KR20140034138A - Coating for metallic cell- element materials of an electrolytic cell - Google Patents

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KR20140034138A KR1020137020506A KR20137020506A KR20140034138A KR 20140034138 A KR20140034138 A KR 20140034138A KR 1020137020506 A KR1020137020506 A KR 1020137020506A KR 20137020506 A KR20137020506 A KR 20137020506A KR 20140034138 A KR20140034138 A KR 20140034138A
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Abstract

본 발명은, 금속 셀 요소 부품을 포함하는 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘로서, 상기 금속 셀 요소 부품은, - 캐소드 하프 쉘의 후방 벽에 용접된 금속 지지 구조 및 금속 지지 구조상에 평면-평행하게 위치된 적어도 하나의 금속 탄성 요소와, - 적어도 하나의 금속 탄성 요소에 대항하여 놓여져 있고, 천공된 금속 그리드와, PTFE 및 은 산화물로 이루어져 상기 천공된 금속 그리드에 기계적으로 압입되는 촉매 스트립을 포함하는 산소-탈분극된 캐소드를 포함하고, 상기 은 산화물은, 상기 산소-탈분극된 캐소드의 부품들 및 상기 적어도 하나의 탄성 요소 사이의 균일한 연결/결합으로, 높은 전도성에 의하여 특징지어지는 연결/결합을 발생시키면서, 전기 분해 플랜트의 작동 중, 은으로 환원되며, 상기 금속 부품들 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 층을 포함하는 전기전도성 코팅을 구비하고, 두 개의 층은, - 셀 요소 재료에 직접 도포되고, Au, B-도핑된(B-doped) 니켈, Ni 황화물 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되며, 0.005 내지 0.2μm의 두께를 가지는 제1층과, - 상기 제1층에 도포되고, 은으로 이루어지며, 0.1 내지 30μm의 층 두께를 가지는 제2층으로 이루어지는 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘에 관한 것이다.The present invention relates to a cathode half shell of an electrolysis cell comprising a metal cell element component, said metal cell element component being positioned plane-parallel on the metal support structure and the metal support structure welded to the rear wall of the cathode half shell. At least one metal elastic element, comprising:-an oxygen comprising opposing at least one metal elastic element, a perforated metal grid, and a catalyst strip of PTFE and silver oxide mechanically indented into the perforated metal grid A depolarized cathode, wherein the silver oxide is a uniform connection / coupling between the components of the oxygen-depolarized cathode and the at least one elastic element, resulting in a connection / bonding characterized by high conductivity While the operation of the electrolysis plant is reduced to silver, at least one of said metal parts comprises at least two layers. Comprising an electroconductive coating, the two layers being applied directly to the cell element material and selected from the group comprising Au, B-doped nickel, Ni sulfide and mixtures thereof, A cathode half shell of an electrolysis cell comprising a first layer having a thickness of 0.005 to 0.2 μm and a second layer applied to the first layer and made of silver and having a layer thickness of 0.1 to 30 μm. .

Figure P1020137020506
Figure P1020137020506

Description

전기 분해 셀의 금속 셀 요소 재료용 코팅{COATING FOR METALLIC CELL- ELEMENT MATERIALS OF AN ELECTROLYTIC CELL}COATING FOR METALLIC CELL-ELEMENT MATERIALS OF AN ELECTROLYTIC CELL}

본 발명은, 청구항 1의 전제부에서 특징으로 하는 바와 같이, 금속 부품이 특정 전기전도성 코팅을 가지는 캐소드 하프 쉘(cathode half shell)에 관한 것이다.The invention relates to a cathode half shell in which the metal part has a specific electroconductive coating, as characterized in the preamble of claim 1.

전기화학 공정에서, 화학 반응은 외부 전류에 의하여 제어된다. 전기화학 셀(cell)의 내부에는, 전자를 전달하기 위해, 전도성을 가지고 안정하며 저렴한 전도체를 필요로 한다. 여기에서, 니켈은 전극의 이상적인 재료로 입증되었다. 그러나, 니켈 산화물 또는 니켈 수산화물류가 형성되는 전위 영역에서 전극이 작동될 때, 불량하거나 비전도성의 니켈 표면이 형성되는 단점이 있다. 이러한 낮은 수준 전위로 인하여, 산화물 또는 수산화물이 많은 공정들에서 형성된다.In electrochemical processes, chemical reactions are controlled by external currents. Inside electrochemical cells, conductive, stable and inexpensive conductors are needed to transfer electrons. Here, nickel proved to be the ideal material for the electrode. However, when the electrode is operated in the potential region where nickel oxide or nickel hydroxides are formed, there is a disadvantage that a poor or non-conductive nickel surface is formed. Due to this low level potential, oxides or hydroxides are formed in many processes.

니켈의 표면에서의 저항 손실(ohmic loss)은, 예를 들면, 아연/공기 및 니켈/금속 수산화물 배터리, 염소-알칼리 전기 분해에서의 산소 캐소드, 또는 염기성 연료 전지에서의 산소 전극과 같은 전체 시스템의 효율을 저하시킨다.The ohmic loss at the surface of nickel is, for example, of the entire system such as zinc / air and nickel / metal hydroxide batteries, oxygen cathodes in chlor-alkali electrolysis, or oxygen electrodes in basic fuel cells. Decreases the efficiency.

불량하거나 비전도성의 산화물 또는 수산화물 층은, 예를 들면, 순수한 니켈이 전기 분해에서 산소 발생 전극으로서 이용될 때, 방해 요인이 된다. 그러나, 전도성 메시(mesh), 팽창된 금속, 또는 시트(sheet)로서, 니켈이 탄소, 백금이 도금된 탄소, 등과 같은 촉매 활성 물질과 접촉하는 시스템에 있어서도, 절연층은 부정적인 효과를 갖는다. 예를 들면, 산화물 또는 수산화물 층은 산소-탈분극된 전극에도 불구하고 최적의 전류 흐름을 방지하며, 이에 따라, 산업용 전기 분해에서 전도성을 개선하거나 유지하는 단계가 요구된다.Poor or non-conductive oxide or hydroxide layers are a barrier, for example when pure nickel is used as the oxygen generating electrode in electrolysis. However, even in systems in which nickel is in contact with catalytically active materials such as conductive mesh, expanded metal, or sheet, nickel, carbon plated carbon, etc., the insulating layer has a negative effect. For example, the oxide or hydroxide layer prevents optimal current flow despite the oxygen-depolarized electrode, and therefore, a step of improving or maintaining conductivity in industrial electrolysis is required.

문헌에 있어서, 전기화학적 안정성과 관련한 수많은 도표들이 마르셀 푸베이(Marcel Pourbaix)의 "수용액에서의 전기화학적 평형의 지도서(Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions)"(1974)에 기록되어 있다. 푸베이(Pourbaix)의 결과는, pH가 13 내지 15이고, 전기 부하(electric load)에서 산소-탈분극된 캐소드로 염소-알칼리 전기 분해가 이루어지는 동안에 존재하는 NHE에 대하여 측정된 캐소드 전위가 대략 0.4 내지 0.6V 초과인 조건하에서, 니켈 산화물의 익숙한 형태가 부동화된 형태로 발생한다는 것을 보여준다.In the literature, numerous diagrams relating to electrochemical stability are recorded in Marcel Pourbaix's "Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions" (1974). The results of Pourbaix show that the cathode potential measured for NHEs, which have a pH between 13 and 15, and which are present during chlor-alkali electrolysis with an oxygen-depolarized cathode at electrical load, is approximately 0.4 to Under conditions above 0.6 V, the familiar form of nickel oxide occurs in the immobilized form.

염소-알칼리 전기 분해 셀의 시작 및 정지로부터 추가적 문제가 유발되며, 이에 의하여, 용해 가능한 수산화물이, NHE에 대하여 측정된 대략 0.6V의 중간범위 전위가 통과할 때, 형성될 수 있다. 푸베이 도표는 운동역학과 관련한 서술이 허용되지 않으며, 분해 반응, 즉, 부식으로 인한 이러한 수산화물의 실제 형성을 예측하는 것이 불가능하다. 따라서, 산소-탈분극된 캐소드로 염소-알칼리 전기 분해가 이루어지는 경우와 같은 산화 조건하에서의 니켈의 거동을 확인하기 위해, 실제의 전기 분해 테스트가 요구된다.Further problems arise from the start and stop of the chlor-alkali electrolysis cell, whereby soluble hydroxide can form when a midrange potential of approximately 0.6 V measured for NHE passes. The Fubei plot is not allowed to describe kinematics, and it is impossible to predict the actual formation of such hydroxides due to decomposition reactions, ie corrosion. Therefore, in order to confirm the behavior of nickel under oxidizing conditions such as when chlorine-alkali electrolysis is performed with the oxygen-depolarized cathode, an actual electrolysis test is required.

다양한 특허 명세서들, 예를 들면, EP 1 033 419 B1 또는 EP 1 092 789 A1에는, 산소-탈분극된 캐소드로 염소-알칼리 전기 분해가 이루어지는 전기 분해 셀이 기재되어 있으며, 니켈은 캐소드 측의 금속 부품의 재료로서 이용된다. 비전도성 산화물 또는 수산화물 화합물의 형성과 관련한 니켈의 부식 안정성에 대하여 기재되어 있지 않다.Various patent specifications, for example EP 1 033 419 B1 or EP 1 092 789 A1, describe electrolysis cells in which chlorine-alkali electrolysis is carried out with an oxygen-depolarized cathode, with nickel being a metal part on the cathode side. It is used as a material of. There is no description of the corrosion stability of nickel with respect to the formation of nonconductive oxides or hydroxide compounds.

EP 1 041 176 A1에는, 전류 분배용 금속 부품에 의한 산소-탈분극된 캐소드(여기에서는, 기체 확산 전극이라 함)로의 전류 공급 중 저항 손실을 최소화할 목적으로 기체-확산 전극을 구비한 전기 분해 셀에 대한 방법이 기재되어 있다. 사실상 금속이며 우수한 전도성을 가지는 코팅에 대한 설명이 이미 포함된다. 특히, 부식 안정성과 관련한 추가의 상세 사항은 기재되어 있지 않다.EP 1 041 176 A1 discloses an electrolysis cell with a gas-diffusion electrode for the purpose of minimizing the resistance loss during the current supply to the oxygen-depolarized cathode (herein referred to as the gas diffusion electrode) by the metal parts for current distribution. A method is described. A description is already included for coatings that are substantially metal and have good conductivity. In particular, further details regarding corrosion stability are not described.

DE 10 2004 034 886 A1에는 전기전도성 니켈 산화물 표면의 생성에 대한 공정이 기재되어 있다. 여기에서, 과산화수소 존재하의 저온에서 염기성 산화물로 차후에 화학적 도핑을 하는 것을 통하여 니켈 산화물 표면의 좋지 못한 전도성이 상당히 개선된다. 따라서, 본 출원은 연료 전지, 저장 배터리, 및 염소-알칼리 전기 분해에서의 작동 조건에 특히 적합하다.DE 10 2004 034 886 A1 describes a process for the production of electrically conductive nickel oxide surfaces. Here, the poor conductivity of the nickel oxide surface is significantly improved through subsequent chemical doping with basic oxides at low temperatures in the presence of hydrogen peroxide. Thus, the present application is particularly suitable for operating conditions in fuel cells, storage batteries, and chlor-alkali electrolysis.

DE 10 2004 034 886 A1에서 기술된 공정은 산소 탈분극을 가지는 실험용 염소-알칼리 전기 분해 셀의 작동에 대하여 처음으로 성공적으로 이용되었다. 예를 들면, EP 1 402 587 B1 또는 DE 37 10 168 A1에 그의 제조가 제시된 산소-탈분극된 캐소드가 이를 위해 이용되었다. 이들 전극은, 은/PTFE 또는 은 산화물/PTFE 혼합물로 이루어진 촉매 스트립이 감긴, 보통 니켈 와이어 그리드인, 전기전도성 그리드로 구성된다. 기체 확산 전극의 그리드는, 그 전도성이 DE 10 2004 034 886 A1에 기술된 공정에 따라 개선된 니켈 전류 분배기와 전기적으로 접촉한다. 이 실험용 셀의 작동 중, 셀이 반복적으로 오프(off)로 절환됨에도 불구하고, 전압 증가 또는 니켈 분해 형태의 부식의 표시가 검출되지 않았으며, 이에 따라, DE 10 2004 034 886 A1은 니켈을 부식으로부터 보호하는 데에 효과적인 공정이 기재되었다고 추정할 수 있다.The process described in DE 10 2004 034 886 A1 was successfully used for the first time for the operation of an experimental chlor-alkali electrolysis cell with oxygen depolarization. For example, oxygen-depolarized cathodes whose preparation is shown in EP 1 402 587 B1 or DE 37 10 168 A1 have been used for this purpose. These electrodes consist of an electrically conductive grid, usually a nickel wire grid, wound around a catalyst strip of silver / PTFE or silver oxide / PTFE mixture. The grid of the gas diffusion electrode is in electrical contact with a nickel current distributor whose conductivity is improved according to the process described in DE 10 2004 034 886 A1. During operation of this experimental cell, although the cell was repeatedly switched off, no indication of corrosion in the form of voltage increase or nickel decomposition was detected, and accordingly DE 10 2004 034 886 A1 corroded nickel. It can be assumed that an effective process has been described for protecting against

EP 1 601 817 A1에는 종래의 염소-알칼리 전기 분해에 대하여 상업적으로 이용되고 활용된 전기 분해 셀이 기재되어 있다. US 7 670 472 B2에는 염소-알칼리 전기 분해용 전기 분해 셀이 산소-탈분극된 캐소드와 함께 작동되도록 하는 캐소드 컴파트먼트(compartment)의 내부의 디자인 구성을 나타내는 전기 분해 셀이 기재되어 있다.EP 1 601 817 A1 describes an electrolysis cell commercially used and utilized for conventional chlor-alkali electrolysis. US 7 670 472 B2 describes an electrolysis cell which represents the design configuration inside the cathode compartment which allows the electrolysis cell for chlorine-alkali electrolysis to be operated with an oxygen-depolarized cathode.

EP 1 601 817 A1에 기술된 전기 분해 셀의 디자인은 US 7 670 472 B2의 기술적 특징을 기초로 변경되어, 염소-알칼리 전기 분해용의 결과적인 전기 분해 셀이 산소 탈분극과 함께 작동되도록 하였다. 이를 위해, DE 37 10 168 A1에 기술된 원리와 같이, 은 산화물 및 PTFE로 이루어지는 촉매 스트립이 감긴 니켈 그리드로 구성되는 전극이 산소-탈분극된 캐소드로서 이용되었다. 캐소드 컴파트먼트 내에 위치된 산소-탈분극된 캐소드로의 전류 공급은, 캐소드의 후방 벽에 평행하게 위치된 박판형 지지 구조가 삽입되고, 상기 구조는 용접된 조인트에 의하여 수직으로 배열된 웹들을 경유하여 후방 벽에 전기적으로 연결되는 방식으로 실현되었다. 탄성 요소가 이 지지 구조에 부착됨에 따라, 상기 셀의 캐소드 하프 쉘(shell) 및 애노드 하프 쉘이 서로 나사이음 되는 경우, 전기적 접촉 및 심지어 전류 분포까지 확보하는 산소-탈분극된 캐소드의 와이어 그리드와 함께 압입(press-fit)이 형성된다. 이러한 탄성 요소는, 다양한 특허 명세서, 예를 들면, EP 1 446 515 A2 및 특히 EP 1 451 389 A2에 이미 기술되어 있으며, 샌드위치처럼 함께 가압되어 탄성을 확보하는 금속 와이어들로 이루어진 다양한 압축성 층으로 구성된다.The design of the electrolysis cell described in EP 1 601 817 A1 was changed on the basis of the technical features of US 7 670 472 B2, allowing the resulting electrolysis cell for chlor-alkali electrolysis to work with oxygen depolarization. For this purpose, according to the principle described in DE 37 10 168 A1, an electrode consisting of a nickel grid wound with a catalyst strip consisting of silver oxide and PTFE was used as the oxygen-depolarized cathode. The current supply to the oxygen-depolarized cathode located in the cathode compartment is inserted with a thin support structure positioned parallel to the rear wall of the cathode, via the webs arranged vertically by the welded joint. It is realized in an electrically connected manner to the rear wall. As the elastic element is attached to this support structure, the cathode half shell and anode half shell of the cell are screwed together, with a wire grid of oxygen-depolarized cathode that ensures electrical contact and even current distribution. A press-fit is formed. Such elastic elements are already described in various patent specifications, for example EP 1 446 515 A2 and in particular EP 1 451 389 A2, consisting of various compressible layers of metal wires pressed together like a sandwich to ensure elasticity. do.

작동 중 부동화에 의하여 유발된 니켈 산화물 표면의 전도성을 확보하기 위하여, DE 10 2004 034 886 A1에 기술된 니켈 산화물 표면을 처리하는 공정이 니켈 부품에 대하여 이용되었다.In order to ensure the conductivity of the nickel oxide surface caused by passivation during operation, a process for treating the nickel oxide surface described in DE 10 2004 034 886 A1 was used for nickel components.

테스트 시리즈 1에서는, 플레미온(Flemion) F8020 멤브레인을 구비한 2.7m2의 능동적 전기 분해 표면을 갖는 두 개의 그러한 재설계된 전기 분해 셀이, 4kA/m2의 전류 밀도, 88℃의 작동 온도, 210g/l의 NaCl 양극액(anolyte) 농도, 32%w/w의 NaOH 음극액 배출 농도에서, 20%의 화학량적 초과량의 포화된 습한 산소로 작동되었다. 도 1은 처음 65일간의 작동에서의 두 개의 전기 분해 셀의 전압 곡선을 도시한다. 서로 다른 기호들이 전기 분해 셀(음영된 다이아몬드형 및 음영되지 않은 삼각형) 각각에 대하여 이용된다.In test series 1, two such redesigned electrolysis cells with an active electrolysis surface of 2.7 m 2 with a Flemion F8020 membrane, a current density of 4 kA / m 2 , an operating temperature of 88 ° C., 210 g At a NaCl anolyte concentration of / l, NaOH catholyte exhaust concentration of 32% w / w, it was operated with 20% stoichiometric excess saturated saturated oxygen. 1 shows the voltage curves of two electrolysis cells in the first 65 days of operation. Different symbols are used for each of the electrolysis cells (shaded diamonds and unshaded triangles).

처음 30일간의 작동에서, 전기 분해 셀은 안정된 셀 전압을 나타냈다. 작동 30일에, 두 개의 전기 분해 셀로의 전류가 오프(off)되었다. 전기 분해 셀이 다시 온(on)으로 절환되고, 4kA/m2의 전류 밀도가 도달된 후에, 양 셀들은 100mV까지의 전압 증가의 형태로 증가된 옴 저항(ohmic resistance)을 나타냈다. 4일 더 작동 후에, 전기 분해 셀은 다시 오프(off)로 절환되었다. 전기 분해 셀이 다시 온(on)되었고, 4kA/m2의 전류 밀도가 도달된 후에, 옴 저항이 더욱 증가하여 대략 200mV의 추가적 전압 증가를 야기한다. 대략 30일 더 작동 후에, 두 개의 전기 분해 셀이 오프(off)로 절환되었고, 부품이 검사되었다. 이는 니켈로 이루어지는 부품 -지지 구조 및 탄성 요소- 의 전도성이 상당히 감소하였다는 것을 보여주었다. 이용된 산소-탈분극된 캐소드는 실험용 셀 내에서 점검되었고 기준 시료와 비교되었다. 실험 작동 중, 이 부품은 또한 적어도 부분적으로 산화로 인한 니켈 와이어 그리드의 저감된 전도성의 결과로 보여질 수 있는 기준 시료와 비교하여 증가된 전압을 나타내었다. 따라서, DE 10 2004 034 886 A1에 기술된 공정의 보호 효과는, 전기 분해 셀이 오프(off)로 절환될 때 명백히 발생하는 특정 전위 및 작동 조건하에서 효과적이지 못했다.In the first 30 days of operation, the electrolysis cell showed a stable cell voltage. At 30 days of operation, the current to the two electrolysis cells was off. After the electrolysis cell was switched back on and a current density of 4 kA / m 2 was reached, both cells showed increased ohmic resistance in the form of a voltage increase up to 100 mV. After four more days of operation, the electrolysis cell was switched back off. After the electrolysis cell is on again and a current density of 4 kA / m 2 is reached, the ohmic resistance further increases, resulting in an additional voltage increase of approximately 200 mV. After approximately thirty more days of operation, the two electrolysis cells were switched off and the parts were inspected. This showed that the conductivity of parts consisting of nickel—support structures and elastic elements—has been significantly reduced. The oxygen-depolarized cathode used was checked in the experimental cell and compared to the reference sample. During the experimental run, the part also exhibited an increased voltage compared to the reference sample, which can be seen as a result of the reduced conductivity of the nickel wire grid due at least in part to oxidation. Thus, the protective effect of the process described in DE 10 2004 034 886 A1 was not effective under certain potential and operating conditions which apparently occur when the electrolysis cell is switched off.

"수용액에서의 전기화학적 평형의 지도서(Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions)"(1974)에 기술된, 은 및 금과 같은 귀금속에 대한 열역학적 평형 반응에 따라, 85℃에서의 염소-알칼리 전기 분해 작동 조건에 대한 전기화학적 안정성 도표가, 전기화학적 조건의 상세한 개요를 얻기 위해, 재계산되었다.Operation of chlor-alkali electrolysis at 85 ° C. according to thermodynamic equilibrium reactions for precious metals such as silver and gold, described in “Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions” (1974). The electrochemical stability charts for the conditions have been recalculated to get a detailed overview of the electrochemical conditions.

니켈에 대하여, NHE(표준 수소 전극, normal hydrogen electrode)에 대한 85℃에서 10-6mol/kg의 결과는, 단순화된 형태로서, 도 2에 나타낸 안정성 도표이다. 여기에서, 환경A는 부동화에 의하여 특징지어지고, 환경B 및 환경C는 부식에 의하여 특징지어지며, 환경D는 면제에 의하여 특징지어진다. 이에 따르면, 85℃에서 수산화물을 형성하는 부식 환경은 항상 시작 환경(부하 및 전위 증가) 및 정지 환경(부하 및 전위 감소)에서 통과되며, 따라서, 이 환경들은 임계 작동 조건을 나타낸다.For nickel, the result of 10 −6 mol / kg at 85 ° C. for NHE (normal hydrogen electrode) is the stability plot shown in FIG. 2, in simplified form. Here, Environment A is characterized by passivation, Environment B and Environment C are characterized by corrosion, and Environment D is characterized by immunity. According to this, the corrosive environment which forms the hydroxide at 85 ° C. is always passed in the starting environment (load and potential increase) and in the stop environment (load and potential decrease), thus these environments represent critical operating conditions.

금에 대하여, NHE(표준 수소 전극)에 대한 85℃에서 10-6mol/kg의 결과는, 단순화된 형태로서, 도 3에 나타낸 안정성 도표이다. 여기에서, 환경A는 부동화에 의하여 특징지어지고, 환경B는 부식에 의하여 특징지어지며, 환경D는 면제에 의하여 특징지어진다.For gold, the result of 10-6 mol / kg at 85 ° C. for NHE (standard hydrogen electrode) is the stability plot shown in FIG. 3, in simplified form. Here, Environment A is characterized by passivation, Environment B is characterized by corrosion, and Environment D is characterized by immunity.

도 2의 니켈과 유사하게, 도표는 수산화물 화합물이 형성될 수 있는 중간 범위 전위에서의 가능한 부식 환경을 나타낸다. 그러나, 강한 염기성 가성 소다 용액 내에서 금을 이용하는 테스트는 임의의 분해의 표시를 거의 나타내지 않는다. 따라서, 운동역학 방해 요인이 있고, 금이 산화 조건하에서 염소-알칼리 전기 분해를 위한 안정된 금속으로 간주될 수 있다고 판단할 수 있다.Similar to the nickel of FIG. 2, the diagram shows the possible corrosion environment at midrange potentials at which hydroxide compounds can be formed. However, tests using gold in strong basic caustic soda solutions show little indication of any degradation. Therefore, it is possible to determine that there is a kinetic disturbance factor and that gold can be regarded as a stable metal for chlor-alkali electrolysis under oxidizing conditions.

은에 대하여, NHE(표준 수소 전극)에 대한 85℃에서 10-6mol/kg의 결과는, 단순화된 형태로서, 도 4에 나타낸 안정성 도표이다. 여기에서, 환경A는 부동화에 의하여 특징지어지고, 환경B는 부식에 의하여 특징지어지며, 환경D는 면제에 의하여 특징지어진다.For silver, the result of 10 −6 mol / kg at 85 ° C. for NHE (standard hydrogen electrode) is the stability plot shown in FIG. 4, in simplified form. Here, Environment A is characterized by passivation, Environment B is characterized by corrosion, and Environment D is characterized by immunity.

도 4로부터, 비록 산성 pH 범위에 있으나, 은은 또한 좁은 부식 환경을 가지고 있음이 명백하다. 염기성에서, 특히, 산화 조건하에서, 은은 산화 종류의 형성을 통하여 부동화를 향하는 경향이 있다. 따라서, 부식 안정성이 주어진다면, 산소-탈분극된 캐소드를 구비한 염소-알칼리 전기 분해 조건하에서 전도성의 문제가 테스트될 필요가 있을 것이다.From Figure 4 it is clear that although in the acidic pH range, silver also has a narrow corrosive environment. In basicity, especially under oxidizing conditions, silver tends to passivate through the formation of oxidative species. Thus, given corrosion stability, the problem of conductivity would need to be tested under chlor-alkali electrolysis conditions with oxygen-depolarized cathodes.

WO 01/57290 A1 "기체 확산 전극을 구비하는 전기 분해 셀(Electrolysis cell provided with gas diffusion electrodes)"은 기체 확산 전극을 구비하는 전기 분해 셀이 기재되어 있으며, 여기서 산화 조건하에서 은 코팅의 보호 기능이 주목을 받는다. 특히, 개구부를 구비하는 금속 전류 전도체가 기재되어 있으며, 니켈은 바람직하게는 은으로 코팅되어야 하지만, 상기 전도체는, 은, 스테인리스 스틸, 또는 니켈로 이루어진다.WO 01/57290 A1 "Electrolysis cell provided with gas diffusion electrodes" describes an electrolysis cell comprising a gas diffusion electrode, wherein the protective function of the silver coating under oxidizing conditions is described. Get attention. In particular, a metal current conductor with openings is described and nickel should preferably be coated with silver, but the conductor consists of silver, stainless steel, or nickel.

다양한 작동자의 문헌 및 경험을 통해 니켈상의 은의 안정성을 확인함에 따라, 전기 분해 셀의 니켈 부품은 전자-은-도금(electro-silver-plated)되었다. 이를 위해, 대략 10μm의 코팅 두께가 니켈에 도포되었다.As a result of the literature and experience of various operators confirmed the stability of the silver on the nickel, the nickel component of the electrolysis cell was electro-silver-plated. To this end, a coating thickness of approximately 10 μm was applied to the nickel.

테스트 시리즈 2에서, 두 개의 전기 분해 셀이, 테스트 시리즈 1과 유사한 방식으로, 연속 작동으로 테스트되었다. 양 셀은 2.7m2의 능동적 전기 분해 표면을 가지고 있고, 플레미온(Flemion) F8020 멤브레인을 갖추고 있다. 연속 전류 밀도는 4kA/m2이었고, 작동 온도는 88℃, NaCl 양극액 농도는 210g/l, NaOH 음극액 배출 농도는 32%w/w, 그리고 포화된 습한 산소의 화학량적 초과량은 다시 20%였다. 도 5는 80일의 작동을 거친 전압 곡선을 나타낸다. 서로 다른 기호들이 전기 분해 셀(음영된 다이아몬드형 및 음영되지 않은 삼각형) 각각에 대하여 이용된다.In test series 2, two electrolysis cells were tested in continuous operation, in a manner similar to test series 1. Both cells have an active electrolysis surface of 2.7 m 2 and are equipped with the Flemion F8020 membrane. The continuous current density was 4 kA / m 2 , the operating temperature was 88 ° C., the NaCl anolyte concentration was 210 g / l, the NaOH catholyte discharge concentration was 32% w / w, and the stoichiometric excess of saturated wet oxygen was again 20 Was%. 5 shows the voltage curve after 80 days of operation. Different symbols are used for each of the electrolysis cells (shaded diamonds and unshaded triangles).

도 5에 따른 테스트 시리즈 2의 결과는 다시 전압 증가를 나타낸다. 이 시간은 연속적이었다. 작동 기간 동안 반복적으로 발생한 시작 및 정지 절차는, 도 1을 기초로 하여 테스트 시리즈 1에서 만들어진 관찰과 다르게, 셀 전압에 대하여 감지할 수 있는 효과를 가지지 않는다.The results of test series 2 according to FIG. 5 again show an increase in voltage. This time was continuous. The start and stop procedures that occur repeatedly during the operation period have no appreciable effect on the cell voltage, unlike the observations made in test series 1 based on FIG. 1.

80일의 작동 후 셀 요소가 검사되었고, 금속 지지 구조 및 금속 탄성 요소의 조건이 분석되었다. 예로서, 탄성 요소의 은으로 도금된 니켈 모노 필라멘트의 가로놓인 현미경 사진이 도 6에 100:1의 스케일로 나타낸다. 상부로부터의 샘플이 느슨해진 은 코팅 및 코팅 두께의 대략 50%의 저감을 나타내는 동안, 현미경 사진은 필라멘트 샘플 내에서 바닥으로부터 스폴링(spalling)하는 은을 명백하게 나타낸다.After 80 days of operation the cell elements were inspected and the conditions of the metal support structure and the metal elastic elements were analyzed. As an example, a transverse micrograph of a nickel monofilament plated with silver of an elastic element is shown in FIG. 6 on a scale of 100: 1. While the sample from the top shows a loose silver coating and a reduction of approximately 50% of the coating thickness, the micrograph clearly shows the silver spalling from the bottom in the filament sample.

또한, 셀 요소의 상부 및 하부로부터의 샘플들 간의 재료 비교는, 부식으로 인하여 상부에서 용해되며 셀 (데이터는 도시되지 않음)의 바닥 부분 상에 다시 침전되는, 분해된 은의 전달을 나타낸다. 따라서, 어떠한 상황하에서도 산화 전기 분해 조건하에서 은층으로 니켈을 단순히 전기 도금하는 것은 전기화학적으로 안정된 연결을 형성하는 데에 충분하지 않다는 것을 알 수 있다.In addition, the material comparison between the samples from the top and bottom of the cell element shows the transfer of degraded silver, which dissolves at the top due to corrosion and precipitates back on the bottom portion of the cell (data not shown). Thus, it can be seen that, under no circumstances, simply electroplating nickel with a silver layer under oxidative electrolysis conditions is sufficient to form an electrochemically stable connection.

이러한 테스트들은, 상기한 단점의 발생 없이, 캐소드 하프 쉘의 금속 부품의 안정된 전도성의 형태로 전기화학적 안정된 연결을 야기하는 코팅을 제공할 필요가 더 있다는 것을 보여준다.These tests show that it is further necessary to provide a coating which results in an electrochemically stable connection in the form of a stable conductivity of the metal part of the cathode half shell without the occurrence of the above mentioned disadvantages.

따라서, 본 발명의 목표는 하기의 목적들을 달성하는 데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to achieve the following objects.

- 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘의 금속 셀 요소 부품에 대한 대안적 부식 보호 코팅의 제공-Providing an alternative corrosion protection coating for the metal cell element parts of the cathode half shell of the electrolysis cell

- 비전도성 산화물 층이 형성될 수 없게 셀 요소 부품의 표면상의 코팅의 증가된 접착 강도를 보장Ensuring an increased adhesive strength of the coating on the surface of the cell element part such that a non-conductive oxide layer cannot be formed

- 임의의 횟수의 시작 및 정지, 그리고, 보다 긴 라이프 사이클에도 불구, 주어진 전류 부하에서 보다 긴 기간에 걸쳐 가능한 한 일정한 셀 전압에 대한 전기 분해 셀의 안정된 작동Stable operation of the electrolysis cell at a constant number of start and stops, and for as long as possible the cell voltage over a longer period of time at a given current load, despite longer life cycles.

- 금속 부품으로부터 산소-탈분극된 캐소드의 금속 그리드로의 전류 전도 중 저항 손실 및 이에 따른 전도성 손실의 최소화Minimizing the resistive losses and thus the conduction losses during current conduction from the metal parts to the metal grid of the oxygen-depolarized cathode

상기한 목적은, 금속 셀 요소 부품을 포함하는 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘로서, 상기 금속 셀 요소 부품은,The above object is a cathode half shell of an electrolysis cell comprising a metal cell element component, the metal cell element component comprising:

- 캐소드 하프 쉘의 후방 벽에 용접된 금속 지지 구조 및 금속 지지 구조상에 평면-평행하게 위치된 적어도 하나의 금속 탄성 요소와,At least one metal resilient element positioned plane-parallel on the metal support structure and the metal support structure welded to the rear wall of the cathode half shell,

- 적어도 하나의 금속 탄성 요소에 대항하여 놓여져 있고, 천공된 금속 그리드와, PTFE 및 은 산화물로 이루어져 상기 천공된 금속 그리드에 기계적으로 압입되는 촉매 스트립을 포함하는 산소-탈분극된 캐소드를 포함하고,An oxygen-depolarized cathode disposed against the at least one metal elastic element and comprising a perforated metal grid and a catalyst strip made of PTFE and silver oxide mechanically indented into the perforated metal grid,

상기 은 산화물은, 상기 산소-탈분극된 캐소드의 부품들 및 상기 적어도 하나의 탄성 요소 사이의 균일한 연결/결합으로, 높은 전도성에 의하여 특징지어지는 연결/결합을 발생시키면서, 전기 분해 플랜트의 작동 중, 은으로 환원되며,The silver oxide, during the operation of the electrolysis plant, generates a connection / coupling characterized by high conductivity, with a uniform connection / coupling between the components of the oxygen-depolarized cathode and the at least one elastic element. , Reduced to silver,

상기 금속 부품들 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 층을 포함하는 전기전도성 코팅을 구비하고, 두 개의 층은,At least one of the metal parts has an electroconductive coating comprising at least two layers, the two layers being:

- 셀 요소 재료에 직접 도포되고, Au, B-도핑된(B-doped) 니켈, Ni 황화물 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되며, 0.005 내지 0.2?의 층 두께를 가지는 제1층과,A first layer applied directly to the cell element material and selected from the group comprising Au, B-doped nickel, Ni sulfide and mixtures thereof, having a layer thickness of 0.005 to 0.2 °;

- 상기 제1층에 도포되고, 은으로 이루어지며, 0.1 내지 30?의 층 두께를 가지는 제2층으로 이루어지는 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘에 의하여 달성된다.It is achieved by the cathode half shell of the electrolysis cell, which is applied to the first layer, consists of silver and consists of a second layer having a layer thickness of 0.1 to 30 ?.

본 발명은 또한 캐소드 하프 쉘 내에 포함되고 전류를 전도하는 모든 셀 요소 부품들이 코팅되는 것을 청구한다. 여기에서, 바람직하게는, 가성 소다 용액과 접촉되는 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘의 셀 요소 부품들은 본 발명의 코팅을 갖는다.The invention also claims that all cell element components contained within the cathode half shell and conducting current are coated. Here, preferably, the cell element parts of the cathode half shell of the electrolysis cell in contact with the caustic soda solution have the coating of the present invention.

염소-알칼리 전기 분해에서 전기 분해 셀의 본 발명의 캐소드 하프 쉘의 용도가 또한 청구된다.Also claimed is the use of the inventive cathode half shell of an electrolysis cell in chlor-alkali electrolysis.

하기의 도면들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위하여 이용된다.
도 1은, 테스트 시리즈 1에서의 전기 분해 셀 전압으로, DE 10 2004 034 886 A1에서 제시된 바와 같이, 전극을 이용한 전기 분해 셀의 처음 65일간의 작동에서의 전압 곡선을 도시한다.
도 2는 NHE에 대한 85℃에서 Ni-H2O의 단순화된 안정성 도표이다.
도 3은 NHE에 대한 85℃에서 Au-H2O의 단순화된 안정성 도표이다.
도 4는 NHE에 대한 85℃에서 Ag-H2O의 단순화된 안정성 도표이다.
도 5는 테스트 시리즈 2에서의 전기 분해 셀 전압으로, 10? 두께의 두꺼운 은층을 구비하는 금속 셀 요소 부품을 이용한 전기 분해 셀의 80일간의 작동에서의 전압 곡선을 도시한다.
도 6은 스케일이 100:1인, 테스트 시리즈 2로부터의 은으로 도금된 니켈 와이어의 가로놓인 현미경 사진이다.
도 7은 테스트 시리즈 3에서의 전기 분해 셀 전압으로, 0.15μm 두께의 얇은 금층 및 25μm 두께의 두꺼운 은층으로 코팅되는 금속 셀 요소 부품을 이용한 전기 분해 셀의 240일간의 작동에서의 전압 곡선을 도시한다.
도 8은 스케일이 25:1인, 테스트 시리즈 3로부터 금의 중간층을 구비하는 은으로 도금된 니켈 와이어의 가로놓인 현미경 사진이다.
도 9는 스케일이 500:1인, 테스트 시리즈 3로부터 금의 중간층을 구비하는 은으로 도금된 니켈 와이어의 가로놓인 현미경 사진이다.
도 10은 금의 경량층을 구비한 Ni-Ag 바인더 층의 SEM 이미지이다.
도 11은 본 발명의 코팅을 구비하는 캐소드 하프 쉘 내의 금속 셀 요소 부품의 기본 구성을 도시한다.
The following figures are used to explain the invention in more detail.
FIG. 1 shows the voltage curves in the first 65 days of operation of an electrolysis cell with electrodes, as shown in DE 10 2004 034 886 A1, with electrolysis cell voltage in test series 1. FIG.
2 is a simplified stability plot of Ni—H 2 O at 85 ° C. for NHE.
3 is a simplified stability plot of Au-H 2 O at 85 ° C. for NHE.
4 is a simplified stability plot of Ag-H 2 O at 85 ° C. for NHE.
5 is the electrolysis cell voltage in test series 2, 10? The voltage curves for 80 days of operation of an electrolysis cell using a metal cell element component with a thick layer of silver are shown.
FIG. 6 is an overlaid micrograph of nickel wire plated with silver from Test Series 2 with a scale of 100: 1.
FIG. 7 shows the voltage curves for 240 days of operation of an electrolysis cell using a metal cell element component coated with a 0.15 μm thick gold layer and a 25 μm thick silver layer with electrolysis cell voltage in test series 3. FIG. .
FIG. 8 is an overlaid micrograph of nickel plated silver wire with an interlayer of gold from Test Series 3 with a scale of 25: 1.
FIG. 9 is an overlaid micrograph of nickel plated silver wire with an intermediate layer of gold from Test Series 3 with a scale of 500: 1.
10 is an SEM image of a Ni—Ag binder layer with a lightweight layer of gold.
Figure 11 shows the basic configuration of a metal cell element component in a cathode half shell with a coating of the present invention.

니켈과 은은 결합하지 않는다는 것은 재료 화학으로부터 알려져 있다. 녹는점을 초과하는 경우에도, 이들 금속은 혼합될 수 없고, 단지 편정(monotectic) 시스템을 형성한다. 이러한 거동은 니켈/금 및 금/은의 혼합물에는 적용되지 않아, 3-층 시스템의 코팅 테스트가 개시되었다. 그 결과, 니켈 부품이 먼저 얇은 0.15μm 금층으로 코팅되고, 이어서 25μm 은층이 코팅되었다. 이에 따라 제조된 니켈 부품이 산소-탈분극된 캐소드를 구비하는 새롭게 제조된 염소-알칼리 전기 분해 셀 내에 설치되었고, 테스트 시리즈 3에서 연속 부하 테스트의 대상이 되었다.It is known from material chemistry that nickel and silver do not bond. Even when the melting point is exceeded, these metals cannot be mixed and only form a monotectic system. This behavior did not apply to mixtures of nickel / gold and gold / silver, which initiated a coating test of a three-layer system. As a result, the nickel component was first coated with a thin 0.15 μm gold layer followed by a 25 μm silver layer. The nickel component thus produced was installed in a freshly prepared chlor-alkali electrolysis cell with an oxygen-depolarized cathode and subjected to continuous load testing in test series 3.

테스트 시리즈 3에서, 두 개의 전기 분해 셀이, 테스트 시리즈 2와 유사한 방식으로, 연속 작동으로 테스트되었다. 양 셀은 2.7m2의 능동적 전기 분해 표면을 가지고 있고, 플레미온(Flemion) F8020 멤브레인을 갖추고 있다. 연속 전류 밀도는 4kA/m2이었고, 작동 온도는 88℃, NaCl 양극액 농도는 210g/l, NaOH 음극액 배출 농도는 32%w/w, 그리고 포화된 습한 산소의 화학량적 초과량은 다시 20%이었다. 도 7는 240일 작동을 거친 테스트 시리즈 3의 전압 곡선을 나타낸다. 서로 다른 기호들이 전기 분해 셀(음영된 다이아몬드형 및 음영되지 않은 삼각형) 각각에 대하여 이용된다.In test series 3, two electrolysis cells were tested in continuous operation, in a manner similar to test series 2. Both cells have an active electrolysis surface of 2.7 m 2 and are equipped with the Flemion F8020 membrane. The continuous current density was 4 kA / m 2 , the operating temperature was 88 ° C., the NaCl anolyte concentration was 210 g / l, the NaOH catholyte discharge concentration was 32% w / w, and the stoichiometric excess of saturated wet oxygen was again 20 It was%. 7 shows the voltage curve of test series 3 after 240 days of operation. Different symbols are used for each of the electrolysis cells (shaded diamonds and unshaded triangles).

도 7에 따른 테스트 시리즈 3의 결과는, 이용된 산소-탈분극된 캐소드의 특징의 결과라고 볼 수 있는 초기의 약간의 전압 증가를 보여준다. 그 다음에 200일 보다 많은 작동일에 걸쳐 안정된 단계가 이어진다. 복수의 시작 및 정지는 셀 전압에 대하여 감지할 수 있는 영향을 주지 않는다.The results of test series 3 according to FIG. 7 show an initial slight voltage increase which can be seen as a result of the characteristics of the oxygen-depolarized cathode used. A stable phase is then followed over more than 200 working days. Multiple start and stop have no appreciable effect on cell voltage.

테스트를 완료한 후, 3개의 금속 부품 - 지지 구조, 탄성 요소, 및 와이어 그리드를 포함하는 산소-탈분극된 캐소드 - 가 검사되었고, 조건이 현미경 사진을 통하여 확인되었다. 이것이 도 8 및 도 9에 도시된다. 층들이 상당히 느슨해지거나 스폴링(spalling off)하는 것은 관찰되지 않았다. 니켈 지지 구조는 균일하게 전자-은-도금되고, 표면이 약간 거칠어진다.After completing the test, three metal parts-oxygen-depolarized cathodes, including support structures, elastic elements, and wire grids-were examined and the conditions confirmed through micrographs. This is shown in FIGS. 8 and 9. No significant loosening or spalling off of the layers was observed. The nickel support structure is uniformly electro-silver-plated and the surface is slightly roughened.

놀랍게도, 산소-탈분극된 캐소드 및 산소-탈분극된 캐소드의 아래에서 평면-평행하게 위치된 탄성 요소 사이의 물리적으로 균일한 결합이 검사 중에 또한 발견되었다. 산소-탈분극된 캐소드의 촉매 스트립의 내부로 감긴 은 산화물은, 전기 분해 셀의 처음의 시작 과정에서 은으로 환원된다. 이 공정에서, 산소-탈분극된 캐소드의 금속 그리드와 본 발명의 코팅을 가지는 적어도 하나의 탄성 요소를 형성하는 은 스트립으로부터 물리적으로 극히 균일한 결합이 이루어지며, 부품의 은층이 적어도 부분적으로 형성된 화학 결합을 형성함에 따라 상기 결합은 분해되는 과정에서 분리되기 매우 어렵다. 이러한 형태의 결합은 전기 분해 셀을 통한 전류 전달 과정에서의 낮은 저항 손실로 이어지며, 이에 따라, 장기적인 작동 중 시작 및 정지에 의하여 영향을 받지 않는 낮고 안정된 셀 전압이 달성된다.Surprisingly, a physically uniform bond between the oxygen-depolarized cathode and the elastic element located plane-parallel below the oxygen-depolarized cathode was also found during the inspection. The silver oxide wound into the catalyst strip of the oxygen-depolarized cathode is reduced to silver during the initial start of the electrolysis cell. In this process, a physically extremely uniform bond is achieved from a metal strip of oxygen-depolarized cathode and a silver strip forming at least one elastic element having the coating of the present invention, wherein the silver layer of the component is at least partially formed of a chemical bond By forming the bond is very difficult to separate in the process of decomposition. This type of coupling leads to a low resistance loss in the current transfer process through the electrolysis cell, thereby achieving a low and stable cell voltage which is not affected by start and stop during long term operation.

도 10은 니켈 및 은 사이에 바인더 층을 형성하는 중간 금층의 조건을 보여준다. 뚜렷한 부식이 여기에 존재하지 않는다.10 shows the conditions of the intermediate gold layer forming a binder layer between nickel and silver. There is no obvious corrosion here.

마지막으로, 도 11은 본 발명의 코팅을 구비하는 금속 셀 요소 부품의 기본 구성을 보여준다. 기반은 캐소드 하프 쉘(1)이다. 전류 분배기(3) 부품뿐만 아니라 후방 벽에 용접된 금속 웹들(2)이 좁은 측벽과 평행하게 배열된다. 탄성 요소(4) 부품이 전류 분배기(3) 및 산소-탈분극된 캐소드 사이에 압입된다. 탄성 요소에 평면-평행하게 위치된 산소-탈분극된 캐소드는, 의도된 목적으로 전기 분해 셀이 작동하는 동안, 금속 그리드(5) 및 탄성 요소(4)와의 연결/결합을 형성하는, 촉매 스트립(6)이 감긴 천공된 금속 그리드, 또는 정확하게는 와이어 그리드(5)로 구성되고, 상기 연결/결합은 높은 전도성 및 이에 따른 낮은 옴 저항에 의하여 특징지어진다.
Finally, Figure 11 shows the basic configuration of a metal cell element component with a coating of the present invention. The base is a cathode half shell 1. The parts of the current divider 3 as well as the metal webs 2 welded to the rear wall are arranged in parallel with the narrow side wall. A component of elastic element 4 is press fit between the current distributor 3 and the oxygen-depolarized cathode. Oxygen-depolarized cathodes, which are located plane-parallel to the elastic element, form a catalyst strip, which forms a connection / bonding with the metal grid 5 and the elastic element 4 during the operation of the electrolysis cell for the intended purpose. 6) consists of a wound perforated metal grid, or precisely a wire grid 5, wherein the connection / coupling is characterized by high conductivity and hence low ohmic resistance.

Claims (4)

금속 셀 요소 부품을 포함하는 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘로서. 상기 금속 셀 요소 부품은,
- 캐소드 하프 쉘의 후방 벽에 용접된 금속 지지 구조 및 상기 금속 지지 구조상에 평면-평행하게 위치된 적어도 하나의 금속 탄성 요소와,
- 상기 적어도 하나의 금속 탄성 요소에 대항하여 놓여져 있고, 천공된 금속 그리드와, PTFE 및 은 산화물로 이루어져 상기 천공된 금속 그리드에 기계적으로 압입되는 촉매 스트립을 포함하는 산소-탈분극된 캐소드를 포함하고,
상기 은 산화물은, 상기 산소-탈분극된 캐소드의 부품들 및 상기 적어도 하나의 탄성 요소 사이의 균일한 연결/결합으로, 높은 전도성에 의하여 특징지어지는 연결/결합을 발생시키면서, 전기 분해 플랜트의 작동 중, 은으로 환원되며,
상기 금속 부품들 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 층을 포함하는 전기전도성 코팅을 구비하고, 두 개의 층은,
- 셀 요소 재료에 직접 도포되고, Au, B-도핑된(B-doped) 니켈, Ni 황화물 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되며, 0.005 내지 0.2?의 층 두께를 가지는 제1층과,
- 상기 제1층에 도포되고, 은으로 이루어지며, 0.1 내지 30?의 층 두께를 가지는 제2층으로 이루어지는 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘.
As a cathode half shell of an electrolysis cell comprising a metal cell element component. The metal cell element component,
A metal support structure welded to the rear wall of the cathode half shell and at least one metal elastic element positioned plane-parallel on the metal support structure,
An oxygen-depolarized cathode placed against said at least one metal elastic element and comprising a perforated metal grid and a catalyst strip made of PTFE and silver oxide mechanically indented into said perforated metal grid,
The silver oxide, during the operation of the electrolysis plant, generates a connection / coupling characterized by high conductivity, with a uniform connection / coupling between the components of the oxygen-depolarized cathode and the at least one elastic element. , Reduced to silver,
At least one of the metal parts has an electroconductive coating comprising at least two layers, the two layers being:
A first layer applied directly to the cell element material and selected from the group comprising Au, B-doped nickel, Ni sulfide and mixtures thereof, having a layer thickness of 0.005 to 0.2 °;
-Cathode half shell of an electrolysis cell, applied to said first layer, consisting of silver, consisting of a second layer having a layer thickness of 0.1 to 30 ?.
제1항에 있어서,
전류를 전도하는 상기 전기 분해 셀의 모든 셀 요소 부품들이 코팅되는 것을 특징으로 하는 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘.
The method of claim 1,
Cathode half shell of an electrolysis cell, wherein all cell element components of the electrolysis cell conducting current are coated.
제1항 또는 제2항에 있어서,
가성 소다와 접촉되는 상기 전기 분해 셀의 모든 셀 요소 부품들이 코팅되는 것을 특징으로 하는 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘.
3. The method according to claim 1 or 2,
A cathode half shell of an electrolysis cell, wherein all cell element components of the electrolysis cell in contact with caustic soda are coated.
상기 청구항들 중 하나에 따른 전기 분해 셀의 캐소드 하프 쉘의 용도에 있어서,
상기 전기 분해 셀은 염소-알칼리 전기 분해에 이용되는 것을 특징으로 하는 캐소드 하프 쉘의 용도.
In the use of the cathode half shell of an electrolysis cell according to one of the claims,
And said electrolysis cell is used for chlor-alkali electrolysis.
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