JP2010533239A - 電気化学セル用の弾性集電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
・軟質電極−膜組立体上での電流の均一分布を可能にするための、膜に接触する軟質電極の表面上と、硬質集電装置の表面上の両方における均一な圧力分布;
・高電流密度における低作動セル電圧を得るために必要であるが、一方、膜14に損傷を生じるほどには高くないような、接触電気抵抗を最小にするのに十分な、軟質電極と硬質集電装置に加えられる圧力(実際の経験が示すところでは、運転中に十分な挙動を与えることが可能な圧力値は、通常、50g/cm2と300g/cm2との間であり、一実施形態では、100g/cm2と200g/cm2との間である);
・電極10上で発生するガスの容易な放出および効率的な電解液の更新を可能にするのに十分に開口した、インタレースされるかまたはインタウィーブされたワイヤによって形成されるメッシュ;
・保守介入中にセルを開口させた後、元の弾性のかなりの部分の維持を保証するための最低閾値より大きいが、圧力レベルがそれを超えると膜の完全性にとって危険になることになる第2閾値より小さい、インタレースされるかまたはインタウィーブされたワイヤの径;である。
・0.08〜0.30mm、好ましくは、0.12〜0.20mmの波形層のニッケルワイヤの径;
・独立して4mmと8mmとの間にある側部(side)の全体として四角形のメッシュによる、ワイヤの複数の第1の組とワイヤの複数の第2の組をインタレースすることまたはウィーブすることによって得られる波形層;
・2mm以下の、波形層のそれぞれの個々の組のワイヤからの距離;
・2〜20mm、任意選択で、5〜15mmの、波形層の波形ピッチ;
・2〜15mm、任意選択で、5〜10mmの、非圧迫状態の波形層の厚さ;
・1〜10mm、任意選択で、2〜6mmの、圧迫状態の波形層の厚さ;
・0.08〜0.30mmの、付加的な平坦布またはストッキングのニッケルワイヤの径;
・独立して2mmと6mmとの間にある側部の全体として四角形のメッシュの平坦布またはストッキング;
・300g/cm2.mmより小さい角度係数を特徴とする厚さに対する圧力比;である。
Claims (27)
- 隔壁型または膜型の電気化学セル中で、部分的に圧迫された状態で作動するのに適する集電装置であって、少なくとも1つの層を備え、当該少なくとも1つの層は、金属ワイヤの複数の第1の組を、複数の単一金属ワイヤまたは金属ワイヤの複数の第2の組に、インタレースするかまたはウィーブすることによって得られ、かつ、全体として平行な波形が設けられる、集電装置。
- 金属ワイヤの前記複数の第1の組および前記複数の単一金属ワイヤまたは金属ワイヤの前記複数の第2の組は、0.08〜0.30mmの径を有するワイヤを備える、請求項1に記載の集電装置。
- 金属ワイヤの前記複数の第1の組および前記複数の単一金属ワイヤまたは金属ワイヤの前記複数の第2の組は、0.12〜0.20mmの径を有するワイヤを備える、請求項2に記載の集電装置。
- それぞれの個々の組のワイヤ間の距離は2mm以下である、請求項1から3の何れか一項に記載の集電装置。
- 金属ワイヤの前記複数の第1の組および前記複数の単一金属ワイヤまたは金属ワイヤの前記複数の第2の組は、全体として四角形のメッシュで配列される、請求項1から4の何れか一項に記載の集電装置。
- 前記全体として四角形のメッシュの複数の側部は、独立して4mm及び8mmの間にある、請求項5に記載の集電装置。
- 金属ワイヤの前記第1の組および前記第2の組は、金属ワイヤの複数の対からなる、請求項1から6の何れか一項に記載の集電装置。
- 前記波形は、ヘリンボンパターンで配列される、請求項1から7の何れか一項に記載の集電装置。
- 前記波形は、2〜20mmのピッチを有する、請求項1から8の何れか一項に記載の集電装置。
- 前記波形は、5〜15mmのピッチを有する、請求項9に記載の集電装置。
- 波形が設けられる前記層は、2〜15mmの非圧迫厚さを有する、請求項1から10の何れか一項に記載の集電装置。
- 波形が設けられる前記層は、5〜10mmの非圧迫厚さを有する、請求項11に記載の集電装置。
- 波形が設けられる前記層は、作動状態に相当する部分的に圧迫された状態で1〜10mmの厚さを有する、請求項1から12の何れか一項に記載の集電装置。
- 波形が設けられる前記層は、作動状態に相当する部分的に圧迫された状態で2〜6mmの厚さを有する、請求項13に記載の集電装置。
- 波形が設けられる前記層は、さらなる平坦布または平坦化ストッキングを有し、当該ストッキングは、前記層に並置して単一金属ワイヤをインタレースするかまたはウィーブすることによって得られる、請求項1から14の何れか一項に記載の集電装置。
- 波形が設けられる前記層は、ストッキングの内部に挿入され、当該ストッキングは、単一金属ワイヤをインタレースするかまたはウィーブすることによって得られる、請求項1から14の何れか一項に記載の集電装置。
- 前記さらなる平坦布のまたは前記ストッキングの前記単一ワイヤは、0.1〜0.5mmの径を有する、請求項15または16に記載の集電装置。
- 前記ストッキングの前記インタレーシングまたはウィービングは、全体として四角形のメッシュを備える、請求項15から17の何れか一項に記載の集電装置。
- 前記全体として四角形のメッシュは、2mmと6mmとの間にある複数の側部を独立して有する、請求項18に記載の集電装置。
- 300g/cm2.mmより小さい角度係数を有する圧力−厚さ関係を有する、請求項1から19の何れか一項に記載の集電装置。
- セパレータによって2つの区画に細分される電気化学セルであって、第1区画及び第2区画を備え、前記第1区画は、前記セパレータを支持する開口が設けられる表面によって形成される硬質電極と、前記硬質電極に平行に硬質電流分配器を備える電極パッケージとを含み、前記第2区画は、前記セパレータに接触し開口が設けられる表面によって形成される軟質電極と、前記分配器及び前記軟質電極の間に挿入され部分的に圧迫された弾性集電装置とを備えており、前記弾性集電装置は、請求項1から20の何れか一項に記載の集電装置である、セル。
- 前記硬質電極および前記軟質電極の少なくとも一方は、穿孔シート、延伸シート、およびインタレースされたワイヤのメッシュの群から選択される、請求項22に記載のセル。
- 前記硬質電極はアノードであり、前記軟質電極はカソードである請求項21または22に記載のセル。
- 前記アノードは、チタンで作られ、貴金属酸化物に基づく塩素発生のために電気触媒被覆が設けられ、前記電流分配器、前記弾性集電装置、および前記カソードは、ニッケルで作られる、請求項23に記載のセル。
- 前記カソードは、ニッケルで作られ、貴金属および/または貴金属の酸化物に基づく水素発生のために電気触媒被覆が設けられる、請求項24に記載のセル。
- 請求項21から25の何れか一項に記載のセル内にアルカリ塩化物塩水を給送することによって実行されることを特徴とする、クロルアルカリ電解プロセス。
- 実質的に図面を参照して述べられる集電装置。
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