DE3236988A1

DE3236988A1 - Bipolar electrochemical cell

Info

Publication number: DE3236988A1
Application number: DE19823236988
Authority: DE
Inventors: Peter Charles Solihull West Midlands Steele Hayfield
Original assignee: Denso Marston Ltd
Current assignee: Ebonex Technologies Inc
Priority date: 1981-10-28
Filing date: 1982-10-06
Publication date: 1983-06-01

Abstract

In the bipolar electrochemical cell according to the invention, at least one of the bipolar electrodes consists of TiOx, where x is in the range from 0.6 to 1.4. This material exhibits substantially less brittleness than titanium metal as a result of absorbing hydrogen.

Description

Bipolare elektrochemische ZelleBipolar electrochemical cell

Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf bipolare elektrochemische Zellen und insbesondere auf bipolare Elektroden für die Verwendung in solchen Zellen. Description The invention relates to bipolar electrochemical Cells, and particularly to bipolar electrodes for use in such cells.

Die elektrochemischen Zellen können in zwei Typen unterteilt werden, nämlich in monopolare Zellen (erste Type) und in bipolare Zellen (zweite Type). In einer monopolaren Zelle sind die Anoden und Kathoden unterschiedliche Teile, weshalb für die Herstellung der Anoden und der Kathoden unterschiedliche Materialien ausgewählt werden können, die sich speziell für die Bedingungen eignen, unter denen die Elektroden arbeiten. In einer monopolaren Zelle wird direkt ein Strom an jede monopolare Elektrode angelegt. Eine bipolare Zelle hat zusätzlich zu zwei monopolaren Elektroden, an welche der Strom angelegt ist, eine Anzahl von Zwischenelektroden, an welche kein elektrischer Gleichstrom angelegt wird. Diese Zwischenelektroden, deren Polaritäten durch Raumladungseffekte induziert werden, sind bipolare Elektroden, auf welche sich die vorliegende Erfindung hauptsächlich richtet.The electrochemical cells can be divided into two types, namely in monopolar cells (first type) and in bipolar cells (second type). In a monopolar cell, the anodes and cathodes are different parts, which is why different materials are used to manufacture the anodes and the cathodes can be selected which are particularly suitable for the conditions under which the electrodes are working. In a monopolar cell, a current is sent directly to each monopolar electrode applied. A bipolar cell has in addition to two monopolar ones Electrodes to which the current is applied, a number of intermediate electrodes, to which no electrical direct current is applied. These intermediate electrodes, the polarities of which are induced by space charge effects are bipolar electrodes, to which the present invention is primarily directed.

Bipolare Elektroden sind üblicherweise glatte Platten. Sie können aber auch in Form von konzentrischen Rohren oder Rohren und vollen Stäben, einfachen vollen Stäben alleine oder Ringen oder Teilchen hergestellt werden.Bipolar electrodes are usually smooth plates. You can but also in the form of concentric tubes or tubes and solid rods, simple ones solid rods alone or rings or particles.

Die bipolaren Elektroden wurden bisher überwiegend aus Graphit hergestellt. Graphit ist zwar dazu fähig, sowohl anodische als auch kathodische Bedingungen auszuhalten, aber er nutzt sich als Anode ab und muß deshalb von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Es ist auch bekannt, Titan als Substratmaterial für bipolare Elektroden zu verwenden, wobei auf einer Seite oder auf einem Ende ein anodischer Belag aufgebracht ist. Unglücklicherweise unterliegt Titan sehr stark einer Versprödung durch Wasserstoff, welcher häufig auf der Kathode gebildet wird. Wegen der Schädigung durch Wasserstoffversprödung müssen bipolare Elektroden aus Titan periodisch ersetzt werden.The bipolar electrodes have so far mainly been made of graphite. Graphite is able to withstand both anodic and cathodic conditions, but it wears out as an anode and must therefore be replaced from time to time. It is also known to use titanium as a substrate material for bipolar electrodes, with an anodic on one side or on one end Covering applied is. Unfortunately titanium is very susceptible to hydrogen embrittlement, which is often formed on the cathode. Because of the damage caused by hydrogen embrittlement Titanium bipolar electrodes must be replaced periodically.

Durch die vorliegende Erfindung wird nunmehr eine bipolare elektrochemische Zelle vorgeschlagen, in welcher mindestens eine der bipolaren Elektroden aus einem gegenüber den Wirkungen von Elektrolyse beständigen Material hergestellt ist, wobei das Material aus TiOx besteht, worin x im Bereich von 0,6 bis 1,4 liegt Die Elektrode kann vollständig aus dem TiOxMaterial bestehen oder einen anodisch aktiven Belag auf den anodischen Teil derselben aufweisen.The present invention now provides a bipolar electrochemical Cell proposed in which at least one of the bipolar electrodes from a material resistant to the effects of electrolysis is made, wherein the material consists of TiOx, where x ranges from 0.6 to 1.4 The electrode can consist entirely of the TiOx material or an anodically active coating have on the anodic part thereof.

Die Elektrode kann weiterhin einen kathodisch aktiven Belag auf dem kathodischen Teil besitzen. Die bipolare elektrochemische Zelle kanr eine Chloratzelle sein. Der kathodisch aktive Belag kann ein Metall derplatingruppe sein.The electrode can also have a cathodically active coating on the have cathodic part. The bipolar electrochemical cell can be a chlorate cell be. The cathodically active coating can be a metal from the platinum group.

Der anodisch aktive Belag kann ein Metall der Platingruppe oder ein Oxid eines Metalls der Platingruppe sein. Die bipolare Zelle kann eine bipolare Zelle mit Platten sein, vorzugsweise eine Filterpressenzelle. Es kann sich aber auch um eine bipolare Zellenreihe handeln, wie z. B. um eine bipolare Raetzch-Zelle.The anodically active coating can be a platinum group metal or a Be oxide of a platinum group metal. The bipolar cell can be bipolar Be cell with plates, preferably a filter press cell. But it can also act to a bipolar cell row, such as z. B. a bipolar Raetzch cell.

Das Material besteht vorzugsweise aus TiOx, worin x im Bereich von 0,8 bis 1,2, vorzugsweise im Bereich von 0,9 bis 1,1, liegt. Das Material besteht vorzugsweise im wesentlichen aus TiO, wobei es gegebenenfalls Zugaben von TiOy enthält, worin y im Bereich von 0, 1 bis 0,99 oder 1,01 bis 1,99 oder 1,01 bis 1,549, vorzugsweise im Bereich von 0,6 bis 0,99 oder 1,01 bis 1,4, liegt Mit dem hier verwendeten Ausdruck "Metall der Platingruppe" ist ein Metall gemeint, welches aus Platin, Iridium, Palladium, Ruthenium und Rhodium ausgewählt ist. Die Ausdrücke bipolare Raetzch-Zelle", bipolare Zelle mit Platten" und "Filterpressenzelle" sind in der Publikation "Electrolytic Production of Sodium Chlorate" von John E.The material is preferably made of TiOx, where x is in the range of 0.8 to 1.2, preferably in the range from 0.9 to 1.1. The material is made preferably essentially made of TiO, it optionally containing additions of TiOy, wherein y ranges from 0.1 to 0.99 or 1.01 to 1.99 or 1.01 to 1.549, preferably in the range from 0.6 to 0.99 or 1.01 to 1.4 With this one As used term "platinum group metal" is meant a metal which is composed of Platinum, iridium, palladium, ruthenium and rhodium is selected. The expressions bipolar Raetzch cell, "bipolar cell with plates" and "filter press cell" are in the publication "Electrolytic Production of Sodium Chlorate" by John E.

Colman, herausgegeben vom American Institute of Chemical Engineers, 1981, Band 77, Nr. 204, Seiten 244 bis 263, beschrieben. Die bipolare Zelle ist vorzugsweise eine Filterpressenzelle, und zwar wegen des kurzen Leitungswegs zwischen der Anode und der Kathode.Colman, published by the American Institute of Chemical Engineers, 1981, Vol. 77, No. 204, pp. 244-263. The bipolar cell is preferably a filter press cell, because of the short conduction path between the anode and the cathode.

Die bipolare Zelle kann bei der elektrolytischen Herstellung von Natriumchlorat aus Natriumchlorid oder für andere Reaktionen verwendet werden, bei denen Natriumchloridlösungen elektrolysiert werden, wie z. B. bei der Herstellung von Natriumhypochlorit oder von Chlor. Andere Reaktionen sind beispielsweise die Oxidation von Natrium-oder Kaliumbromid zu Natrium- oder Kaliumbromat, die Oxidation von Zitronensäure in ein Zitrat oder in einer bipolaren Elektrogewinnungszelle. Eine weitere Verwendung der Erfindung ist in einer bipolaren Filterpressenzelle, wobei ein Membranseperator der selektiven Ionenaustauschtype zwischen der Anode und der Kathode verwendet wird.The bipolar cell can be used in the electrolytic production of sodium chlorate from sodium chloride or for other reactions in which sodium chloride solutions be electrolyzed, such as. B. in the production of sodium hypochlorite or of chlorine. Other reactions are for example the oxidation of sodium or Potassium bromide to sodium or potassium bromate, the oxidation of citric acid into one Citrate or in a bipolar electrowinning cell. Another use of the Invention is in a bipolar filter press cell, with a membrane separator the selective ion exchange type between the anode and the cathode is used.

Eine solche Zelle kann für die Herstellung von Chlor, für die Elektrolyse von Natriumsulfat und für die elektroorganische Synthese von Verbindungen durch entweder anodische oder kathodische Herstellungsprozesse verwendet werden.Such a cell can be used for the production of chlorine, for electrolysis of sodium sulfate and for the electroorganic synthesis of compounds by either anodic or cathodic manufacturing processes can be used.

Im allgemeinen kann es sich bei einer solchen elektrolytischen Zelle entweder um eine geteilte oder um eine ungeteilte bipolare Filterpressenzelle für die Herstellung von anorganischen und organischen Produkten durch elektrolytische Maßnahmen handeln, einschließlich der Herstellung von Massen- und Spezialchemikalien. Bipolare elektrolytische Zellen können bei Raumtemperaturen, bei Temperaturen unter der Raumtemperatur oder bei Temperaturen über der Raumtemperatur bis zu etwa 1000C verwendet werden.In general, it can be such an electrolytic cell either a split or an undivided bipolar filter press cell for the production of inorganic and organic products by electrolytic Action, including the production of Mass and Specialty chemicals. Bipolar electrolytic cells can be used at room temperatures, at temperatures below room temperature or at temperatures above room temperature up to about 1000C can be used.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch eine Filterpressenzelle; Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch eine Zelle mit bipolaren Platten; und Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch eine bipolare Raetzch-Reihenzelle.The drawings show: FIG. 1 a horizontal section through a Filter press cell; Fig. 2 is a horizontal section through a cell with bipolar Plates; and FIG. 3 shows a horizontal section through a bipolar Raetzch row cell.

Fig. 1 zeigt also eine Filterpressenzelle mit einem außeren Gehäuse 1, welches eine Reihe von Elektroden enthält. Jede Elektrode, wie z. B. die Elektrode 2, ist eine bipolare Elektrode mit einem anodischen Belag auf der Anodenseite 3 und mit einer Kathodenseite 4. Flüssigkeit wird durch Zwischenräume 5 zwischen den Elektroden hindurchgepumpt. Die Endelektrode 6 ist über eine Leitung 7 als Kathode geschaltet, und die Endelektrode 8 ist über eine Leitung 9 als Anode geschaltet. Es ist ersichtlich, daß jede bipolare Elektrode eine Kathodenoberfläche 4 und eine Anodenoberfläche 3 aufweist. Wegen der Dünnheit der Elektrode ist der elektrische Widerstand des TiOx -Materials praktisch unwichtig. Ein besonders geeignetes Material ist jedoch das Material TiO. Dieses Material kann dadurch hergestellt werden, daß man entsprechende Gemische von Titan und TiO2 herstellt, die in einer inerten Atmosphäre unter Bildung von TiO gesintert werden. Alternativ kann Titandioxid mit einem inneren Reduktionsmittel, wie z. B.Fig. 1 thus shows a filter press cell with an outer housing 1, which contains a number of electrodes. Each electrode, such as B. the electrode 2, is a bipolar electrode with an anodic coating on the anode side 3 and with a cathode side 4. Liquid is passed through spaces 5 between the Electrodes pumped through. The end electrode 6 is via a line 7 as a cathode switched, and the end electrode 8 is connected via a line 9 as an anode. It can be seen that each bipolar electrode has a cathode surface 4 and one Has anode surface 3. Because of the thinness of the electrode, the one is electrical Resistance of the TiOx material is practically unimportant. A particularly suitable material however, the material is TiO. This material can be produced in that corresponding mixtures of titanium and TiO2 are produced in an inert atmosphere under Formation of TiO can be sintered. Alternatively, titanium dioxide can be used with an inner Reducing agents, such as. B.

TiN, TiSi, Si oder Kohlenstoff, gemischt werden, worauf das Gemisch zur Reduktion des TiO2 in ein geeignetes Suboxid erhitzt wird. Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung einer bipolaren Elektrode kann TiO2 mit Wasserstoff in Ti bis TiO1,4 reduziert werden, worauf das reduzierte Material dann gemahlen wird, um ein Produkt mit verschiedenen Teilchengrößen herzustellen. Das gemahlene Produkt kann dann gemischt-und in einem grünen Zustand verdichtet werden, bevor es in einer inerten Atmosphäre verglast wird. Alternativ können entsprechende Gemische aus Ti und TiO2 unter Vakuum im Bogen geschmolzen werden, um Gießknöpfe aus Titansuboxid herzustellen, die dann auf verschiedene Teilchengrößen zerkleinert, gemischt, verdichtet und gesintert werden. Bei weiteren alternativen Verfahren zur Herstellung einer Elektrode wird TiO2 mit Hilfe eines Reduktionsmittels, wie z. B. Titan, TiN, TiSi, Si oder Kohlenstoff, in ein Titansuboxid reduziert, welches anschließend gemahlen und im grünen Zustand verdichtet wird, worauf es in einer inerten Atmosphäre verglast wird.TiN, TiSi, Si or carbon, can be mixed, followed by the mixture is heated to reduce the TiO2 into a suitable suboxide. With another Method of making a bipolar electrode can be TiO2 with hydrogen in Ti to TiO1,4 are reduced, after which the reduced material is then ground, to make a product with different particle sizes. The ground product can then be mixed-and compacted in a green state before turning into a inert atmosphere is glazed. Alternatively, corresponding mixtures of Ti and TiO2 are melted under vacuum in an arc to make casting buttons made of titanium suboxide produce, which then crushed, mixed, compacted to different particle sizes and be sintered. In other alternative methods of making a Electrode is TiO2 with the help of a reducing agent, such as z. B. Titan, TiN, TiSi, Si or carbon, reduced into a titanium suboxide, which is then ground and is compressed in the green state, whereupon it is vitrified in an inert atmosphere will.

Nötigenfalls können die Elektroden ohne die genannte Verglasungsstufe hergestellt werden, indem das Titansuboxid durch eines der oben angegebenen Verfahren vorher hergestellt und das Produkt dann heiß in eine Form mit niedriger Porosität verpreßt wird.If necessary, the electrodes can be used without said glazing step can be prepared by adding the titanium suboxide by one of the methods given above pre-made and then hot in a low porosity mold is pressed.

Die Hauptmasse des Titansuboxids kann geeignete Zugaben von Legierungsbestandteilen enthalten, um die elektrokatalytische Aktivität zu erhöhen. Solche Zugaben können in erster Linie aus Übergangsmetallen bestehen, wie z. B.The bulk of the titanium suboxide can contain suitable additions of alloying components included to increase the electrocatalytic activity. Such additions can consist primarily of transition metals, such as. B.

Eisen, Nickel, Cobalt, Mangan, Chrom, Vanadium oder Zink.Iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, vanadium or zinc.

Die Zugaben können homogen in Mengen bis zu einigen Prozenten anwesend sein oder sie können selektiv entweder an der Anoden- oder Kathodenoberfläche oder aber auch an beiden Oberflächen vorhanden sein.The additions can be present homogeneously in amounts up to a few percent or they can be selective on either the anode or cathode surface or but also be present on both surfaces.

Der Anodenoberflächenbelag 3 kann jeder herkömmliche Anoden belag sein, wie z. B. Platin/Iridium oder Rutheniumoxid. Die Anodenoberfläche stellt als solche kein Merkmal der Erfindung dar. Es ist darauf hinzuweisen, daß andere anodisch aktive Beläge, wie z. B. Bleidioxid, Mangandioxid und ein Metall der Platingruppe oder ein Oxid eines Metalls der Platingruppe, aufgebracht werden können. Die Beläge können durch Elektroabscheidung oder durch thermische Zersetzung von Anstrichfarben, die Verbindungen von solchen Edelmetallen, Blei oder Mangan enthalten, abgeschieden werden. In ähnlicher Weise kann der Kathodenbelag aus irgendeinem geeigneten Material, wie z. B. Platin oder Platin/Iridium-Legierungen, bestehen. Ein besonders geeigneter Kathodenbelag kann durch thermische Zersetzung einer Anstrichfarbe hergestellt werden, die aus Platinchlorid in Lösung in Pentanol besteht. Diese Anstrichfarbe wird in aufeinanderfolgenden Schichten aufgebracht, wobei jede Schicht in Luft bei Temperaturen im Bereich von 425 bis 5000C thermisch zersetzt wird, um einen Belag der Platinschwarz-Type herzustellen.The anode surface covering 3 can be any conventional anode covering be, such as B. platinum / iridium or ruthenium oxide. The anode surface represents as such do not constitute a feature of the invention. It should be noted that others are anodic active coverings, such as B. lead dioxide, manganese dioxide and a platinum group metal or an oxide of a platinum group metal can be applied. The toppings can be caused by electrodeposition or thermal decomposition of paints, containing compounds of such precious metals, lead or manganese, deposited will. Similarly, the cathode covering can be made of any suitable material, such as B. platinum or platinum / iridium alloys exist. A particularly suitable one Cathode coating can be produced by thermal decomposition of a paint, which consists of platinum chloride in solution in pentanol. This paint is used in successive layers are applied, each layer in air at temperatures is thermally decomposed in the range from 425 to 5000C to form a coating of the platinum black type to manufacture.

Fig. 2 zeigt eine Zelle mit bipolaren Platten, wobei die bipolaren Elektroden 10 im wesentlichen mit den Elektroden 2 von Fig. 1 identisch sind. Der Hauptunterschied zwischen den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsformen besteht darin, daß die Elektroden in Fig. 2 in die Lösung eingetaucht sind, während sie sich in Fig. 1 voll bis zu den Wandungen erstrecken.Fig. 2 shows a cell with bipolar plates, with the bipolar Electrodes 10 are essentially identical to electrodes 2 of FIG. Of the Main difference between the embodiments shown in FIGS. 1 and 2 is that the electrodes in Fig. 2 are immersed in the solution while they extend fully up to the walls in Fig. 1.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform benötigen die Elektroden in der Raetzch-Zelle entlang ihrer Länge eine ausreichende Leitfähigkeit, da die Konstruktion dieser Zelle derart ist, daß die Elektroden, wie z. B.In the embodiment shown in Fig. 3, the electrodes need sufficient conductivity along its length in the Raetzch cell, since the Construction of this cell is such that the electrodes, such as. B.

die Elektrode 11, durch die isolierenden Wände 12 hindurchgehen, so daß sie auf einem Ende (durch Plus-Zeichen angedeutet) anodisch und am anderen Ende (durch Minus-Zeichen angedeutet) kathodisch ist. Da zur Herstellung der Elektroden 11 das gleiche Material verwendet wird, ist es erforderlich, daß entlang der Länge der Elektroden eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit besteht. Bei den Konstruktionen der Fig. 1 und 2 ist die Leitfähigkeit dagegen durch die Dicke wichtiger. Aus diesem Grunde kann diese Konstruktion für die TiO -Elektroden weniger gex eignet sein als die Filterpressenzelle von Fig. 1.the electrode 11, pass through the insulating walls 12, so that they are anodic on one end (indicated by plus signs) and on the other end (indicated by the minus sign) is cathodic. As for the manufacture of the electrodes 11 the same material is used, it is required that along the length the electrodes have sufficient electrical conductivity. With the constructions 1 and 2, on the other hand, the conductivity is more important because of the thickness. For this Basically, this construction can be less suitable for the TiO electrodes than the filter press cell of FIG. 1.

Titanoxid, TiO, ist besonders geeignet für bipolare Anwendungen, und zwar aufgrund seines Widerstands gegenüber Wasserstoffaufnahme bei Verwendung als Kathode. In einem Laborversuch wurden verschiedene Elektrodenmaterialien kathodisch bei einer Stromdichte von 500 A/m2 in einer wäßrigen Lösung verwendet, die 165 g/l Schwefelsäure, 115 ppm Chloridionen und 5 ppm Fluoridionen enthielt. Nach zwei Wochen der Polarisation wurden Proben, die der Lösung ausgesetzt waren, auf ihre Wasserstoffaufnahme untersucht.Titanium oxide, TiO, is particularly suitable for bipolar applications, and due to its resistance to hydrogen uptake when used as a Cathode. Various electrode materials became cathodic in a laboratory test used at a current density of 500 A / m 2 in an aqueous solution containing 165 g / l Sulfuric acid, 115 ppm chloride ion and 5 ppm fluoride ion. After two weeks of polarization, samples exposed to the solution were checked for their hydrogen uptake examined.

Dabei wurden die folgenden Resultate erhalten. ppm Wasserstoff Material Kathodisch Ungebrauchtes polarisiert Vergleichsmaterial TiOX, wobei x = 0 (d.h. Titanmetall) 1 880 5 x= 0,5, d.h. Ti2O 1 430 50 x= 1,0, d.h. TiO 73 5 Es ist klar ersichtlich, daß die Affinität von TiOx im Hinblick auf die Wasserstoffaufnahme zunimmt, wenn die Zusammensetzung in Richtung auf metallisches Titan geht, d, h., wenn x fällt. Es ist weiterhin ersichtlich, daß TiO2 hinsichtlich der Wasserstoffaufnahme etwas beständiger ist als Ti-Metall. TiO2 ist also wegen der bedeutenden Wasserstoffabsorption kein geeignetes Material für eine bipolare Elektrode, wogegen TiO eine wesentlich verringerte Wasserstoffaufnahme zeigt und deshalb als bipolares Material besser geeignet ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß TiO2, d. h. TiOX, worin x = 0,5, außerhalb des Bereichs der Erfindung liegt.The following results were obtained. ppm hydrogen Material cathodically unused polarizes comparison material TiOX, where x = 0 (i.e. titanium metal) 1 880 5 x = 0.5, i.e. Ti2O 1 430 50 x = 1.0, i.e. TiO 73 5 It can be clearly seen that the affinity of TiOx for hydrogen uptake increases as the composition moves towards metallic titanium, i.e., as x decreases. It can also be seen that TiO2 is somewhat more stable than Ti metal in terms of hydrogen uptake. Because of the significant hydrogen absorption, TiO2 is not a suitable material for a bipolar electrode, whereas TiO shows a significantly reduced hydrogen uptake and is therefore more suitable as a bipolar material. It should be noted that TiO2, ie TiOX where x = 0.5, is outside the scope of the invention.

Um auf thermischem Wege einen Edelmetallbelag auf ein Substrat aufzubringen, ist es zweckmäßig, Verfahren zu verwenden, bei denen eine Erhitzung in Luft auf Temperaturen im Bereich von 350 bis 6000C vorgenommen wird. Laborversuche hinsichtlich der relativen Oxidationsgeschwindigkeit von Titan und TiOx -Verbindungen zeigen, daß solche Verbindungen vergleichbare Luftoxidationsgeschwindigkeiten besitzen. Es ist deshalb gut möglich, Beläge aufzubringen, die thermisch in Luft bei Temperaturen im Bereich von 350 bis 600"C oxidiert oder zersetzt werden.In order to thermally apply a noble metal coating to a substrate, It is appropriate to use processes that involve heating in air Temperatures in the range of 350 to 6000C is made. Laboratory tests regarding show the relative oxidation rate of titanium and TiOx compounds, that such connections are comparable Air Oxidation Rates own. It is therefore quite possible to apply coverings that are thermally in air oxidized or decomposed at temperatures in the range from 350 to 600 "C.

Messungen der elektrochemischen Aktivität von TiO x innerhalb des durch die vorliegende Erfindung beanspruchten Bereichs zeigen Chlor- und Sauerstoffüberspannungen, die bei den interessierenden Stromdichten für die meisten elektrochemischen Prozesse - 0,5 A/m2 bis 10 000 A/m2 -hoch sind. Jedoch nimmt die Steilheit des Tafel-Diagramms (lineare Elektrodenspanne auf der Ordinate gegen den Logarithmus der Stromdichte auf der Abszisse) mit abnehmendem Sauerstoffgehalt von TiO in Richtung auf Titan zu.Measurements of the electrochemical activity of TiO x within the areas claimed by the present invention show chlorine and oxygen overvoltages, those at the current densities of interest for most electrochemical processes - 0.5 A / m2 to 10,000 A / m2 -high. However, the slope of the Tafel diagram decreases (linear electrode span on the ordinate versus the logarithm of the current density on the abscissa) with decreasing oxygen content of TiO in the direction of titanium to.

Dies verhindert aber nicht die Verwendung von Materialien der vorliegenden Erfindung in Chlor/Alkali-Zellen, vorausgesetzt,die Oberflächen sind mit einem Elektrokatalysator beschichtet, wie z. B. mit einem Platingruppenmetall.However, this does not prevent the use of the materials of the present invention Invention in chlorine / alkaline cells, provided the surfaces are with an electrocatalyst coated, such as B. with a platinum group metal.

Da TiOX, insbesondere bei den höheren Sauerstoffgehalten innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, bei einer anodischen Polarisation in Kochsalzlösung einen hohen Verluststrom zeigt (das ergibt ein verhältnismäßig flaches Tafel-Diagramm oder eine schwache elektrokatalytische Aktivität) ,unterliegt das Material bei den gleichen niedrigen angelegten Spannungen im Gegensatz zu metallischem Titan keiner anodischen Zerstörungskorrosion. Da das Material bereits ein Oxid ist, zeigt es anders als Titan keine anodische Zerstörungskorrosion. Wenn jedoch die Elektrodenspannungen 5 V bis 10 V überschreiten, dann besteht die Neigung, daß das Titansuboxid sich krümmelt und abnutzt.Because TiOX, especially with the higher oxygen contents within of the scope of the present invention, with anodic polarization in saline shows a high leakage current (this gives a relatively flat Tafel diagram or a weak electrocatalytic activity), the material is subject to the none of the same low applied voltages in contrast to metallic titanium destructive anodic corrosion. Since the material is already an oxide, it shows unlike titanium, there is no anodic destructive corrosion. However, if the electrode voltages Exceed 5V to 10V, the titanium suboxide tends to settle crumbles and wears away.

Claims

Claims 1. Bipolar electrochemical cell, in which at least one of the bipolar electrodes made of a resistant to the effects of electrolysis Material, characterized in that the material consists of TiOx wherein x ranges from 0.6 to 1.4.

2. Cell according to claim 1, characterized in that the electrode consists exclusively of the TiO material x or an anodically active coating having on their anodic part.

3 cell according to claim 1 or 2, characterized in that the electrode has a cathodically active coating on its cathodic part.

4. Cell according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the cell is a chlorate cell.

5. Cell according to claim 2, characterized in that the anodic active coating made of a metal of the platinum group or of an oxide of a metal the platinum group.

6. Cell according to claim 3, characterized in that the cathodic active coating a platinum group metal or an oxide of a platinum group metal contains.

7. Cell according to one of claims 1 to 6, characterized in that that x is in the range from 0.8 to 1.2, preferably in the range from 0.9 to 1.1.

8. Cell according to claim 7, characterized in that the material consists essentially of TiO, which optionally contains additions of TiOy, wherein y ranges from 0.1 to 0.99 or 1.01 to 1.99 or 1.01 to 1.549, preferably in the range from 0.6 to 0.99 or 1.01 to 1.4.

9. Bipolar electrochemical cell according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cell is a filter press cell acts.

10. Cell according to claim 9, characterized in that between the A membrane separator is arranged on the anode and the cathode, the membrane separator is one of the selective ion exchange type.