DE3401812C2

DE3401812C2 - Elektrolysezelle

Info

Publication number: DE3401812C2
Application number: DE3401812A
Authority: DE
Inventors: Michihiro Akazawa; Nobuhiro Kawasaki
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1983-01-19
Filing date: 1984-01-19
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2004-01-20
Also published as: DE3401812A1; GB2135696B; GB2135696A; JPS59133384A; US4519888A; GB8401456D0

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Elektrolysezelle für die Elektrolyse wäßriger Alkalichloridlösungen oder für die Chloralkalielektrolyse, bei der zur Trennung des Anoden raums von dem Kathodenraum eine Kationenaustauschermem bran vorgesehen ist.

Es ist bereits bekannt, daß man Chlor und Natriumhydroxid durch die Elektrolyse von Kochsalzlösungen unter Verwendung einer Kationenaustauschermembran als Diaphragma herstellen kann. Die Elektrolyse unter Verwendung von Kationenaustau schermembranen hat in jüngster Zeit gesteigertes Interesse gefunden, da die Menge des Salzes, welches die an der Ka thode gebildete Natriumhydroxidlösung verunreinigt, extrem gering ist und im Vergleich zum Quecksilberverfahren oder dem Asbestdiaphragma-Verfahren keine Umwelt probleme auftreten.

Als Ergebnis der Entwicklung oder der Verbesserung der Ka tionenaustauschermembranen im Hinblick auf die Steigerung der Konzentration der in dem Anodenraum erzeugten Natrium hydroxidlösung und zur Steigerung des Stromwirkungsgrads ist es in jüngster Zeit möglich geworden, eine Natriumhy droxidlösung mit einer Konzentration von mehr als 30% bei einem hohen Stromwirkungsgrad von mehr als 90% zu erhalten. Weiterhin sind die Kationenaustauschermembranen auf der Grundlage von Perfluorkohlenstoffpolymeren ent wickelt und in den Handel gebracht worden.

Andererseits ist in jüngster Zeit die Bedeutung der Ener gieeinsparung weltweit anerkannt worden und es besteht da her ein starkes Bedürfnis dafür, die elektrische Energie, d. h. die Spannung der Elektrolysezellen, möglichst stark zu vermindern. In der Vergangenheit wurden verschiedene Methoden vorgeschlagen, die erzeugten Gase leichter an der Rückseite der Elektrode abzuführen, um in dieser Weise die Spannung der Elektrolysezelle vermindern zu können.

Hierfür wurden Verfahren vorgeschlagen, bei denen poröse Elektroden, die beispielsweise aus Streckmetall, gestanz tem Metall oder Metalldrähten bestehen, verwendet werden, oder bestimmte Zusammensetzungen und Arten von Austauscher gruppen der Kationenaustauschermembran. Weiterhin wurden als Maßnahmen zur Verminderung der Span nung der Elektrolysezelle Änderungen in dem Aufbau der Zellen, wie der Flüssigkeitskreislauf, die Trennung des Ga ses von den Flüssigkeiten oder die Verminderung des Elektroden abstands, vorgeschlagen. Weiterhin ist in jüngster Zeit mit dem Zwecke zur Einsparung von Energie ein Verfahren entwickelt worden, bei dem die Elektrolyse in der Weise durchgeführt wird, daß der Elektrodenabstand im wesentlichen Null beträgt und die Elektroden in engem Kontakt mit der Membran stehen, welche Methode als SPE- Verfahren (Solid Polymer Electrolyte Process, Verfahren mit festem polymerem Elektrolyt) bezeichnet wird und wel ches beispielsweise in der JP-OS 102278/1978 be schrieben ist.

Mit dem Ziel der weiteren Verminderung des Energiever brauchs wurden verschiedene Entwicklungen der Kathode mit einer Wasserstoffüberspannung geringer als jener des Ei sens durchgeführt, welche beispielsweise Gegenstand der JP-OS 92295/1980 und 61248/1981 sind.

Bei diesen Verfahren, bei denen eine aktive Kathode ver wendet wird, beobachtet man jedoch das Phänomen, daß die Eisenionenkonzentration in der in dem Kathodenraum vor liegenden Natriumhydroxidlösung innerhalb einer kurzen Zeitdauer extrem ansteigt. Dieses Phänomen tritt noch deutlicher unter strengen Elektrolysebedingungen, nämlich bei höheren Temperaturen und höheren Alkalikonzentrationen auf. Aus diesen Gründen ist es denkbar, den Kathodenraum unter Verwendung von metallischem Nickel, welches gegenüber Alkali korrosionsbeständig ist, aufzubauen. Es hat sich jedoch erwiesen, daß die Verwendung von Nickel als Baumaterial für den Kathodenraum als Ersatz für Kohlenstoffstahl kostspielig und unpraktisch ist.

Bei Elektrolysezellen mit Kationenaustauschermembran werden derzeit in der Praxis sowohl Elektroden des Doppeltyps (bipolare Elektroden) und Elektroden des einfachen Typs (einfache Elektroden) in der Filterpressen form verwendet. Jedoch ist wegen des Aufbaus der Elektrolysezelle die Stromzufuhr und Stromabfuhr im Fall der Elektroden des letzteren Typs kompliziert, während im ersteren Fall das elektrische Verbindungssystem in der Trennwand zwischen dem Kathodenraum und dem Anodenraum kompliziert sein kann.

Als elektrisches Verbindungssystem, welches für die Doppelelektroden verwendet wird, werden anschraubbare oder durch Explosionsschweißen zu befestigende Elektrodentypen verwendet, wobei ein Material mit einer Resistenz gegen Wasserstoffdurchlässigkeit verwendet wird, wie es bei spielsweise in der JP-OS 43377/1976 beschrieben wird. Diese Verfahren bringen jedoch eine Reihe von Schwierigkeiten mit sich, wie eine Steige rung des Widerstands beim Betrieb der Elektrolysezelle während langer Zeitdauern oder das schnelle Auftreten von Korrosion, neben der Kostspie ligkeit der Einrichtungen.

Aus der DE 25 45 339 C2 ist eine bipolare Elektrolysezelle mit zwischen ei nem Anoden- und Kathoden-Raum zweier benachbarter Zelleneinheiten angeordneten Kationenaustauschermembranen bekannt, wobei der Ano den- und Kathoden-Raum durch eine Trennwand aus einer Titanplatte und einer damit explosionsverbundenen Eisenplatte getrennt sind. Bei ei ner bevorzugten Ausführungsform ist in dem Zwischenraum zwischen der Anode und der Trennwand ein vertikal angeordnetes Trägerelement, wel ches das Titan der Anode mit dem Titan der Trennwand verbindet, ange ordnet. Ähnliche Elektrolysezellen sind auch in der EP 0 031 897 B1 und der US-PS 42 79 731 beschrieben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Elektro lysezelle für die Elektrolyse von Alkalihalogeniden unter Verwendung ei ner Kationenaustauschermembran als Diaphragma anzugeben, mit der bei einem hohen Stromwirkungsgrad eine Natriumhydroxidlösung mit ho her Konzentration erhalten werden kann, welche Elektrolysezelle ein gerin ges Gewicht besitzt, einen geringen Abstand zwischen der Trennwand und der Elektrode zuläßt und keine Schraubmethode oder keine Explosions schweißmethode für die Verbindung des metallischen Trennwandmateri als erforderlich macht.

Es hat sich nunmehr gezeigt, daß diese Aufgabe insbesondere dadurch ge löst werden kann, daß man die Dicke der Trennwand möglichst gering aus legt.

Die oben bezeichnete Aufgabe wird nun gelöst durch die Elektrolysezelle gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevor zugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Elektrolysezelle für die Elektroly se wäßriger Alkalichloridlösungen mit einer zwischen den Elektroden an geordneten Kationenaustauschermembran mittels der die Elektrolysezel le in einen Anoden- und einen Kathodenraum getrennt ist, einer Trenn wand zwischen Anode und Kathode und Rippen zur Verbindung der Elek troden mit der Trennwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand zur Trennung des Anodenraums von dem Kathodenraum eine Dicke von weniger als 6 mm aufweist.

Die erfindungsgemäße Elektrolysezelle kann mit Doppelelektroden (bipo laren Elektroden) oder einfachen Elektroden aufgebaut werden. Bei der Trennwand, die den Anodenraum von dem Kathodenraum trennt, sind die Trennwand auf der Seite des Anodenraums und jene auf der Seite des Ka thodenraums unter Druck mit Hilfe einer wellenförmigen durchlaufenden oder endlosen Schweißnaht miteinander verbunden. Durch die erfin dungsgemäße Verminderung der Dicke des Trennwandmaterials ergibt sich eine Verminderung des Ge wichts der Elektrolysezelle. Weiterhin wird durch Verrin gern des Abstands zwischen der Trennwand und der Elektro de und der Tatsache, daß der Spalt zwischen der Anode und der Kathode, die durch die dazwischenliegende Kationenaus tauschermembran getrennt sind, der Dicke der Membran weit gehend angenähert werden kann, eine Verminderung der Span nung der Elektrolysezelle erreicht.

Die Erfindung sei im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen eine erfin dungsgemäße Elektrolysezelle des Doppelelektrodentyps (bi polaren Elektrodentyps) dargestellt ist. In den Zeichnun gen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Schemazeichnung eines Aufbaus der Elektrolysezelle des Doppelelek trodentyps,

Fig. 2 und 3 vertikale bzw. horizontale Schnittan sichten der erfindungsgemäßen Elektrodenkam mer,

Fig. 4 eine horizontale Schnittansicht, die die An ordnung der Kationenaustauschermembran, der Kathode, des Kathodenkammermaterials, der Anode, des Anodenkammermaterials und der Dich tungen erkennen läßt.

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Elektrolysezelle dargestellt, die einen Rahmen 1 für den Anodenraum zur Be festigung der Trennwand aufweist. Mit der Bezugsziffer 2 ist eine dünne Blechtrennwand in dem Anodenraum darge stellt, die über die Rippe 3 elektrisch mit der Anode 4 verbunden ist. Über die Leitung 5 wird Salzwasser zuge führt, während die Leitung 6 zur Abfuhr des bei der Elek trolyse erzeugten Chlorgases und der Lösung in dem Anoden raum dient. Die Bauteile 1 bis 6 werden sämtlich aus Titan oder Titanlegierungen gefertigt, die eine hohe Korrosions beständigkeit gegenüber Chlor aufweisen. Die Bezugsziffer 7 steht für den Rahmen des Kathodenraums, an dem die Trenn wand befestigt ist. Über die Leitung 11 wird reines Wasser oder eine Alkalilösung zugeführt, während über die Leitung 12 der bei der Elektrolyse erzeugte Wasserstoff abgeführt wird. Als Materialien für die Bauteile 7 bis 12 verwendet man Metalle, die gegen die Korrosion durch Alkalimetalle bzw. Alkalimetallhydroxid beständig sind, beispielsweise Nickel oder rostfreien Stahl.

In der Fig. 2 ist eine dünne plattenförmige Trennwand 8 in dem Kathodenraum dargestellt, der über die Rippe 9 Elek trizität von der Kathode 10 zugeführt wird. Die Bezugszif fer 13 steht für die durch eine wellenförmige, durchlau fende Schweißnaht 13 verbundenen Trennwände 2 und 8.

Wenn die Elektrolyse in der Weise durchgeführt wird, daß man der in der Fig. 1 dargestellten Elektrolysezelle des Doppelelektrodentyps entweder Salzwasser oder reines Was ser (oder eine verdünnte Alkalimetallösung) zuführt, so fließt der durch die Ionenaustauschermembran geführte Strom wie folgt: Kathode → Rippen in dem Kathodenraum → Trennwand in dem Kathodenraum → Schweißnahtabschnitt → Trennwand in dem Anodenraum → Rippen in dem Anodenraum → Anode und von dort zur nächsten Ionenaustauschermembran.

An der Anode verläuft die Anodenreaktion, die zur Bildung von gasförmigem Chlor führt. Da diese Elektrode möglichst nah an der Kationenaustauschermembran angeordnet wird, wird das durch die Elektrolyse erzeugte Gas schnell nach hinten durch die Elektrode abgeführt, ohne daß ein Raum zwischen der Membran und der Elektrode verbleibt, und zu sammen mit der Anodenlösung die im oberen Bereich des Elek trodenraums angeordnete Abführungsleitung aus der Elektro lyse herausgeführt. An der Elektrode werden durch die Ka thodenreaktion gasförmiger Wasserstoff und die Alkalime tallhydroxidlösung gebildet. Die erzeugten Produkte wer den über die Abführleitungen, die im oberen Bereich ange ordnet sind, ebenso wie aus dem Anodenraum abgeführt.

Im folgenden seien die einzelnen Elemente der erfindungs gemäßen Elektrolysezelle näher erläutert.

Die Kationenaustauschermembran ist eine Membran, wie sie üblicherweise verwendet wird und die als funktionelle Gruppen z. B. Carbonsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen oder ge mischte Säuregruppen aufweist und die entweder eine Kationenaustauschermembran auf der Grundlage von Kohlenwasserstoffen oder von Perfluorkohlenwasserstof fen darstellt. Weiterhin können beide Oberflächen der Mem bran eben und glatt sein, wenngleich vorzugsweise eine oder beide Oberflächen aufgerauht sind oder in Form von feinporigen Schichten vorliegen. Als Anode verwendet man beispielsweise Anoden mit einem üblichen Titansubstrat, welches an der Oberfläche durch Beschichten oder durch Sintern mit einem üblichen Metall der Platingruppe oder Legierungen oder Oxiden davon versehen ist. Als Kathode verwendet man vorzugsweise ein Metall der Platingruppe, Nickel, Kobalt, Chrom oder Legierungen davon, oder Metal le mit einer geringen Wasserstoffüberspannung, die durch Metallplattieren oder durch Metallaufspritzen auf ein Ei senmetallsubstrat aufgebracht worden sind.

Zur Steigerung der Gasdurchlässigkeit und der Flüssigkeits durchlässigkeit sollten die in den Elektrodenräumen vor liegenden Elektroden poröse Körper sein, beispielsweise aus Streckmetall, gestanztem Metall oder Drahtnetzen. Wei terhin muß die Oberfläche der Elektrode, die mit der Ionen austauschermembran in Kontakt steht, vollständig elektrisch und mechanisch mit den Rippen verbunden sein und z. B. durch ma schinelles Bearbeiten eben und glatt sein. Die Abmessungen der Elektroden sind vorzugsweise gering, um die Elektrode in mindestens einem Elektrodenraum flexibel zu machen, wobei vorzugsweise das Öffnungsverhältnis oder die Anzahl der Öffnungen 30 bis 70%, die Dicke 0,1 bis 1 mm und die Breite, d. h. der kürzeste Abstand von dem Umfang des Öffnungsbereichs bis zum nächsten benachbarten Öffnungsbereich, weniger als 5 mm beträgt. Weiterhin soll te im Hinblick darauf, die gesamte Elektrode flexibel zu machen, die Elektrode, die über die Rippen mit der Trenn wand verbunden ist, vollständig oder teilweise in der Nähe der Mitte zwischen zwei benachbarten Rippen geteilt sein, wie es durch die Bezugsziffer 10 in der Fig. 3 dargestellt ist. Wenn der Winkel zwischen der Oberfläche der Elektrode, die sich nach beiden Seiten von der Rippe erstreckt, und der Oberfläche der Membran 180° oder weniger beträgt, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist, kann die Elektrode nicht so fest gegen die Membran gepreßt werden, selbst wenn ein Teil davon mit der Membran in Kontakt steht, so daß ohne mechanische Beschädigung der Membran ein konstan ter Betrieb aufrechterhalten werden kann, wobei man die Elektrolysezelle in der Weise betreibt, daß der Abstand zwischen der mit den Anodenrippen verbundenen Anode und der mit den Kathodenrippen verbundenen Kathode möglichst weitgehend die Dicke der Kationenaustauschermembran er reicht. Dennoch sollen die Abmessungen und die Form der Elektrode nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschränkt sein.

Die Breite des Rahmens des Elektrodenraums hängt von dem Abstand von der Oberfläche der der Ionenaustauschermem bran gegenüberliegenden Elektrode zu der Oberfläche der mit der Elektrolyselösung in Kontakt stehenden Trennwand ab, und zwar sowohl in dem Anodenraum als auch in dem Ka thodenraum. Wenngleich dieser Abstand vorzugsweise mög lichst gering ist, um den Spannungsabfall als Folge des elektrischen Widerstands der die Elektrode mit der Trenn wand elektrisch verbindenden Rippen zu vermindern, beträgt dieser Abstand vorzugsweise 10 bis 25 mm, um in dieser Weise die Abführung des durch die Elektrolyse erzeugten Gases von der Elektrolyselösung zu erleichtern. Bezüglich des Materials für den Rahmen der Elektrodenräume ist zu sa gen, daß der Rahmen des Anodenraums aus Titan oder eine geringe Menge Palladium enthaltendem Titan bestehen sollte, während der Kathodenraum aus Nickel, rostfreiem Stahl oder eisenhaltigen Metallen aufgebaut werden sollte.

Die Fig. 2 zeigt eine vertikale Schnittansicht der Elek trolysezelle des Doppelelektrodentyps, bei dem die dünne plattenförmige Trennwand und die feine, erfindungsgemäße Elektrode als Kathode installiert sind. In der Figur steht die Bezugsziffer 4 für die Anode, die Bezugsziffer 3 für die Anodenrippe, über die die Elektrizität zu der Ano de zugeführt wird, die Bezugsziffer 10 für die Kathode und die Bezugsziffer 9 für die Kathodenrippe, mit der die Elektrizität von der Kathode zu der Trennwand geleitet wird. Die betreffenden Elektroden in den jeweiligen Elek trodenkammern und deren Rippen sind sowohl mechanisch als auch elektrisch durch Schweißen miteinander verbunden. Die Bezugsziffer 2 steht für die Trennwand in dem Anoden raum und die Bezugsziffer 8 für die Trennwand in dem Ka thodenraum, während die Bezugsziffer 13 für die Trennwände steht, die durch die wellenförmige ununterbrochene oder durchlaufende Schweißnaht miteinander verbunden sind. Als Material für die Trennwand ist Titan für die Anodenseite und Nickel oder rostfreier Stahl als Material für die Ka thodenseite bevorzugt. Die Dicke der Trennwand entspricht im wesentlichen der Summe der Dicke der Trennwand auf der Anodenseite und jener auf der Kathodenseite. Wenngleich die Trennwand vorzugsweise möglichst dick ist, um eine möglichst plane Elektrolysezelle zu erreichen, muß diese Dicke erfindungsgemäß weniger als 6 mm betragen, wobei gleichzeitig das Gewicht der Elektrolysezelle vermindert wird. Es ist nicht notwendig, die wellenförmige durchlau fende Schweißnaht auf der gesamten Oberfläche der Trenn wand vorliegen zu haben. Es genügt, wenn die Schweißnaht mindestens eine Länge aufweist, die in der Nähe der Ano denrippe oder der Kathodenrippe der Länge der Rippe ent spricht. Die Fläche des Bereichs der wellenförmigen durch laufenden Schweißnaht beträgt 1/500 bis 1/10 der effekti ven Stromfläche der Kationenaustauschermembran und vor zugsweise 1/100 bis 1/20.

Die Fig. 3 zeigt eine horizontale Schnittansicht der Elek trolysezelle des Doppelelektrodentyps, bei der die dünne plattenförmige Trennwand und die Elektrode als Kathode in stalliert sind. Dabei steht die Bezugsziffer 10 für die feine, schmale Elektrode, deren Oberfläche zur Steigerung ihrer Biegsamkeit vorzugsweise an der Verbindungsstelle mit den Rippen näher bei der Trennwand liegt als die Ober fläche der Kathode, wenn man diese in der Weise betreibt, daß der Spalt zwischen der mit den Anodenrippen verbunde nen Anode und der mit den Kathodenrippen verbundenen Ka thode möglichst weitgehend der Dicke der Kationenaustau schermembran 14 entspricht, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist. Der Abstand von der Oberfläche der mit den Rippen verbundenen Elektrode zu der Oberfläche der Kathode be trägt während des Betriebs vorzugsweise mehr als 2 mm und weniger als die 10-fache Dicke der Elektrode.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung dient die in der Fig. 4 dargestellte Schnittansicht der Elektrolysezelle des Doppelelektrodentyps, bei der sämtliche Bauteile an geordnet sind. Die in der Fig. 4 gezeigte Bezugsziffer 15 steht für eine Dichtung aus Chloroprenkautschuk, EPDM- Kautschuk oder einem Fluorkautschuk, welcher weniger stark Schwermetalle, wie Calcium, Magnesium oder Blei herauslöst. Die Bezugsziffer 4 steht für die Anode und die Bezugsziffer 10 für die Kathode. Die übrigen Bezugsziffern entsprechen den oben bereits angesprochenen.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Form, die Abmessun gen oder die Gestalt der Kathode 10, wie sie in der Figur dargestellt ist, beschränkt.

Die folgenden Beispiele, die die Anwendung der erfindungs gemäßen Elektrolysezelle verdeutlichen, dienen der weite ren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Man verbindet ein Titanblech mit den Abmessungen 120 cm × 120 cm und einer Dicke von 1,5 mm unter Druck über eine wellenförmige endlose Schweißnaht mit einem Nickelblech mit den Abmessungen 120 cm × 120 cm und einer Dicke von 2,0 mm unter Bildung einer Trennwand, die den Anodenraum von dem Kathodenraum trennt. Die Breite der Rahmen für die Elektrodenräume beträgt 15 mm auf der Seite des Ano denraums und 20 mm auf der Seite des Kathodenraums. Auf der Anodenseite der Trennwand sind in Abständen von 150 mm acht Anodenrippen aus Titanblech mit einer Dicke von 2 mm vorgesehen. In ähnlicher Weise sind auf der Kathodenseite der Trennwand in den gleichen Abständen wie jenen der Ano denrippen Kathodenrippen aus Nickelblech mit einer Dicke von 2 mm vorgesehen.

Als Anode verwendet man eine poröse Elektrode in Form eines durch Walzen erhaltenen 1,27 cm Titanstreckme talls, welches nach dem Beschichten mit Ruthenchlorid auf der gesamten Oberfläche durch Einbrennen während 4 Stunden bei 360°C aktiviert worden ist.

Als Kathode schneidet man ein handelsübliches Drahtnetz zu einer Breite von 150 mm und einer Länge von 1200 mm und verbindet es in der Mitte der Breite von 150 mm in Längsrichtung durch Punkt schweißen mit den Kathodenrippen und biegt das Material in Richtung auf die Seite der Oberfläche der Membran, so daß der Winkel, den die Oberfläche der Elektrode, die sich von der Verbindungsstelle mit der Rippe nach beiden Seiten er streckt, 170° beträgt.

Als Kationenaustauschermembran verwendet man ein Copolymer aus CF₂ = CF₂ und CF₂ = CF-O-CF₂-CF(CF₃)-O-CF₂-SO₂F, wel ches man durch Copolymerisation in 1,1,2-Trichlor-1,2,2- trifluorethan unter Verwendung von Perfluorpropionylper oxid als Initiator erhält (Austauschkapazität 0,91 mÄq/g, auf Sulfonsäuregruppen bezogen) (Polymer A). In ähnli cher Weise bereitet man ein Polymer aus CF₂ = CF₂ und CF₂ = CF-O-CF₂-CF(CF₃)-O-CF₂-COOCH₃ (die Austauschkapazi tät beträgt 1,1 mÄq/g, auf Carbonsäuregruppen bezogen) (Polymer B).

Nachdem man das Polymer A und das Polymer B zu Folien mit einer Dicke von 0,102 bzw. 0,076 mm verarbeitet hat, verpreßt man diese beiden Folien in der Wärme unter Bildung eines Folienblatts. Dann hydrolysiert man die Folie während 6 Stunden bei 80°C mit einer NaOH/ Methanol-Mischung (Gewichtsverhältnis 1/1) und einer Kon zentration von 10 Gew.-%, um in dieser Weise eine Katio nenaustauschermembran zu erzeugen.

Anschließend verbindet man die Membran, die Kathode und die Anode, die man in der oben beschriebenen Weise er zeugt hat, mit dem Elektrolysezellenrahmen, wobei man die Dichtungen mit einer Dicke von 2 mm sowohl an dem Rahmen für die Anode als auch an dem Rahmen für die Kathode an ordnet und durch mehrfaches Anordnen dieser Bauteile eine Mehrfachraum-Elektrolysezelle des Filterpressentyps er zeugt, bei der die Elektroden in engem Kontakt mit der Membran stehen. Nachdem man an beiden Enden die Endplatten vorgesehen hat und gleichmäßig mit der Befestigungsein richtung festgelegt hat, ist die Elektrolysezelle des Dop pelelektrodentyps (bipolaren Elektrodentyps) fertigge stellt.

Dann verbindet man die Gleichstromquelle mit den jeweili gen Stromzuführungen an den Enden der Elektrolysezelle und führt die Elektrolyse von Salzwasser unter Anwendung der folgenden Bedingungen durch

Konzentration des zugeführten Salzwassers\|200 g/l
Konzentration der gebildeten Natriumhydroxidlösung	35 Gew.-%
Stromdichte	30 A/dm²
Temperatur der Elektrolysezelle	90°C
Spannung pro Elektrolysezelle	3,20 V

Beispiel 2

Man verwendet eine handelsübliche Netzelektrode als Ka thode, die durch eine Nickelmetallplattierung aktiviert worden ist, wozu man ein Nickelsalz, eine Thioharnstoff lösung mit einer Konzentration von 0,01 bis 1,0 Mol und/ oder mindestens ein Salz einer Oxosäure mit einer Oxi dationszahl von Schwefel von weniger als 5 und Ammonium ionen in einer Konzentration von mehr als der 10,5-fachen molaren Konzentration des Schwefels entspricht, verwendet. Dann führt man die Elektrolyse unter Anwendung der in Bei spiel 1 beschriebenen Bedingungen durch, wobei die Span nung der Elektrolysezelle 3,00 V beträgt. Auch bei dem Betrieb während 200 Tagen läßt sich keine Inaktivierung der aktivierten Elektrode feststellen.

Claims

1. Elektrolysezelle für die Elektrolyse wäßriger Alkalichloridlösungen mit einer zwischen den Elektroden angeordneten Kationenaustauscher membran, mittels der die Elektrolysezelle in einen Anoden- und einen Ka thoden-Raum getrennt ist, einer Trennwand zwischen Anode und Kathode und Rippen zur Verbindung der Elektroden mit der Trennwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (2, 8) zur Trennung des Anoden- Raums von dem Kathoden-Raum eine Dicke von weniger als 6 mm auf weist.

2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Trennwand (2, 8) zur Trennung des Anoden-Raums von dem Katho den-Raum die Trennwand auf der Seite des Anoden-Raums und jene auf der Seite des Kathoden-Raums über eine wellenförmige durchlaufende Schweißnaht (13) miteinander verbunden sind.

3. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von der Oberfläche der Elektrode, die der Kationenaustausch ermembran gegenüberliegt, zu der Oberfläche der Trennwand, die mit der Elektrolyselösung in Kontakt steht, sowohl im Anoden-Raum als auch im Kathoden-Raum im Bereich von 10 bis 25 mm liegt.

4. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (4) und die Kathode (10) poröse Elektroden mit einem Öffnungs verhältnis von 30 bis 70% und einer Dicke von 0, 1 bis 1 mm sind und der Abstand vom Umfang einer Öffnung zu dem der nächsten benachbarten Öffnung weniger als 5 mm beträgt.

5. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Elektroden (4, 10) poröse Elektroden sind, die über Rippen (3, 9) elek trisch mit der Trennwand (2, 8) verbunden sind und in der Nähe der Mitte zwischen jeweils zwei Rippen teilweise unterbrochen sind und der Winkel zwischen der Oberfläche der Elektrode, die sich von der Rippe aus nach beiden Seiten erstreckt und der Oberfläche der Membran weniger als 180° beträgt.

6. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Anodenrippen (3) verbundene Anode (4) und die mit den Katho denrippen (9) verbundene Kathode (10) derart stark an die Kationenaus tauschermembran herangeführt sind, daß ihr Abstand möglichst der Dicke der Membran angenähert ist.

7. Elektrolysezelle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anode (4) aus Titan und die Kathode (10) aus Nickel oder rostfreiem Stahl gefertigt sind.