JPH04214888A - 電気化学反応器用電極 - Google Patents

電気化学反応器用電極

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JPH04214888A
JPH04214888A JP3001415A JP141591A JPH04214888A JP H04214888 A JPH04214888 A JP H04214888A JP 3001415 A JP3001415 A JP 3001415A JP 141591 A JP141591 A JP 141591A JP H04214888 A JPH04214888 A JP H04214888A
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electrode
electrodes
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cell
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JP3001415A
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English (en)
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Baur Hans Vom
ハンス・フォム・バウアー
Steffen Dapperheld
シュテッフェン・ダッペルヘルト
Klaus Kretschmann
クラウス・クレッチュマン
Werner Dr Lindner
ヴェルナー・リンドナー
Rudolf Rossmeissl
ルドルフ・ロスマイスル
Hans Milluwe
ハンス・ミラウアー
Gerhard Ullmann
ゲーアハルト・ウルマン
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605Porous electrodes
    • H01M4/8626Porous electrodes characterised by the form
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機化合物を脱ハロゲ
ン化するためのフィルタープレス方式の電気化学反応器
用電極であって、矩形の形状で平行な導管を有しており
、かつ含浸グラファイト材料からなる電極に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】ポリ臭化酢酸またはポリ塩化酢酸の脱ハ
ロゲン化、水素若しくは重水素によるハロアクリル酸中
のハロゲンの選択的な電気化学的置換、塩素を含有した
前駆体の電気化学的脱ハロゲン化によるフッ化アクリル
酸の調製または不飽和ハロゲン化炭化水素の電気化学的
調製は、触媒となる金属塩、例えば酢酸鉛、硝酸銅およ
びその他のようなものの存在下におけるカソード脱ハロ
ゲン化反応を含むものである。反応は、強酸の条件にて
8000A/m2までの電流密度で水の存在下、間仕切
りされた電解セル中にて行われる。アノードにおいては
、水性またはアルコール性ハロゲン化水素酸が酸化され
てハロゲン元素となる。それゆえ、ハロゲン化酢酸、フ
ッ化アクリル酸またはフッ化ハロゲン化炭化水素のよう
な場合によっては毒性をもつ危険物質を電解することが
可能である。臭化水素または塩化水素は電解プロセスに
おいて除去されるか又はアノードにて生成したハロゲン
は金属に対して極めて腐食性のある電解質となる。その
ような電解質の例としては、モノおよびジクロロ酢酸な
らびに濃塩酸の混合物または塩素および濃塩酸の混合物
がある。電解質は電気伝導度が非常に高い。プロセスは
90℃までの温度で行われ、ある場合には10barま
での圧力下にて行われる。グラファイトが好ましい電極
材料として用いられる。工業的規模にてそのような脱ハ
ロゲン化プロセスを行わしめる場合、間仕切りされた流
通式の電解セルを用いることが好ましい。例えば、密閉
されているため、流通式電解セルによって、毒性のある
危険な物質を電解することが可能となる。さらに流速が
約0.5−2m/secの範囲である流通式電解セルと
することが可能である。間仕切りされた流通式電解セル
のもっとも一般的な形式は、板枠型のセルである。これ
は本質的には、普通矩形の電極板とプラスチックの枠か
らなる。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニルまたはポリフッ化ビニリデンである。プラスチ
ックの枠は電極板を取り囲んでいる。電極板とそれを取
り囲む枠はしばしば互いに組合わされて組立ユニットと
なる。そのような板枠ユニットの複数を互いにプレスし
て、フィルタープレス方式の構成を有するスタックを得
ることができる。さらにスタック中に、例えばスペーシ
ングガーゼまたは撹拌器を受けるための枠ユニットを挿
入することができる。セルをアノード部分とカソード部
分に分けるための隔膜は、分離枠に挿入することもでき
、また電極枠の間に直接締め付けることもできる。フィ
ルタープレス方式の流通式電解セル中での電解において
は、電気エネルギーは通常電極の単極並列配線によって
供給される。すなわち、電流は分流線を経て個々のアノ
ードおよびカソードに供給される。この目的のために、
アノード電極板およびカソード電極板はそれぞれ枠の間
を通ってセルの反対側に至る。そしてセル外部と接続さ
れ電流が供給される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら板枠型セ
ルには次のような欠点がある。セルスタック(cell
stack)をプレスするために生じた力はプラスチッ
ク材料の枠が吸収しなければならないが、枠は特に寸法
安定ではないのである。特に高い運転温度および高い運
転圧力の下で連続的に負荷がかかった状態では、高圧に
耐えるためにセルスタックに高いプレス圧をかける必要
があるため、これらの材料の変形(クリープ)は容易に
起きる。加えて、有機電解合成を受けた電解質は、通常
のプラスチックの多くを膨潤させるか又は脆弱にし、セ
ルの枠の破壊が生ずる。有機電解合成反応はは含有され
ている有機物の性質および濃度に依存する。さらに加え
て、セル枠を製造するために用いられる通常のプラスチ
ックの熱膨張の係数が比較的大きい場合(グラファイト
に比しておよそ10のファクター)の結果として長さが
変化した場合、特にセルスタックの長さ方向が変化した
場合には、困難ながらも圧力装置の通常の円形ばね又は
つる巻きばねを用いてのみその補償をすることができる
。 それゆえ、上述のプラスチックの特性により、セルスタ
ックにおける漏れがしばしば生じ、これには安全、健康
および環境の面から非常に危険なものである。そのため
にトラフ(trough)およびガス抽出装置にような
高価な測定器が必要となる。さらに都合の悪いことには
、既知の板枠型のセルにおいて上述の変形、膨潤または
破壊によりセル枠の寸法が正確でなくなった場合に、そ
の修理の後または電極若しくは隔膜を交換した後のセル
スタックの再組立および再封止はさらに困難なものとな
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】フィルタープレス方式の
既知の流通型の電解装置に生じる上述の問題点は次のよ
うな電極によって解決される。すなわち電極は、その角
に活性電極面と垂直な方向に伸びた開口部を有する。ま
た電極には活性電極面と平行であって隣合う二つの開口
部の方向わたっているそれぞれの穴があり、該穴は互い
に反対の対角線の場所に位置する開口部から始まってお
り、かつ該穴は活性電極面に通ずる導管を有する。
【0005】電極の一方の側には電流を供給するための
凹部または突起部を有していてもよい。
【0006】本発明に従う電極の有利な点は本質的に次
に述べる事実によって明らかとなる。すなわち、本発明
の構成を有する電解装置においては、枠に生ずる封止の
問題がなく、かつ個々の電解部分において電解質が最適
に分散されることが保証される。断面積が十分に大きい
ことは電気的接触をとることに関して都合がよい。単一
の電極金型は電解槽を構成するのに十分である。
【0007】本発明は、具体例の一つを描写してある図
面を参照することによって更に詳細に説明される。
【0008】図面は、本発明のフィルタープレス方式の
電解装置および電極を組み合わせた状態を示すものであ
る。
【0009】
【実施例】電極(4、5)は、プレート−型構造であり
、即ちそれらは矩形状の平行に導管結合された型のもの
であり、その最も大きな面が活性電極表面(6、7)と
して作用する。電極(4、5)は、その角に活性電極表
面(6、7)に垂直な開口(8、9、10、11)を備
えている。開口(8、9、10、11)は、組立られた
電解装置中において電解液用の集合チャネルを形成する
。電解液集合チャネルを経て隣接電極への電位の均等化
及び/又は電解を避けるために、後者(電極)は絶縁ラ
イニング(図示せず)を有している。隣接した開口(9
、11)に結合することなく、開口(9、11)の方向
に活性電極表面(6、7)に対して平行に延びている孔
(13、12)は、お互いに対角線の反対側に位置して
いる2個の開口(10、8)から延びている。孔(12
、13)は、活性電極表面(6、7)への連通流路(1
4、15)を有しており、それを通って電解液が集合チ
ャネルから孔(12、13)を経て電解液スペースへ、
又その逆に供給される。電極(4、5)の一方は、凹部
(16)を備えることができる。この凹部の代わりに、
電極の一方は、電流供給を受け入れるための接触ラグ(
lug、図示せず)を有することができる。
【0010】電解装置は、本発明による電極と組み合わ
せて次のように構成される。カウンター電極(5、co
unterelectrode)は、電極(4)に対向
しており、電極(4)は垂直軸の回りに180゜回転さ
れる。電極(4、5)の間に、シール(17、18)が
置かれ、そのシール間に膜(19)が挟まれ、その結果
として2つの電解液室が形成される。電極(4)、シー
ル(17)、膜(19)、シール(18)及びカウンタ
ー電極(5)から成るこのようなユニットは、2つのキ
ァリヤー(1)上の固定端板(3)と可動端板(2)と
の間に所望の数において設置される。このように形成さ
れた電解槽ブロックは、多数の結合ロッド(図示せず)
又は電解槽ブロックの回りに均一に設置された同等のも
のによって一体に押圧される。開口(8、9、10、1
1)は、結合されて、電極(4、5)の間のシールリン
グ(図示せず)により集合チャネルを形成する。絶縁体
(20、21)は、端板(2、3)とそれぞれ隣接した
電極(4、5)との間に配置される。ターミナル電極(
4、5)の場合には、端板(2、3)の方向に向いてい
る連通流路(14、15)は、適当なプラグ(plug
)でシールされる。電極(4)の電極表面には、電解液
が黒色の矢印(22)が示すように集合チャネルを経て
供給され、又黒色の矢印(23)が示すように集合チャ
ネルをから放出される。電極(5)(カウンター電極)
の電極表面には、電解液が矢印(24)が示すように集
合チャネルを経て供給され、矢印(25)が示すように
集合チャネルから取り出される。矢印(22、23、2
4、25)は、それぞれの場合において、電解液の集合
チャネル及び電解液スペース中への流れの方向を示して
いる。2つの端部電極(4’、5’)を除いて、全ての
電極は、両側で機能し、又それにしたがって電解液が供
給されねばならい。凹部(16)のある結果として、隣
接した電極は、電流供給リードの特に有利な結合を受け
入れ安くしている。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1図は、本発明の電極が組み込まれたフィル
タープレス型の電解装置を示す図である。
【符号の説明】
4、5:電極、  8、9、10、11:開口、  1
2、13:孔、  14、15:連通流路、  19:
膜、  20、21:絶縁体。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  電極(4、5)が、その隅において活
    性電極表面(6、7)に対して垂直に延びている開口(
    8、9、10、11)を備えており、2つの隣接した開
    口(9、11)の方向に活性電極表面(6、7)に対し
    て平行に延びている孔(13、12)が、互いに対角線
    の反対側に位置している2つの隣接した開口(10、8
    )から延びており、且つ孔(12、13)が活性電極表
    面(6、7)へ連通する流路(14、15)を有してい
    る、電気化学反応器用の含浸グラファイトから成る矩形
    形状の平行に導管結合された電極。
  2. 【請求項2】  電極(4、5)の一方が凹部(16)
    を備えている、請求項1に記載電極。
  3. 【請求項3】  電極(4、5)の一方が電流供給リー
    ド用の接触ラグ(lug)を備えている請求項1に記載
    の電極。
JP3001415A 1990-01-10 1991-01-10 電気化学反応器用電極 Pending JPH04214888A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4000505A DE4000505C1 (ja) 1990-01-10 1990-01-10
DE4000505:4 1990-01-10

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JPH04214888A true JPH04214888A (ja) 1992-08-05

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ID=6397819

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JP3001415A Pending JPH04214888A (ja) 1990-01-10 1991-01-10 電気化学反応器用電極

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US (1) US5192411A (ja)
EP (1) EP0437842A1 (ja)
JP (1) JPH04214888A (ja)
DE (1) DE4000505C1 (ja)
IE (1) IE910069A1 (ja)

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