­ bunden ist, die man in Fig. 2 nicht erkennen kann, befindet sich in direktem Kontakt mit den von der Folie bedeckten Rippen­ oberflächen 12, um den Strömfluß zwischen den Elektroden und den Stromkollektorelementen zu gestatten. Das durch die Kanäle 13 strömende Wasser kommt in Kontakt mit der Elektrode, was zu einer Elektrolyse des Wassers und zur Erzeugung von Sauer­ stoff und Wasserstoffionen an der Oberfläche der Elektrode führt.
Ein verengendes Element 30, das aus einem korrosionsbestän­ digem Material besteht, ist über dem nahen Ende des stromsam­ melnden und strömungsmittelverteilenden Elementes angeordnet, welches das Einlaßende repräsentiert. Dieses verengende Ele­ ment 30 weist eine Vielzahl von Vertiefungen 32 auf, die sich allgemein an die Gestalt der Strömungsmittelverteilungskanäle anpassen und unter Bildung einer Vielzahl verengter Ein­ lässe für die Strömungsmittelverteilungskanäle in diese Kanäle hineinragen. Wie ersichtlich, sind die Querschnitte der Ein­ lässe 33 der Strömungsmittelverteilungskanäle 13 sehr viel kleiner als die Querschnitte des Hauptteiles der Strömungs­ mittelverteilungskanäle 13. Als Ergebnis ist der Druckabfall entlang der Länge des verengenden Elementes 30 größer als für eine äquivalente Länge des Hauptteilkanales. Die Abmessung des verengten Kanaleinlasses 33 ist derart, daß der Druckabfall durch das Verengungselement ausreicht, das unter normalen Um­ ständen, selbst wenn stromabwärts Druckanomalien auftreten, nicht genug Druck vorhanden ist, um das Gas zurück in das Verengungselement 30 zu pressen.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der ein Verengungselement in die Kanäle eingeführt ist. Alternativ kann das in Fig. 2 ge­ zeigte separate Verengungselement durch ein stromsammelndes strömungsmittelverteilendes Element ersetzt werden, daß so geformt ist, daß die Einlaßseite der Strömungsmittelverteilungskanäle kleiner ist als der Rest der Kanäle und dadurch die gleichen Er­ gebnisse erzielen. Fig. 3 zeigt eine solche Konstruktion. Auch hier ist das stromsammelnde Element 10 von einer dünnen Schutz­ folie 29 bedeckt und das Element hat eine Vielzahl von Strömungs­ mittelverteilungskanälen 13, durch die ein Anolyt, wie Wasser, strömt und dabei in Kontakt kommt mit der Anode, die mit einer Kationenaustauschermembran verbunden ist. Das stromverteilende Element 10 weist jedoch verengte Kanalabschnitte 33 auf, die einen geringeren Querschnitt haben, als der Hauptteil der Strö­ mungsmittelverteilungskanäle. Dieser verengte Einlaßabschnitt erstreckt sich für eine vorbestimmte Distanz in den Kanal hinein und erweitert sich dann bei 34 zu dem Hauptkanal. Der Sauerstoff oder ein anderes an der Anode entwickeltes gasförmiges Elektro­ lyseprodukt steht daher dem verengten Durchgang 33 gegenüber. Wegen des zusätzlichen Druckabfalles über den verengten Abschnitt 33 ist es in hohem Maße unwahrscheinlich, daß das entwickelte Gas zurück in die Anolytleitung gepreßt wird und dies beseitigt oder vermindert zumindest beträchtlich die Möglichkeit der Blockade des Einlaßes in die Strömungsmittelverteilungskanäle.

Claims (7)

1. Elektrolysezelle mit gesteuerter Anolytströmungs­ verteilung, bestehend aus einer Anodenkammer und einer Kathodenkammer, wobei die genannten Kammern durch eine ionendurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Membrane voneinander getrennt sind, einer mit der einen Seite der Membrane verbundenen Anodenelektrode, einer gegen die gegenüberliegende Seite der Membrane abgestützten Kathodenelektrode, Mitteln, um zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode ein elektrisches Potential anzulegen, einem mit der Kathode in Berührung stehenden leitenden Teil, einer Vielzahl mit der Anode in Berührung stehender, mit Abstand von­ einander angeordneter langgestreckter Anodenleiter mit einer Vielzahl von Strömungsmittelverteilungskanälen zur Verteilung von Anolyt und gasförmigen Elektrolyse­ produkten und Mitteln zur Zufuhr von Anolyt in Einlaß­ öffnungen der Strömungsmittelverteilungskanäle, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des Blockierens der Einlaßöffnungen der Kanäle durch gasförmige Elektrolyseprodukte Veren­ gungseinrichtungen in den Einlaßöffnungen der Kanäle vorgesehen sind, die den Druck an den Einlaß­ öffnungen in bezug auf den restlichen Teil der Kanäle erhöhen.
2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand voneinander angeordneten langgestreckten Anodenleiter geformte Aggregate aus leitenden Graphitteilchen sind.
3. Elektrolysezelle nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand voneinander angeordneten langgestreckten Anodenleiter von einer schützenden stromleitenden Folie bedeckt sind, die beständig ist gegenüber dem gasförmigen Elektrolyseprodukt.
4. Elektrolysezelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzfolie von einer Schicht eines Platingruppenmetalles bedeckt ist, das kein Oxid bildet.
5. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Kathode verbundene leitende Teil eine Vielzahl im Abstand voneinander angeordneter langge­ streckter Leiter umfaßt, die eine Vielzahl von Kanälen zum Transportieren von Strömungsmittel schaffen.
6. Elektrolysezelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand voneinander angeordneten langge­ streckten Kathodenleiter in einem Winkel quer zu den Anodenleitern ausgerichtet sind.
7. Elektrolysezelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand angeordneten langgestreckten Kathodenleiter geformte Aggregate aus leitenden Graphit­ teilchen sind.
DE19803000313 1979-01-08 1980-01-05 Elektrolysezelle mit gesteuerter anolytstroemungsverteilung Granted DE3000313A1 (de)

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