NL1019454C2 - Method and device for carrying out electrochemical reactions. - Google Patents

Method and device for carrying out electrochemical reactions. Download PDF

Info

Publication number
NL1019454C2
NL1019454C2 NL1019454A NL1019454A NL1019454C2 NL 1019454 C2 NL1019454 C2 NL 1019454C2 NL 1019454 A NL1019454 A NL 1019454A NL 1019454 A NL1019454 A NL 1019454A NL 1019454 C2 NL1019454 C2 NL 1019454C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
liquid
hollow fibers
electrolyte
gaseous component
electrode
Prior art date
Application number
NL1019454A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Machiel Saakes
Willem Rintcius Ter Veen
Original Assignee
Tno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tno filed Critical Tno
Priority to NL1019454A priority Critical patent/NL1019454C2/en
Priority to PCT/NL2002/000779 priority patent/WO2003052169A1/en
Priority to AU2002347663A priority patent/AU2002347663A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1019454C2 publication Critical patent/NL1019454C2/en

Links

Classifications

    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/08Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

Titel: Werkwijze en een inrichting voor het uitvoeren van elektrochemische reactiesTitle: Method and device for carrying out electrochemical reactions

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het uitvoeren van elektrochemische reacties, in het bijzonder elektrochemische reacties met op geloste gasvormige componenten, zoals de elektrochemische productie van waterstofperoxide uit opgelost zuurstofgas.The invention relates to a method and an apparatus for carrying out electrochemical reactions, in particular electrochemical reactions with dissolved gaseous components, such as the electrochemical production of hydrogen peroxide from dissolved oxygen gas.

5 Bij de elektrochemische synthese van verbindingen uitgaande van één of meer gasvormige componenten, wordt in de stand van de techniek gebruik gemaakt van geleidende vloeistoffen waarin de gasvormige component is opgelost. Een dergelijke vloeistof met daarin opgelost één of meer gasvormige componenten wordt in de onderhavige aanvrage 10 aangeduid als elektrolyt. De elektrochemische reactie wordt uitgevoerd door de elektrolyt in contact te brengen met een elektrode. Indien bijvoorbeeld oxidatie van de gasvormige component gewenst is wordt de elektrolyt in contact gebracht met een anode. Voor reductie van de gasvormige component wordt de elektrolyt in contact gebracht met de kathode.In the electrochemical synthesis of compounds starting from one or more gaseous components, use is made in the prior art of conductive liquids in which the gaseous component is dissolved. Such a liquid with one or more gaseous components dissolved therein is referred to in the present application as electrolyte. The electrochemical reaction is carried out by contacting the electrolyte with an electrode. For example, if oxidation of the gaseous component is desired, the electrolyte is contacted with an anode. To reduce the gaseous component, the electrolyte is contacted with the cathode.

15 Het oppervlak van de gebruikte elektrode kan mede bepalend zijn voor het rendement van de elektrochemische cel waarin de reactie wordt uitgevoerd. Teneinde het rendement te verhogen, wordt bij elektrische cellen, zoals batterijen, wel gebruikt gemaakt van zgn. driedimensionale elektroden, dat wil zeggen een elektrode op basis van een poreus materiaal, 20 zoals vilt (ter onderscheiding van een vlakke, of tweedimensionale elektrode). Door het poreuze karakter van een driedimensionale elektrode kan de elektrolyt in de elektrode doordringen en kan een groter contactoppervlak worden verkregen, waardoor in principe een beter rendement van de cel wordt bereikt.The surface area of the electrode used may also determine the efficiency of the electrochemical cell in which the reaction is carried out. In order to increase the efficiency, electric cells, such as batteries, do use so-called three-dimensional electrodes, that is to say an electrode based on a porous material, such as felt (to distinguish a flat or two-dimensional electrode). Due to the porous nature of a three-dimensional electrode, the electrolyte can penetrate into the electrode and a larger contact surface can be obtained, whereby in principle a better efficiency of the cell is achieved.

25 Gebleken is echter dat het verhogen van het elektrodeoppervlak van cellen voor het uitvoeren van elektrochemische reacties met gasvormige componenten er toe leidt dat de elektrolyt eerder uitgeput raakt, omdat de t 0 ' . ; 2 gasvormige component sneller wordt omgezet. Indien de elektrochemische cel wordt ingezet voor het produceren van gassen geldt een analoog bezwaar; de geproduceerde gassen kunnen niet snel genoeg uit de oplossing worden afgevoerd, waardoor rondom de elektrode lokaal oververzadiging 5 ontstaat van het gasvormige product, hetgeen een ongunstige evenwichtsligging tot gevolg heeft. Hierdoor wordt ook in dit geval een ongunstig rendement verkregen en wordt het voordeel van het grotere elektrodeoppervlak, althans gedeeltelijk, teniet gedaan.However, it has been found that increasing the electrode surface of cells to perform electrochemical reactions with gaseous components leads to the electrolyte becoming depleted earlier because the t 0 '. ; 2 gaseous component is converted faster. An analogous objection applies if the electrochemical cell is used for the production of gases; the produced gases cannot be discharged from the solution quickly enough, as a result of which locally over-saturation of the gaseous product arises around the electrode, which results in an unfavorable equilibrium position. As a result, also in this case an unfavorable efficiency is obtained and the advantage of the larger electrode surface is, at least partially, canceled out.

Om deze reden is het in de praktijk vaak niet zinvol om voor het 10 uitvoeren van elektrochemische reacties met gasvormige componenten driedimensionale elektroden toe te passen en wordt bij dergelijke toepassingen vaak volstaan met conventionele vlakke elektroden. Het rendement van dergelijke cellen is voor het uitvoeren van elektrochemische omzettingen, mede door de snelle uitputting, dan wel oververzadiging en het 15 grote volume dat dergelijke cellen innemen doorgaans te laag om tot een economisch interessante productie te komen.For this reason, it is often not useful in practice to use three-dimensional electrodes for performing electrochemical reactions with gaseous components, and conventional flat electrodes are often sufficient in such applications. The efficiency of such cells is generally too low for carrying out electrochemical conversions, in part due to the rapid depletion or oversaturation and the large volume that such cells occupy in order to achieve economically interesting production.

Gevonden is dat door toepassing van holle microporeuze vezels een zeer doelmatige uitwisseling van gas vanuit of naar de vloeistof kan worden bereikt.It has been found that by using hollow microporous fibers, a very efficient exchange of gas from or to the liquid can be achieved.

20 Derhalve betreft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het uitvoeren van een elektrochemische reactie, waarbij een elektrolyt, welke een vloeistof omvat met daarin opgelost ten minste een gasvormige component, in elektrisch geleidend contact wordt gebracht met een elektrode en waarbij genoemde gasvormige component wordt toegevoerd, 25 dan wel afgevoerd, door toepassing van een of meer holle vezels welke holle vezels een althans gedeeltelijk microporeuze wand hebben.The present invention therefore relates to a method for carrying out an electrochemical reaction, wherein an electrolyte, which comprises a liquid with at least one gaseous component dissolved therein, is brought into electrically conductive contact with an electrode and wherein said gaseous component is supplied, 25 or discharged, by using one or more hollow fibers, which hollow fibers have an at least partially microporous wall.

De onderhavige uitvinding berust op het inzicht dat het mogelijk is gebleken de gasvormige component zodanig fijn verdeeld in de vloeistof te brengen, dat de uitputting van de elektrolyt als gevolg van een hoog 30 elektrodeoppervlak aanmerkelijk minder snel optreedt. Verrassenderwijs 3 blijkt het inbrengen van de gasvormige component in de vloeistof zeer goed uitvoerbaar te zijn met behulp van holle vezels. Andersom blijkt het tevens mogelijk om opgelost gas dat zich langs elektrochemische weg gevormd heeft in de elektrolyt hieruit te winnen met behulp van de holle vezels. De 5 onderhavige uitvinding heeft derhalve betrekking op elektrochemische omzettingen, waarbij in vloeistof opgeloste gasvormige componenten figureren, waarbij deze componenten zowel reactanten voor, als producten van de genoemde elektrochemische omzetting kunnen zijn.The present invention is based on the insight that it has been found possible to introduce the gaseous component into the liquid in such a finely divided manner that the depletion of the electrolyte as a result of a high electrode surface occurs considerably less rapidly. Surprisingly, it appears that the introduction of the gaseous component into the liquid can be carried out very well with the aid of hollow fibers. Conversely, it also appears possible to recover dissolved gas which has formed electrochemically in the electrolyte with the aid of the hollow fibers. The present invention therefore relates to electrochemical conversions in which gaseous components dissolved in liquid figure, wherein these components can be both reactants for and products of the aforementioned electrochemical conversion.

Het inbrengen of verzamelen van gasvormige componenten met 10 behulp van holle vezels verloopt zeer efficiënt, hetgeen bijdraagt aan de compactheid van de inrichting.The introduction or collection of gaseous components with the aid of hollow fibers is very efficient, which contributes to the compactness of the device.

Doordat de gasoverdracht van of naar de vloeistof volgens de uitvinding zo efficiënt is, kan de elektrochemische reactie met bijzonder groot voordeel worden uitgevoerd met behulp van driedimensionale 15 elektroden. Geschikte driedimensionale elektroden zijn elektroden welke grafietvilt, koolstofvilt, metaalschuimen en/of reticulair verglaasd koolstof omvatten. De toepassing van driedimensionale elektroden draagt vervolgens verder bij aan een hoge efficiency, waardoor de inrichtingen volgens de uitvinding nog compacter kunnen worden uitgevoerd.Because the gas transfer from or to the liquid according to the invention is so efficient, the electrochemical reaction can be carried out with particularly great advantage with the aid of three-dimensional electrodes. Suitable three-dimensional electrodes are electrodes which include graphite felt, carbon felt, metal foams, and / or reticularly vitrified carbon. The use of three-dimensional electrodes then further contributes to a high efficiency, as a result of which the devices according to the invention can be made even more compact.

20 Een geschikte inrichting voor het uitvoeren van een elektrochemische reactie volgens de uitvinding omvat ten minste een elektrodepaar dat in elektrisch geleidend contact kan worden gebracht met een elektrolyt, en middelen voor het toevoeren van een gasvormige component aan een vloeistof teneinde genoemde elektrolyt te vormen en/of 25 middelen voor het afvoeren van ten minste een gasvormige component afkomstig uit de elektrolyt welke een vloeistof met daarin op gelost een gasvormig product omvat, welke middelen een of meerdere holle vezels omvatten met een althans gedeeltelijk microporeuze wand.A suitable device for performing an electrochemical reaction according to the invention comprises at least one pair of electrodes that can be brought into electrically conductive contact with an electrolyte, and means for supplying a gaseous component to a liquid to form said electrolyte and / or or means for discharging at least one gaseous component from the electrolyte which comprises a liquid with a gaseous product dissolved therein, which means comprise one or more hollow fibers with an at least partially microporous wall.

De afmetingen van de holle vezels kunnen in principe vrij gekozen 30 worden en hangen af van de beoogde toepassing. Bij voorkeur worden holle n 4 vezels met een binnendiameter van 50 tot 5000 μηα toegepast, met meer voorkeur van 100 tot 500 μιη. De wanddikte bedraagt bij voorkeur 20 tot 200 μιη. De lengte kan variëren van enige centimeters tot tientallen centimeters of meer. De holle vezels welke worden toegepast volgens de 5 uitvinding zijn geheel of gedeeltelijk microporeus, waarbij de microporiën bij voorkeur een afmeting hebben van 0,05 tot 0,5 μιη, met meer voorkeur van 0,1 tot 0,2 μιη.The dimensions of the hollow fibers can in principle be chosen freely and depend on the intended application. Preferably hollow and 4 fibers with an inner diameter of 50 to 5000 μηα are used, more preferably from 100 to 500 μιη. The wall thickness is preferably 20 to 200 μιη. The length can vary from a few centimeters to tens of centimeters or more. The hollow fibers which are used according to the invention are wholly or partially microporous, the micropores preferably having a size of 0.05 to 0.5 µm, more preferably of 0.1 to 0.2 µm.

Geschikte materialen voor de holle vezels zijn polyethyleen, polypropyleen, polytetrafluoroethyleen.Suitable materials for the hollow fibers are polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene.

10 De elektroden worden in een ruimte geplaatst in welke ruimte de elektrolyt kan worden gebracht. Bij voorkeur wordt de ruimte met de elektroden direct geplaatst achter de ruimte met daarin de holle vezels zodat de weg die de elektrolyt hoeft af te leggen tussen de zone waar gasuitwisseling plaatsvindt en waar de elektrochemische omzetting 15 plaatsvindt zo kort mogelijk is. De werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur continu uitgevoerd.The electrodes are placed in a space in which space the electrolyte can be introduced. The space with the electrodes is preferably placed directly behind the space with the hollow fibers therein so that the path that the electrolyte has to travel between the zone where gas exchange takes place and where the electrochemical conversion takes place is as short as possible. The method according to the invention is preferably carried out continuously.

De elektroden, welke het elektrodenpaar vormen, worden op overigens conventionele wijze in de ruimte waar de elektrochemische omzetting plaatsvindt gebracht. Desgewenst kan deze ruimte in 20 compartimenten worden onderverdeeld door toepassing van een membraan, waardoor voorkomen wordt dat het gevormde product wordt omgezet aan de tegenelectrode (anode of kathode). Het membraan, kan ofwel kationspecifiek (bijvoorbeeld Navion™), ofwel anionspecifiek zijn.The electrodes which form the pair of electrodes are introduced into the space where the electrochemical conversion takes place in an otherwise conventional manner. If desired, this space can be subdivided into compartments by the use of a membrane, thereby preventing the formed product from being converted to the counter electrode (anode or cathode). The membrane may be either cation-specific (e.g., Navion ™) or anion-specific.

Een bijkomend voordeel van de werkwijze en inrichting volgens de 25 uitvinding is dat modules met holle vezels en modules met elektroden gemakkelijk geschakeld kunnen worden. Op deze wijze kan een inrichting verkregen worden met een capaciteit welke kan worden afgestemd op de gewenste grootte.An additional advantage of the method and device according to the invention is that modules with hollow fibers and modules with electrodes can be easily switched. In this way a device can be obtained with a capacity which can be adjusted to the desired size.

De holle vezels waardoor het gas wordt aan- of afgevoerd kunnen 30 ieder aan een of aan beide uiteinden geopend zijn. Voor de aanvoer van een 5 gasvormige component wordt een gasstroom omvattende de gasvormige component aan een uiteinde van de holle vezel toegevoerd. Naast de gasvormige component kan deze gasstroom ook nog een dragergas omvatten. Indien de holle vezel aan beide uiteinde open is, zal de 5 gasvormige component door de wand van de vezel heen diffunderen en in de vloeistof, welke zich rondom de vezel aan de buitenzijde bevindt, oplossen. Indien een uiteinde van de vezel gesloten is, kan de gasstroom door de vezelwand heen geregeld worden door het instellen van een geschikte druk. Bij voorkeur wordt bij de variant waarbij vezels met een gesloten uiteinde 10 worden toegepast geen dragergas gebruikt.The hollow fibers through which the gas is supplied or discharged can each be open at one or both ends. For the supply of a gaseous component, a gas stream comprising the gaseous component is supplied to one end of the hollow fiber. In addition to the gaseous component, this gas stream can also comprise a carrier gas. If the hollow fiber is open at both ends, the gaseous component will diffuse through the wall of the fiber and dissolve in the liquid that is around the fiber on the outside. If one end of the fiber is closed, the gas flow through the fiber wall can be controlled by adjusting a suitable pressure. Preferably, in the variant where fibers with a closed end are used, carrier gas is not used.

Voor de productie van gasvormige componenten kan eveneens een draaggas worden gebruikt teneinde de gasvormige producten uit de vezels af te voeren. In dat geval worden vezels met twee open uiteinden gebruikt. Ook is het mogelijk om het gasvormige product af te voeren door vezels met 15 slechts een open uiteinde. In dat geval hoeft geen draaggas te worden toegepast.For the production of gaseous components, a carrier gas can also be used to remove the gaseous products from the fibers. In that case, fibers with two open ends are used. It is also possible to discharge the gaseous product through fibers with only one open end. In that case, no carrier gas needs to be applied.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt de vloeistof dwars op genoemde holle vezels aangestroomd. Hierbij kan zeer geschikt gebruik worden gemaakt van zgn. dwars-20 aangestroomde modules (DAM). Dergelijke modules zijn beschreven in US-A-6 103 118 en omvatten meerdere holle vezels, welke aan boven en onderzijde zijn ingeklemd in een potting. Op deze wijze wordt een module met twee compartimenten verkregen, welke van elkaar zijn gescheiden door de wand van de microporeuze holle vezels. Deze modules kunnen zodanig 25 worden vormgegeven, dat zij gemakkelijk geschakeld kunnen worden, bijvoorbeeld door afwisselend een DAM en een elektrodecompartiment te plaatsen, desgewenst een aantal malen herhaald.According to a preferred embodiment of the present invention, the liquid is flowed transversely to said hollow fibers. For this, very suitable use can be made of so-called transversely supplied modules (DAM). Such modules are described in US-A-6 103 118 and comprise a plurality of hollow fibers, which are clamped in a potting at the top and bottom. In this way a module with two compartments is obtained, which are separated from each other by the wall of the microporous hollow fibers. These modules can be designed such that they can easily be switched, for example by alternately placing a DAM and an electrode compartment, repeated a number of times if desired.

Doordat de vloeistof de holle vezels dwars aanstroomt (dat wil zeggen in een richting loodrecht op de richting van de vezels) wordt een 6 uitzonderlijk goede stofoverdracht verkregen als gevolg van het zeer intensieve gas/vloeistof-contact.Because the liquid flows across the hollow fibers transversely (i.e. in a direction perpendicular to the direction of the fibers) an exceptionally good material transfer is obtained as a result of the very intensive gas / liquid contact.

De onderhavige uitvinding kan worden ingezet voor diverse elektrochemische omzettingen uitgaande van in vloeistof opgeloste 5 reagentia of voor elektrochemische omzettingen waarbij in vloeistof opgeloste gasvormige producten worden gevormd. De elektrolyt kan een waterige vloeistof zijn, maar het is ook mogelijk om een organische vloeistof voor dit doel te gebruiken. Voorbeelden van organische vloeistoffen zijn propyleencarbonaat, diethylcarbonaat of dimethylcarbonaat. Desgewenst 10 kan de geleidbaarheid van de elektrolyt worden verhoogd door toevoeging van zouten.The present invention can be used for various electrochemical conversions starting from liquid-dissolved reagents or for electrochemical conversions in which gaseous products dissolved in liquid are formed. The electrolyte can be an aqueous liquid, but it is also possible to use an organic liquid for this purpose. Examples of organic liquids are propylene carbonate, diethyl carbonate or dimethyl carbonate. If desired, the conductivity of the electrolyte can be increased by adding salts.

De uitvinding kan bijvoorbeeld worden toegepast voor de productie van waterstofperoxide, waarbij water aan de kathode met zuurstof wordt omgezet. Volgens de uitvinding kunnen zeer hoge zuurstofconcentraties 15 bereikt worden (tot 50 mg/liter of meer). Door toepassing van driedimensionale grafietviltelektroden kan de op geloste zuurstof zeer snel worden omgezet. Omdat de gastoevoer zeer efficiënt verloopt kan de concentratie van het zuurstof op een voldoende hoog peil gehouden worden om een hoge productiesnelheid van waterstofperoxide te waarborgen. Op 20 deze wijze kan een waterstofperoxideproduct worden verkregen met een concentratie, welke zo hoog kan zijn als 500 ppm. Een dergelijke concentratie is toereikend voor velerlei toepassingen, zoals reiniging, zuivering van afvalwater, etc.The invention can be used, for example, for the production of hydrogen peroxide, wherein water is converted at the cathode with oxygen. According to the invention, very high oxygen concentrations can be achieved (up to 50 mg / liter or more). By using three-dimensional graphite felt electrodes, the oxygen released can be converted very quickly. Because the gas supply is very efficient, the concentration of the oxygen can be kept at a sufficiently high level to ensure a high production rate of hydrogen peroxide. In this way a hydrogen peroxide product can be obtained with a concentration that can be as high as 500 ppm. Such a concentration is sufficient for many applications, such as cleaning, purification of waste water, etc.

Volgens de uitvinding kan een waterstofperoxideoplossing in situ 25 worden geproduceerd voor uiteenlopende toepassingen. Bijzonder interessant is de toepassing van het volgens de uitvinding geproduceerde waterstofperoxide als desinfecterend middel bij de behandeling van water, bijvoorbeeld zwembadwater. Volgens de uitvinding volstaat een compacte inrichting waaraan als reagentia uitsluitend water en zuurstof hoeven te 5 0 1 i_ * .According to the invention, a hydrogen peroxide solution can be produced in situ for various applications. The use of the hydrogen peroxide produced according to the invention as a disinfectant in the treatment of water, for example swimming pool water, is particularly interesting. According to the invention, a compact device is sufficient to which only water and oxygen need be used as reagents.

7 worden toegevoerd, welke producten doorgaans ruimschoots voorhanden zijn.7, which products are generally readily available.

Een ander voorbeeld is de productie van zuurstof door de oxidatie van water aan de anode, waarbij bijvoorbeeld een DSA (dimensioneel 5 stabiele anode) wordt toegepast. Dit zijn gecoate titaananodes, waarbij de coating een edelmetaal omvat (Pt, Iridiumoxide of Rutheenoxide). Het gevormde zuurstof lost op in het water en kan worden afgevoerd door de holle vezels.Another example is the production of oxygen through the oxidation of water at the anode, wherein, for example, a DSA (dimensionally stable anode) is used. These are coated titanium anodes, the coating comprising a noble metal (Pt, Iridium oxide or Ruthenic oxide). The oxygen formed dissolves in the water and can be discharged through the hollow fibers.

Op analoge wijze kan aan de kathode door reductie waterstof 10 gevormd worden, dat vervolgens uit de oplossing wordt verwijderd door toepassing van de holle vezels. Geschikte materialen voor de kathode bij de productie van waterstof zijn edelmetalen of metaalschuimen, van Ni of Cu.In an analogous manner, hydrogen can be formed at the cathode by reduction, which is subsequently removed from the solution by using the hollow fibers. Suitable materials for the cathode in the production of hydrogen are precious metals or metal foams, of Ni or Cu.

Ook kan de uitvinding worden toegepast voor de productie van waterstof, zuurstof, chloorgas, broomgas of fluorgas door oxidatie aan de 15 anode. Geschikte anodematerialen zijn bovengenoemde DSA's.The invention can also be used for the production of hydrogen, oxygen, chlorine gas, bromine gas or fluorine gas by oxidation at the anode. Suitable anode materials are the DSAs mentioned above.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van het onderstaande voorbeeld dat uitsluitend dient ter illustratie.The invention will be elucidated with reference to the example below, which is for illustrative purposes only.

Voorbeeld 20 Een dwars-aangestroomde module was voorzien van 500 holle vezels (materiaal: polypropyleen, binnendiameter 280 pm, wanddikte 10 pm, poriegrootte 0,2 pm). Drie van dergelijke dwarsaangestroomde modules werden alternerend geplaatst tussen driedimensionale grafietviltkathodes van een elektrochemische cel.Example 20 A transverse flow module was provided with 500 hollow fibers (material: polypropylene, inner diameter 280 µm, wall thickness 10 µm, pore size 0.2 µm). Three such transverse-flowed modules were alternately placed between three-dimensional graphite felt cathodes of an electrochemical cell.

25 Door de holle vezels werd zuivere zuurstof geleid zodat een concentratie van minimaal 30 ppm zuurstof in de vloeistof werd verkregen.Pure oxygen was passed through the hollow fibers so that a concentration of at least 30 ppm of oxygen in the liquid was obtained.

Door reductie van de aanwezige zuurstof in het elektrolyt (0,1 M KC1 oplossing en in een ander voorbeeld werd hiervoor kraanwater (0,25 mScnr1) gebruikt) aan de kathode werd in beide gevallen een 30 waterstofperoxide-concentratie van 500 ppm bereikt.By reducing the oxygen present in the electrolyte (0.1 M KCl solution and in another example tap water (0.25 mSc. No. 1) was used for this at the cathode, a hydrogen peroxide concentration of 500 ppm was achieved in both cases.

Claims (9)

1. Werkwijze voor het uitvoeren van een elektrochemische reactie, waarbij een elektrolyt, welke een vloeistof omvat met daarin opgelost ten minste een gasvormige component, in elektrisch geleidend contact wordt gebracht met een elektrode en waarbij genoemde gasvormige component 5 wordt toegevoerd, dan wel afgevoerd, door toepassing van een of meer holle vezels, welke holle vezels een althans gedeeltelijk microporeuze wand hebben.A method for carrying out an electrochemical reaction, wherein an electrolyte, which comprises a liquid with at least one gaseous component dissolved therein, is brought into electrically conductive contact with an electrode and wherein said gaseous component 5 is supplied or discharged, by using one or more hollow fibers, which hollow fibers have an at least partially microporous wall. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij genoemde vloeistof dwars op genoemde holle vezels wordt aangestroomd.Method according to claim 1, wherein said liquid is flowed transversely to said hollow fibers. 3. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemde elektrode een poreus materiaal omvat.A method according to any one of the preceding claims, wherein said electrode comprises a porous material. 4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij waterstof, zuurstof, chloorgas, broomgas of fluorgas wordt geproduceerd.A method according to any one of the preceding claims, wherein hydrogen, oxygen, chlorine gas, bromine gas or fluorine gas is produced. 5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, waarbij waterstof-15 peroxide wordt geproduceerd.5. A method according to any one of claims 1-4, wherein hydrogen peroxide is produced. 6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij als elektrode een grafietviltelektrode wordt toegepast.The method of claim 5, wherein a graphite felt electrode is used as the electrode. 7. Inrichting voor het uitvoeren van een elektrochemische reactie omvattende ten minste een elektrodepaar dat in elektrisch geleidend 20 contact kan worden gebracht met een elektrolyt, en middelen voor het toevoeren van een gasvormige component aan een vloeistof teneinde genoemde elektrolyt te vormen en/of middelen voor het afvoeren van ten minste een gasvormige component afkomstig uit de elektrolyt welke een vloeistof met daarin op gelost een gasvormig product omvat, welke middelen 25 een of meerdere holle vezels omvatten met een althans gedeeltelijk microporeuze wand.7. Device for performing an electrochemical reaction comprising at least one pair of electrodes that can be brought into electrically conductive contact with an electrolyte, and means for supplying a gaseous component to a liquid to form said electrolyte and / or means for discharging at least one gaseous component from the electrolyte which comprises a liquid with a gaseous product dissolved therein, which means comprise one or more hollow fibers with an at least partially microporous wall. 8. Inrichting volgens conclusie 7, waarbij genoemde holle vezels zodanig zijn opgesteld, dat deze dwars kunnen worden aangestroomd door genoemde vloeistof.Device as claimed in claim 7, wherein said hollow fibers are arranged such that they can be flowed transversely through said liquid. 9. Toepassing van holle vezels met een althans gedeeltelijk microporeuze wand voor het uitvoeren van elektrochemische reacties met elektrolyten welke een vloeistof met daarin opgelost ten minste een gasvormige component omvatten. 5 <i f\ f ·) ' V' i C. - vUse of hollow fibers with an at least partially microporous wall for carrying out electrochemical reactions with electrolytes which comprise a liquid with at least one gaseous component dissolved therein. 5 <i f \ f ·) 'V' i C. - v
NL1019454A 2001-11-30 2001-11-30 Method and device for carrying out electrochemical reactions. NL1019454C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1019454A NL1019454C2 (en) 2001-11-30 2001-11-30 Method and device for carrying out electrochemical reactions.
PCT/NL2002/000779 WO2003052169A1 (en) 2001-11-30 2002-12-02 Method and apparatus for carrying out electrochemical reactions
AU2002347663A AU2002347663A1 (en) 2001-11-30 2002-12-02 Method and apparatus for carrying out electrochemical reactions

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1019454A NL1019454C2 (en) 2001-11-30 2001-11-30 Method and device for carrying out electrochemical reactions.
NL1019454 2001-11-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1019454C2 true NL1019454C2 (en) 2003-06-03

Family

ID=19774349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1019454A NL1019454C2 (en) 2001-11-30 2001-11-30 Method and device for carrying out electrochemical reactions.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2002347663A1 (en)
NL (1) NL1019454C2 (en)
WO (1) WO2003052169A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2308701A1 (en) * 1975-04-25 1976-11-19 Battelle Memorial Institute GASEOUS ELECTROLYZER
DE3839567A1 (en) * 1988-11-24 1990-06-07 Akzo Gmbh Hollow-fibre module for separating off gas
DE4039018A1 (en) * 1990-12-04 1992-06-11 Arnold Gallien ELECTROLYSIS CELL FOR GAS DEVELOPING OR GAS-CONSUMING ELECTROLYTIC PROCESSES AND METHOD FOR PRODUCING THE ELECTROLYSIS CELL

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2308701A1 (en) * 1975-04-25 1976-11-19 Battelle Memorial Institute GASEOUS ELECTROLYZER
DE3839567A1 (en) * 1988-11-24 1990-06-07 Akzo Gmbh Hollow-fibre module for separating off gas
DE4039018A1 (en) * 1990-12-04 1992-06-11 Arnold Gallien ELECTROLYSIS CELL FOR GAS DEVELOPING OR GAS-CONSUMING ELECTROLYTIC PROCESSES AND METHOD FOR PRODUCING THE ELECTROLYSIS CELL

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003052169A1 (en) 2003-06-26
AU2002347663A1 (en) 2003-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8303781B2 (en) Electrolytic cells and methods for the production of ammonia and hydrogen
US4673473A (en) Means and method for reducing carbon dioxide to a product
CA2721057C (en) Electrochemical cell, and particularly a cell with electrodeposited fuel
OA11806A (en) Electrolytic apparatus, methods for purification of aqueous solutions and synthesis of chemicals.
WO2011014300A1 (en) Desalination system and method
US20110017610A1 (en) Device and process for breaking down pollutants in a liquid and also use of such a device
WO2006130390A2 (en) Electrochemical process for decomposition of hydrogen sulfide and production of sulfur
EP1287182B1 (en) Cathode for electrochemical regeneration of permanganate etching solutions
GB2332210A (en) Processing waste water
JP2021532981A (en) Electrochemical flow reactor
EP2877613B1 (en) Selective reductive electrowinning method
EP0141780A1 (en) Electrochemical water purification method
US4482440A (en) Electrochemical cell and process for manufacturing temperature sensitive solutions
NL1019454C2 (en) Method and device for carrying out electrochemical reactions.
JPH11226576A (en) Method and apparatus for treating wastewater
ES2243454T3 (en) PROCEDURE AND APPARATUS FOR SEPARATION OF DISSOLVED NITRATE.
KR100979028B1 (en) Separator Membrane for Capacitive Deionization of Waste Water or Saltwater, and Method for Deionization of Waste Water or Saltwater By Using the Separator Membrane
CA2184309A1 (en) Process for the purification of gases
FI88409B (en) FOERFARANDE FOER ELEKTROLYTISK PRODUKTION AV VAETEPEROXID
FR2542763A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR ELECTROLYSIS OF AQUEOUS SOLUTION DILUTED FROM CAUSTIC ALKALI
JP4779108B2 (en) Microflow electrochemical reactor and organic compound synthesis method using the same
US5464506A (en) Electrolytic device and method having a porous and stirring electrode
WO2023003044A1 (en) Lithium isotope concentration device, multi-stage lithium isotope concentration device, and lithium isotope concentration method
JPS6157396B2 (en)
NL1018720C2 (en) Electrochemical cell based on hollow-fiber membranes.

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20060601