EP2576869A1 - Electrode for electrolysis cells - Google Patents

Electrode for electrolysis cells

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EP2576869A1
EP2576869A1 EP11738600.3A EP11738600A EP2576869A1 EP 2576869 A1 EP2576869 A1 EP 2576869A1 EP 11738600 A EP11738600 A EP 11738600A EP 2576869 A1 EP2576869 A1 EP 2576869A1
Authority
EP
European Patent Office
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openings
electrode
flat
lamellar elements
elements
Prior art date
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Pending
Application number
EP11738600.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Dulle
Frank Funck
Dirk Hoormann
Stefan Oelmann
Peter Woltering
Carsten Schmitt
Philipp Hofmann
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.)
THYSSENKRUPP NUCERA ITALY SRL
Original Assignee
ThyssenKrupp Uhde GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Uhde GmbH filed Critical ThyssenKrupp Uhde GmbH
Publication of EP2576869A1 publication Critical patent/EP2576869A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C25B11/031—Porous electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
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    • C25B1/01—Products
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    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
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    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type

Definitions

  • the invention relates to an electrode and a method for gas-generating electro-chemical processes, which in the installed state of a
  • Ion exchange membrane is arranged parallel opposite one another, consisting of a plurality of horizontal lamellar elements which consist of a flat c-section of a flat belly part and one or more flank parts, and between the flat belly part and the one or more other flank parts one or more arbitrarily shaped transition areas are arranged, wherein the
  • Lamella elements have a plurality of through openings.
  • Electrolysis apparatus can be used. These electrodes are known inter alia from DE 198 16 334 A1 of the applicant. Herein, an electrolyzer for producing halogen gases from aqueous alkali halide solutions will be described. Since the flow conditions in the production of gas in the electrolyte are adversely affected by the resulting product gas in the membrane electrode area, it is proposed in DE 198 16 334 A1 to incorporate the louvered single ribs of the electrode inclined to the horizontal. This causes a laterally directed flow in the cell, since the gas bubbles located under the individual lamella follow the constructive opening upwards.
  • DE 44 15 146 A1 proposes to provide holes or bores in the downwardly directed fin part and thus the
  • CONFIRMATION COPY still remains in the vicinity of the contact point and the obstructed there flow of the electrolyte.
  • Lamellar elements which in turn are structured and shaped in three dimensions and with a partial surface in direct contact with the membrane, wherein the
  • Slats elements have grooves and holes, and wherein the plurality of holes are arranged in grooves, and wherein the hole surfaces are wholly or partially in the grooves or protrude into this.
  • the disadvantage is that the groove arrangement, a surface is formed which has constructive elevations and depressions, which leads to a disadvantageous gas stagnation and thereby due to an uneven
  • the problem is solved by the use of the electrode of an electrolytic cell for gas-generating electro-chemical processes.
  • the electrode comprises a plurality of horizontal lamellar elements, which in the nature of a flat C-profile consist of a flat belly part and one or more flank parts, and between the flat belly part and the one or more
  • Flank parts are arranged one or more arbitrarily shaped transition regions, wherein the lamellar elements have a plurality of through openings and a flat surface without constructive elevations and depressions, and wherein the flat waist portion has a plurality of in-line through holes arranged diagonally to each other.
  • the present invention differs from a continuous one
  • Perforated plate as proposed, for example, in DE 69600860 T2, in DE 243256 A1, and DE 2630883 A1, in that the electrode is composed of a multiplicity of lamellar elements which are shaped in three dimensions by deliberate stretching by cold deformation. This bend will make the
  • the area of the abdominal part is optimally utilized to accommodate the largest possible number of openings and thus to further reduce gas stagnation.
  • the flank parts are provided with through openings.
  • ion exchange membrane arranged when the electrode is installed in an electrolytic cell. This arrangement serves the purpose of supplying the ion exchange membrane with electrolyte during operation of the electrolytic cell, as well as ensuring gas discharge.
  • the through openings are formed as punched holes.
  • these openings may have any geometric shape, with openings with a round cross section are preferred.
  • the lamellar elements at round through openings to a plate thickness which is smaller than the hole diameter or have the lamellar elements in non-round through openings to a plate thickness which is smaller than the hydraulic cross section.
  • Electrode is the one or more other flank parts in the installed state in an electrolytic cell at an angle of at least 10 degrees angle away from the membrane, the transition areas are advantageously formed as a rounded edge.
  • the distance between the individual horizontally arranged Lammellen shame in C-profile with each other 0 to 5 mm, preferably 0 to 2 mm and more preferably 0 mm.
  • the process is optimized, since about 6 to 10% of the membrane surface are recovered and are available for the actual electrolysis process.
  • the electrolysis process which is the subject of the present invention is characterized by the use of a planar electrode as described above.
  • Fig. 1 A plan view of a fin element according to the invention in
  • Fig. 1 shows a lamellar element 1 in the embodiment of a flat C-profile.
  • the folded back flanks 2 and 3 are kept very short in relation to the flat belly part 8, which is designed to be many times wider. Between the flanks 2 and 3 and the belly part 8 are the transition areas 4a and 4b.
  • the lamellar element 1 has in the flat abdominal region 8 arranged in rows holes 5, wherein these rows of holes are arranged parallel to each other and the
  • Openings are arranged from one row of holes to the next diagonally to each other.
  • the available area of the abdominal part 8 can be used most effectively for the electrolysis.
  • a significant advantage of this embodiment is that the belly part 8 is arranged in the installed state plane-parallel to the membrane 7, in which the electrochemical reaction can proceed.
  • the membrane 7 is supplied via the holes 5 with brine or brine.
  • the cell voltage of an electrolytic cell was determined using an electrode which was constructed from a C-profile-like configuration of the lamellar elements of the present invention.
  • the cell voltage of an electrolytic cell was determined using an electrode which was constructed from a C-profile-like configuration of the lamellar elements of the present invention.
  • Cell voltage of an electrolytic cell using an electrode which consists of a C-profile-like embodiment of the invention disclosed in DE 102005006555 A1 invention, which differs in that the holes provided are arranged in grooves and the surface of the lamellar elements thus constructive elevations and
  • the experiment used C-profiles had 11 x 62 holes, which in the case of inventive design were arranged in rows of holes which are arranged diagonally to each other.
  • the hole diameter was 1, 5 mm and the height of the C-profile was 23 mm.

Abstract

Electrode of an electrolysis cell for gas-producing electrochemical processes, which comprises a plurality of horizontal lamella elements which in the manner of a flat C-profile consist of a flat central part and one or more flank parts, where one or more transition regions of any shape are arranged between the flat central part and the one or more flank parts, where the lamella elements have a plurality of through-openings, where ° the lamella elements have a flat surface without structural raised regions and depressions and ° the flat central part has a plurality of through-openings which are arranged in rows and arranged diagonally to one another.

Description

Elektrode für Elektrolysezellen  Electrode for electrolysis cells
[0001] Die Erfindung betrifft eine Elektrode und ein Verfahren für gaserzeugende elektro-chemische Prozesse, welche im eingebauten Zustand einer The invention relates to an electrode and a method for gas-generating electro-chemical processes, which in the installed state of a
lonenaustauschermembran parallel gegenüberliegend angeordnet ist, bestehend aus einer Vielzahl horizontaler Lamellenelemente, welche in der Art eines flachen C-Profils aus einem flachen Bauchteil und einem oder weiteren Flankenteilen bestehen, und zwischen dem flachen Bauchteil und dem oder den weiteren Flankenteilen ein oder mehrere beliebig geformte Übergangsbereiche angeordnet sind, wobei die Ion exchange membrane is arranged parallel opposite one another, consisting of a plurality of horizontal lamellar elements which consist of a flat c-section of a flat belly part and one or more flank parts, and between the flat belly part and the one or more other flank parts one or more arbitrarily shaped transition areas are arranged, wherein the
Lamellenelemente eine Vielzahl von durchgehenden Öffnungen aufweisen. Lamella elements have a plurality of through openings.
[0002] Das Verfahren für gaserzeugende elektro-chemische Prozesse ist im Stand der Technik bekannt, gleiches gilt für geeignete Elektroden, welche in The process for gas-generating electro-chemical processes is known in the art, the same applies to suitable electrodes, which in
Elektrolyseapparaten eingesetzt werden. Diese Elektroden sind unter anderem bekannt aus DE 198 16 334 A1 der Anmelderin. Hierin wird ein Elektrolyseapparat zur Herstellung von Halogengasen aus wässrigen Alkalihalogenidlösungen beschrieben. Da die Strömungsverhältnisse bei der Gasproduktion im Elektrolyten durch das entstehende Produktgas nachteilig im Membran-Elektroden-Bereich beeinflusst werden, wird in DE 198 16 334 A1 vorgeschlagen, die jalousieartigen Einzelrippen der Elektrode gegen die Horizontale geneigt einzubauen. Damit wird eine seitlich gerichtete Strömung in der Zelle veranlasst, da die unter der Einzellamelle befindlichen Gasblasen der konstruktiven Öffnung nach oben folgen. Electrolysis apparatus can be used. These electrodes are known inter alia from DE 198 16 334 A1 of the applicant. Herein, an electrolyzer for producing halogen gases from aqueous alkali halide solutions will be described. Since the flow conditions in the production of gas in the electrolyte are adversely affected by the resulting product gas in the membrane electrode area, it is proposed in DE 198 16 334 A1 to incorporate the louvered single ribs of the electrode inclined to the horizontal. This causes a laterally directed flow in the cell, since the gas bubbles located under the individual lamella follow the constructive opening upwards.
[0003] DE 198 16 334 A1 löst aber nicht das Problem, dass nach wie vor eine definierte Gasmenge unter jedem Jalousienelement verbleibt. Somit wird durch die durch Blasenanlagerung Elektrodenkontakt ein bedeutsamer Flächenanteil der Membran "geblindet". Die Blindung besteht darin, dass kein Fluid nachfließen kann und somit keine Gasproduktion in diesem Bereich stattfindet. Diese "Blindung" aufgrund des Gasstaus führt weiterhin zu einer Isolierung der Membran, was die Erhöhung der Stromdichte in den anderen Bereichen der Membran zur Folge hat, was wiederum zu erhöhter Zellspannung und höherem Stromverbrauch führt. [0004] Um das Problem der "Blindung" zu beheben offenbart EP 0 095 039 However, DE 198 16 334 A1 does not solve the problem that still remains a defined amount of gas under each shutter element. Thus, a significant area fraction of the membrane is "blinded" by the electrode contact due to bubble attachment. The blinding is that no fluid can flow and thus no gas production takes place in this area. This "blinding" due to the gas build-up further insulates the membrane, resulting in an increase in current density in the other regions of the membrane, which in turn leads to increased cell voltage and higher power consumption. To remedy the problem of "blinding" EP 0 095 039 discloses
Quereinbuchtungen in den Lamellenelementen der Elektrode vorzusehen, wobei in DE 44 15 146 A1 erläutert wird, dass die Einbuchtungen nicht ausreichend sind, um die "Blindung" zu verhindern. DE 44 15 146 A1 schlägt daher vor, in dem nach unten gereichten Lamellenteil Löcher oder Bohrungen vorzusehen und somit die  Provide transverse indentations in the lamellar elements of the electrode, which is explained in DE 44 15 146 A1 that the indentations are not sufficient to prevent the "blinding". DE 44 15 146 A1 therefore proposes to provide holes or bores in the downwardly directed fin part and thus the
Gasableitung zu verbessern. Ungelöst ist dabei das Problem des Restgasanteils, der Improve gas discharge. Unresolved is the problem of the residual gas content, the
BESTÄTIGUNGSKOPIE noch im Nahbereich der Kontaktstelle verbleibt sowie die dort behinderte Strömung des Elektrolyten. CONFIRMATION COPY still remains in the vicinity of the contact point and the obstructed there flow of the electrolyte.
[0005] Dieses Problem wird durch den Gegenstand in DE 10 2005 006 555 A1 verbessert in dem derartige„Blindungen" minimiert werden. Dies wird erreicht durch eine Elektrolyseelektrode einer Elektrolysezelle für gaserzeugende elektro-chemische Prozesse, welche im eingebauten Zustand einer lonenaustauschermembran parallel gegenüberliegend angeordnet ist, bestehend aus einer Vielzahl horizontaler This problem is improved by the subject matter in DE 10 2005 006 555 A1, in which such "blinds" are minimized This is achieved by an electrolysis electrode of an electrolysis cell for gas-generating electrochemical processes which, when installed, are arranged parallel to an ion exchange membrane is made up of a variety of horizontal
Lamellenelemente, welche ihrerseits strukturiert und dreidimensional geformt sind und mit einer Teilfläche in direktem Kontakt mit der Membran stehen, wobei die Lamellar elements, which in turn are structured and shaped in three dimensions and with a partial surface in direct contact with the membrane, wherein the
Lamellenelemente Rillen und Löcher aufweisen, und wobei die Mehrzahl der Löcher in Rillen angeordnet sind, und wobei die Lochflächen ganz oder teilweise in den Rillen liegen oder in diese hinein ragen. Durch den Einsatz dieser Elektroden konnte eine erhebliche Spannungserniedrigung von über 50 mV bei einer Stromdichte von 6 kA/m2 erreicht werden, im Vergleich zu einer bekannten Elektrode mit vergleichbaren Slats elements have grooves and holes, and wherein the plurality of holes are arranged in grooves, and wherein the hole surfaces are wholly or partially in the grooves or protrude into this. By using these electrodes, a significant voltage reduction of over 50 mV at a current density of 6 kA / m 2 could be achieved, compared to a known electrode with comparable
Außenabmessungen. External dimensions.
[0006] Nachteilig ist, dass durch die Rillenanordnung, eine Oberfläche entsteht, die konstruktive Erhebungen und Vertiefungen aufweist, wodurch es zu einer nachteiligen Gasstagnation kommt und dadurch bedingt zu einer ungleichmäßigen The disadvantage is that the groove arrangement, a surface is formed which has constructive elevations and depressions, which leads to a disadvantageous gas stagnation and thereby due to an uneven
Stromdichteverteilung über die lonenaustauschermembran. [0007] Die Lösung dieses Problems hat sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gemacht. Dies soll erfolgen, durch die Bereitstellung einer Elektrode, die die Current density distribution over the ion exchange membrane. The solution to this problem, the present invention has made the task. This is to be done by providing an electrode that the
vorgenannten Nachteile nicht mehr aufweist und ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Elektrode soll eine Erniedrigung der Zellspannung und ein damit verbundener erniedrigter elektrischer Energiebedarf erzielt werden. [0008] Überraschenderweise wird die Aufgabe durch eine vereinfachte Konstruktion der in der DE 10 2005 006 555 A1 beschriebenen Ausführung gelöst. no longer has the aforementioned disadvantages and a method for operating the electrode according to the invention a reduction of the cell voltage and an associated lower electrical energy consumption is to be achieved. Surprisingly, the object is achieved by a simplified construction of the embodiment described in DE 10 2005 006 555 A1.
[0009] Nach der vorliegenden Erfindung wird das Problem durch den Einsatz Elektrode einer Elektrolysezelle für gaserzeugende elektro-chemische Prozesse gelöst. Die Elektrode umfasst eine Vielzahl horizontaler Lamellenelemente, welche in der Art eines flachen C-Profils aus einem flachen Bauchteil und einem oder weiteren Flankenteilen bestehen, und zwischen dem flachen Bauchteil und dem oder den weiteren According to the present invention, the problem is solved by the use of the electrode of an electrolytic cell for gas-generating electro-chemical processes. The electrode comprises a plurality of horizontal lamellar elements, which in the nature of a flat C-profile consist of a flat belly part and one or more flank parts, and between the flat belly part and the one or more
Flankenteilen ein oder mehrere beliebig geformte Übergangsbereiche angeordnet sind, wobei die Lamellenelemente eine Vielzahl von durchgehenden Öffnungen und eine ebene Oberfläche ohne konstruktive Erhebungen und Vertiefungen aufweisen, und wobei der flache Bauchteil eine Vielzahl von in Reihen angeordneter durchgehender Öffnungen aufweist, die diagonal zueinander angeordnet sind. Flank parts are arranged one or more arbitrarily shaped transition regions, wherein the lamellar elements have a plurality of through openings and a flat surface without constructive elevations and depressions, and wherein the flat waist portion has a plurality of in-line through holes arranged diagonally to each other.
[0010] Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von einem durchgängigen The present invention differs from a continuous one
Lochblech, wie es beispielsweise in der DE 69600860 T2, in der DE 243256 A1 , und der DE 2630883 A1 vorgeschlagen wird, indem sich die Elektrode aus einer Vielzahl von Lamellenelementen zusammensetzt, die durch eine bewusste Streckung durch Kaltverformung dreidimensional ausgeformt sind. Durch diese Biegung wird die Perforated plate, as proposed, for example, in DE 69600860 T2, in DE 243256 A1, and DE 2630883 A1, in that the electrode is composed of a multiplicity of lamellar elements which are shaped in three dimensions by deliberate stretching by cold deformation. This bend will make the
Stabilität der Elektrode erhöht und eine Verbesserung der Ebenheit der mit der Stability of the electrode increases and improves the flatness of the with the
Membran in Kontakt stehenden Oberfläche erreicht. Eine derartige Zusammensetzung aus Einzelelementen ist wie eingangs zitiert Stand der Technik. Membrane in contact with the surface reached. Such a composition of individual elements is as cited prior art.
[0011] Durch die diagonale Anordnung der Öffnungen wird die Fläche des Bauchteils optimal ausgenutzt, um eine größtmögliche Zahl an Öffnungen unterzubringen und somit die Gasstagnation noch weiter zu verringern. Optional sind auch die Flankenteile mit durchgehenden Öffnungen versehen.  Due to the diagonal arrangement of the openings, the area of the abdominal part is optimally utilized to accommodate the largest possible number of openings and thus to further reduce gas stagnation. Optionally, the flank parts are provided with through openings.
[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die durchgehenden Öffnungen im Kontaktbereich des jeweiligen Lamellenelements mit der In a preferred embodiment of the invention, the through openings in the contact region of the respective fin element with the
lonenaustauschermembran angeordnet, wenn die Elektrode in eine Elektrolysezelle eingebaut ist. Diese Anordnung dient dem Zweck die lonenaustauschermembran im Betrieb der Elektrolysezelle mit Elektrolyt zu versorgen, sowie die Gasableitung zu gewährleisten. ion exchange membrane arranged when the electrode is installed in an electrolytic cell. This arrangement serves the purpose of supplying the ion exchange membrane with electrolyte during operation of the electrolytic cell, as well as ensuring gas discharge.
[0013] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die durchgehenden Öffnungen als Stanzlöcher ausgeformt. Dabei können diese Öffnungen jedwede geometrische Form aufweisen, wobei Öffnungen mit rundem Querschnitt bevorzugt sind.  In a further embodiment of the invention, the through openings are formed as punched holes. In this case, these openings may have any geometric shape, with openings with a round cross section are preferred.
[0014] Vorteilhaft weisen die Lamellenelemente bei runden durchgehenden Öffnungen eine Blechdicke auf, die kleiner ist als der Lochdurchmesser, beziehungsweise weisen die Lamellenelemente bei nicht runden durchgehenden Öffnungen eine Blechdicke auf, die kleiner ist als der hydraulische Querschnitt.  Advantageously, the lamellar elements at round through openings to a plate thickness which is smaller than the hole diameter, or have the lamellar elements in non-round through openings to a plate thickness which is smaller than the hydraulic cross section.
[0015] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen  In a particularly advantageous embodiment of the invention
Elektrode ist das eine oder die weiteren Flankenteile im eingebauten Zustand in eine Elektrolysezelle in einem Winkel von mindestens 10 Winkelgrad von der Membran weg geneigt, Die Übergangsbereiche sind vorteilhafterweise als abgerundete Kante geformt. Electrode is the one or more other flank parts in the installed state in an electrolytic cell at an angle of at least 10 degrees angle away from the membrane, the transition areas are advantageously formed as a rounded edge.
[0016] Vorzugsweise beträgt der Abstand der einzelnen horizontal angeordneten Lammellenelemente in C-Profil untereinander 0 bis 5 mm, bevorzugt 0 bis 2 mm und besonders bevorzugt 0 mm. Durch einen möglichst geringen Abstand der einzelnen Lammellenteile untereinander wird der Prozess optimiert, da ca. 6 bis 10 % der Membranfläche wieder gewonnen werden und für den eigentlichen Elektrolyseprozess zur Verfügung stehen. Preferably, the distance between the individual horizontally arranged Lammellenelemente in C-profile with each other 0 to 5 mm, preferably 0 to 2 mm and more preferably 0 mm. By the smallest possible distance of the individual Lammellenteile the process is optimized, since about 6 to 10% of the membrane surface are recovered and are available for the actual electrolysis process.
[0017] Das Elektrolyseverfahren, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, zeichnet sich durch den Einsatz einer flächigen Elektrode wie sie oben beschrieben ist, aus. Vorteilhaft werden für die Herstellung der Halogengase Elektrolyseure in  The electrolysis process which is the subject of the present invention is characterized by the use of a planar electrode as described above. Advantageous for the production of halogen gases electrolyzers in
Einzelzellenbauweise oder in Filterpressenbauweise eingesetzt. Single cell construction or used in filter press construction.
[0018] Nachstehend soll die Erfindung anhand von Figur 1 näher erläutert werden. Es zeigen:  The invention will be explained in more detail with reference to FIG 1. Show it:
Fig. 1 : Eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Lamellenelements in Fig. 1: A plan view of a fin element according to the invention in
C-Profil-artiger Ausgestaltung C-profile-like design
[0019] Fig. 1 Zeigt ein Lamellenelement 1 in der Ausführungsform eines flachen C- Profils. Die nach hinten geknickten Flanken 2 und 3 sind sehr kurz gehalten in Relation zum flachen Bauchteil 8, das um ein Vielfaches breiter ausgestaltet ist. Zwischen den Flanken 2 und 3 und dem Bauchteil 8 befinden sich die Übergangsbereiche 4a und 4b. Das Lamellenelement 1 besitzt im flachen Bauchbereich 8 in Reihen angeordnete Löcher 5, wobei diese Lochreihen parallel zueinander angeordnet sind und die  Fig. 1 shows a lamellar element 1 in the embodiment of a flat C-profile. The folded back flanks 2 and 3 are kept very short in relation to the flat belly part 8, which is designed to be many times wider. Between the flanks 2 and 3 and the belly part 8 are the transition areas 4a and 4b. The lamellar element 1 has in the flat abdominal region 8 arranged in rows holes 5, wherein these rows of holes are arranged parallel to each other and the
Öffnungen von einer Lochreihen zur nächsten diagonal zueinander angeordnet sind. Dadurch kann die zur Verfügung stehende Fläche des Bauchteils 8 am effektivsten für die Elektrolyse genutzt werden. Vorteilhaft findet sich eine weitere Lochreihe in den Übergangsbereichen 4a oder 4b, beziehungsweise sind noch weitere zusätzliche Lochreihen in den Flanken 2 und 3 selbst vorgesehen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass der Bauchteil 8 im eingebauten Zustand planparallel zur Membran 7 angeordnet ist, in welchem die elektrochemische Reaktion ablaufen kann. Dabei wird die Membran 7 über die Löcher 5 mit Lauge oder Sole versorgt. Openings are arranged from one row of holes to the next diagonally to each other. As a result, the available area of the abdominal part 8 can be used most effectively for the electrolysis. Advantageously, there is another row of holes in the transition areas 4a or 4b, or even more additional rows of holes in the flanks 2 and 3 are provided itself. A significant advantage of this embodiment is that the belly part 8 is arranged in the installed state plane-parallel to the membrane 7, in which the electrochemical reaction can proceed. The membrane 7 is supplied via the holes 5 with brine or brine.
[0020] Im Weiteren wurde die Zellspannung einer Elektrolysezelle unter Einsatz einer Elektrode, die aus einer C-Profil-artigen Ausgestaltung der Lamellenelemente der hier vorliegenden Erfindung aufgebaut war, bestimmt. Im Vergleich dazu wurde die  In addition, the cell voltage of an electrolytic cell was determined using an electrode which was constructed from a C-profile-like configuration of the lamellar elements of the present invention. In comparison, the
Zellspannung einer Elektrolysezelle unter Einsatz einer Elektrode, die aus einer C- Profil-artigen Ausgestaltung der in DE 102005006555 A1 offenbarten Erfindung, die sich dadurch unterscheidet, dass die vorgesehenen Löcher in Rillen angeordnet sind und die Oberfläche der Lamellenelemente somit konstruktive Erhebungen und Cell voltage of an electrolytic cell using an electrode, which consists of a C-profile-like embodiment of the invention disclosed in DE 102005006555 A1 invention, which differs in that the holes provided are arranged in grooves and the surface of the lamellar elements thus constructive elevations and
Vertiefungen aufweisen, gemessen. Zudem sind die Löcher des flachen Bauchteils nicht diagonal zueinander angeordnet. Beide eingesetzten C-Profile unterschieden sich in ihrer Ausgestaltung also nur durch ihre Oberflächenbeschaffenheit. Beide im Have recesses measured. In addition, the holes of the flat belly part are not arranged diagonally to each other. Both used C-profiles differed in their design so only by their surface texture. Both in the
Versuch verwendeten C-Profile besaßen 11 x 62 Löcher, die im Falle der erfindungsgemäßen Ausgestaltung in Lochreihen angeordnet waren, die diagonal zueinander angeordnet sind. Der Lochdurchmesser betrug 1 ,5 mm und die Höhe des C-Profils betrug 23 mm. The experiment used C-profiles had 11 x 62 holes, which in the case of inventive design were arranged in rows of holes which are arranged diagonally to each other. The hole diameter was 1, 5 mm and the height of the C-profile was 23 mm.
[0021] In der DE 10 2005 006 555 A1 dargestellten Erfindung, wird die vorteilhafte Wirkung der Rillen betont, die damit begründet wird, dass der Bereich mit der höchsten Stromdichte, nämlich der Kontaktbereich, zum einen durch von unten nachströmendes Fluid ideal über die vorgesehenen Rillen mit Edukt versorgt wird und auf der anderen Seite das gebildete und um ein vielfaches voluminösere Produktgas über die Rillen nach oben oder über die Löcher zur Rückseite der Elektrolyseelektrode geführt wird. Dadurch bedingt würde der Fachmann zunächst kein Bestreben haben eine  In the invention described in DE 10 2005 006 555 A1, the advantageous effect of the grooves is emphasized, which is justified by the fact that the area with the highest current density, namely the contact area, on the one hand by below inflowing fluid ideal over the provided Grooves is supplied with educt and on the other hand, the formed product and many times more voluminous product gas is passed over the grooves upwards or through the holes to the back of the electrolysis electrode. As a result, the skilled person would initially have no endeavor
konstruktive Veränderung der Lamellenelemente vorzunehmen. make constructive change of the lamellar elements.
[0022] Überraschenderweise konnte durch den hier durchgeführten Vergleichsversuch eine erhebliche Spannungserniedrigung von ca. 60 mV (standardisiert auf 90°C, 32 Gew.-% NaOH und 6 kA/m2) erreicht werden, wenn auf die Rillenstruktur der Lamellenelemente verzichtet wird und die Öffnungen diagonal zueinander angeordnet sind. Dies wird auf eine Gasstagnation innerhalb der Rillen zurückgeführt, die in der DE 10 2005 006 555 A1 nicht berücksichtigt wurde. Surprisingly, could be achieved by the comparison experiment carried out here, a significant voltage reduction of about 60 mV (standardized to 90 ° C, 32 wt .-% NaOH and 6 kA / m 2 ), if the groove structure of the lamellar elements is omitted and the openings are arranged diagonally to each other. This is attributed to a gas stagnation within the grooves, which was not considered in DE 10 2005 006 555 A1.
[0023] Vorteile, die sich aus der Erfindung ergeben:  Advantages resulting from the invention:
konstruktive Vereinfachung der Lamellenelemente der Elektrode  constructive simplification of the lamellar elements of the electrode
- eine erhebliche Spannungserniedrigung im Vergleich zu Ausführungsformen des Standes der Technik wird erzielt. - A significant voltage reduction compared to embodiments of the prior art is achieved.
gleichmäßige Stromdichteverteilung über die Membran kann gewährleistet werden  uniform current density distribution across the membrane can be ensured
Problem der Gasstagnation in Rillen wird behoben  Problem of gas stagnation in grooves is resolved
- wirtschaftliches Verfahren durch erhebliche Erniedrigung der Zellspannung möglich. - Economic process possible by significantly lowering the cell voltage.
[0024] Bezugszeichenliste  [0024] List of Reference Numerals
1 Lamellenelemente 1 lamella elements
2 obere Flanke  2 upper flank
3 untere Flanke  3 lower edge
4a, b gewölbter Übergangsbereich  4a, b vaulted transition area
5 Löcher  5 holes
6 Bauchteil  6 belly part

Claims

Ansprüche claims
1. Elektrode einer Elektrolysezelle für gaserzeugende elektro-chemische 1st electrode of an electrolytic cell for gas-generating electro-chemical
Prozesse, umfassend eine Vielzahl horizontaler Lamellenelemente, welche in der Art eines flachen C-Profils aus einem flachen Bauchteil und einem oder weiteren Flankenteilen bestehen, und zwischen dem flachen Bauchteil und dem oder den weiteren Flankenteilen ein oder mehrere beliebig geformte  Processes comprising a plurality of horizontal fin elements consisting of a flat c-section of a flat belly part and one or more flank parts, and one or more arbitrarily shaped between the flat belly part and the one or more flank parts
Übergangsbereiche angeordnet sind, wobei die Lamellenelemente eine Vielzahl von durchgehenden Öffnungen aufweisen  Transition regions are arranged, wherein the lamellar elements have a plurality of through openings
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
• die Lamellenelemente eine ebene Oberfläche ohne konstruktive Erhebungen und Vertiefungen aufweisen und  • The lamellar elements have a flat surface without constructive elevations and depressions and
• der flache Bauchteil eine Vielzahl von in Reihen angeordneter  • the flat belly part a variety of arranged in rows
durchgehender Öffnungen aufweist, die diagonal zueinander angeordnet sind.  having continuous openings which are arranged diagonally to each other.
2. Elektrode nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 2. An electrode according to claim 1, characterized in that the
durchgehenden Öffnungen als Stanzlöcher ausgeführt sind.  through openings are designed as punched holes.
3. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenelemente bei runden durchgehenden Öffnungen eine 3. Electrode according to one of claims 1 or 2, characterized in that the lamellar elements at round through openings a
Blechdicke aufweisen, die kleiner als der Lochdurchmesser ist,  Have sheet thickness smaller than the hole diameter,
beziehungsweise die Lamellenelemente bei nicht runden durchgehenden Öffnungen eine Blechdicke aufweisen, die kleiner als der hydraulische  or the lamellar elements have non-round through openings a sheet thickness which is smaller than the hydraulic
Querschnitt ist.  Cross section is.
4. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenteile mit durchgehenden Öffnungen versehen sind. 4. An electrode according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the edge parts are provided with through openings.
5. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der einzelnen horizontal angeordneten Lammellenelemente untereinander 0 bis 5 mm, bevorzugt 0 bis 2 mm und besonders bevorzugt 0 mm beträgt. 5. Electrode according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distance between the individual horizontally arranged Lammellenelemente each other 0 to 5 mm, preferably 0 to 2 mm and more preferably 0 mm.
6. Elektrolyseverfahren zur Herstellung von Halogengasen aus wässrigen6. electrolysis process for the production of halogen gases from aqueous
AikaHhalogenidiösungen, dadurch gekennzeichnet, dass flächige Elektroden gemäß einem der vorstehenden Ansprüche eingesetzt werden. AikaHhalogenidiösungen, characterized in that planar electrodes are used according to one of the preceding claims.
7. Elektrolyseverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung der Halogengase Elektrolyseure in Einzelzellenbauweise oder in Filterpressenbauweise eingesetzt werden. 7. electrolysis process according to claim 6, characterized in that for the production of halogen gases electrolyzers are used in single-cell construction or in Filterpressenbauweise.
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