NL8601906A

NL8601906A - ELECTRODE FOR ELECTROLYSIS WHEN APPLYING A DIAPHRAGM.

Info

Publication number: NL8601906A
Application number: NL8601906A
Authority: NL
Original assignee: Permelec Electrode Ltd
Priority date: 1985-07-29
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1987-02-16
Also published as: AU6066486A; SE464250B; SE8603238L; KR870001331A; KR890002058B1; GB2180556A; AU577957B2; FR2585372B1; SE8603238D0; GB8618262D0; IT1195878B; IT8648307A0; GB2180556B; DE3625506A1; FR2585372A1; DE3625506C2

Description

*r i* r i

Electrode voor electrolyse bij toepassing van een diafragma.Electrode for electrolysis when using a diaphragm.

De uitvinding heeft betrekking op een electrode voor electrolyse die wordt toegepast bij een electrolyse-proces dat met een diafragma werkt, en in het bijzonder op een electrode voor electrolyse-doeleinden die is geschikt 5 gemaakt voor een electrolyse-proces waarbij een electrode wordt geplaatst tegen een diafragma, zoals een ionenuitwisselings-membraan, en zich vanuit de electrode gas kan ontwikkelen*The invention relates to an electrode for electrolysis which is used in an electrolysis process which works with a diaphragm, and in particular to an electrode for electrolysis purposes which is adapted for an electrolysis process in which an electrode is placed against a diaphragm, such as an ion exchange membrane, and gas can evolve from the electrode *

Kort gelegen is in de elëctrolyse-industrie waarin chloor of natriumhydroxide wordt bereid door 10 de electrolyse van een oplossing in water van natriumchloride, een ionenuitwisselingsmembraan-proces waarbij electrolyse wordt uitgevoerd door de electrode tegen een membraan te plaatsen, ontwikkeld als een op uitmuntende wijze vervuiling voorkomend en energie besparend electrolyse-stelsel. Aldus 15 is een voor dit type proces geschikte uitmuntende electrode nodig.Briefly, in the electrolysis industry in which chlorine or sodium hydroxide is prepared by the electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride, is an ion exchange membrane process where electrolysis is performed by placing the electrode against a membrane, developed as an excellent fouling preventive and energy-saving electrolysis system. Thus, an excellent electrode suitable for this type of process is needed.

Bij de electrolyse van een oplossing in water van natriumchloride worden chloorgas en waterstofgas ontwikkeld aan respectievelijk de anode en de kathode, 20 en wordt natriumhydroxide bereid in het kathode-compartiment.In the electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride, chlorine gas and hydrogen gas are generated at the anode and cathode, respectively, and sodium hydroxide is prepared in the cathode compartment.

Indien in dit geval de electrode tegen het ionenuitwisselings-membraan wordt geplaatst, kan een verlaging van de electro-Ivse-spanning worden voorzien maar ontstaan er problemen bij deIn this case, if the electrode is placed against the ion exchange membrane, a decrease in the electro-Ivse voltage can be foreseen, but problems arise with the

5SS1SOS5SS1SOS

ί rf -2- circulatie van de electrolyt-oplossing of het afvoeren van het gegenereerde gas.ί rf -2- circulation of the electrolyte solution or discharge of the generated gas.

Om deze reden is voor de electrode tot nu toe gebruik gemaakt van een geperforeerd 5 bladvormig lichaam, zoals een geëxpandeerd metalen lichaam als getoond in fig. 6, een van ponsingen voorzien metalen lichaam als getoond in fig. 7, enzovoort. Bijvoorbeeld wordt een beschrijving van de toepassing van een geëxpandeerd metalen lichaam gevonden in de ter inzage gelegde Japanse 10 octrooiaanvrage nr. 1.14571/77, de Japanse gebruiksmodel-publicatie nr. 83756/80 en de ter inzage gelegde Japanse octrooiaanvrage nr. 185786/83.For this reason, the electrode has hitherto utilized a perforated sheet body, such as an expanded metal body as shown in Figure 6, a punched metal body as shown in Figure 7, and so on. For example, a description of the use of an expanded metal body is found in Japanese Patent Application Laid-open No. 1,14571 / 77, Japanese Utility Model Publication No. 83756/80 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 185786/83.

VOorts beschrijft de ter inzage gelegde Japanse octrooiaanvrage nr. 146884/81 het gebruik 15 van een geperforeerde bladvormige electrode als anode.For all, Japanese Patent Application Laid-Open No. 146884/81 describes the use of a perforated leaf electrode as anode.

Bij het produceren van geëxpandeerd metaal worden in de oorspronkelijke plaat sneden gemaakt en wordt cfèplaat geëxpandeerd door deze in een richting te trékken die loodrecht staat op de snijlijn, terwijl bij het produceren 20 van geponst metaal ronde, rechthoekige of anders gevormde gaten worden geponsd in de oorspronkelijk plaat, en er aldus een electrode-plaat wordt verkregen die is voorzien van openingen die nodig zijn voor het afvoeren van de gegenereerde gassen en dergelijke.In the production of expanded metal, cuts are made in the original sheet and expanded cfè sheet is expanded by drawing it in a direction perpendicular to the cutting line, while in the production of punched metal, round, rectangular or otherwise shaped holes are punched in the original plate, and thus an electrode plate is provided which has openings necessary for discharging the generated gases and the like.

q 25 Echter dient voor dergelijke openingen van een electrode de verhouding van de openingen tot het effectieve electrode-oppervlak van de electrodeplaat in het algemeen in het traject liggen vanaf ongeveer 30 tot ongeveer 60%. Om deze reden neemt bij gebruikelijke electroden het 30 volume van de electrode-geleider af met het volume dat overeenkomt met de openingsverhouding van vanaf ongeveer 30 tot ongeveer 60% in vergelijking met het volume van de oorspronkelijke plaat. Aldus presenteert de het gevolg zijnde toename van de a s. A ] Λ -3- electrische weerstand van de electrodeplaat onvermijdelijk een probleem als gevolg van de toename in de electrolyse-spanning.However, for such apertures of an electrode, the ratio of the apertures to the effective electrode area of the electrode plate should generally be in the range from about 30 to about 60%. For this reason, with conventional electrodes, the volume of the electrode conductor decreases by the volume corresponding to the opening ratio of from about 30 to about 60% compared to the volume of the original plate. Thus presents the resulting increase of the a s. A] Λ -3- electrical resistance of the electrode plate is inevitably a problem due to the increase in the electrolysis voltage.

Verder beschrijft de ter inzage 5 gelegde Japanse octrooiaanvrage nr,67882/83 een electrode waarvan de plaat is voorzien van een aantal geponste openingen in de vorm van een gekromd lint. Omdat de aldus geponste openingen echter afwisselend zijn aangebracht aan weerszijden van de electrodeplaat* is er zelfs wanneer de electrode tegen 10 het diafragma aanstaat steeds een bepaalde afstand tussen het hoofdvlak van de electrodeplaat en het diafragma zodat er een probleem ontstaat doordat de anode-kathode-afstand zo veel toeneemt.Furthermore, Japanese Patent Application Laid-open No. 67882/83 describes an electrode whose plate is provided with a number of punched openings in the form of a curved ribbon. However, because the openings thus punched are arranged alternately on either side of the electrode plate *, even when the electrode is against the diaphragm, there is always a certain distance between the main surface of the electrode plate and the diaphragm, so that a problem arises because the anode-cathode distance increases so much.

Zoals hierboven uiteengezet was 15 het in het met een diafragma werkende electrolyseproces waarin het genereren van een gas plaatsvindt aan de electrode, ónmogelijk voorzover het ging om de gebruikelijke electroden een toename in de electrische weerstand als gevolg van de openingen in de electrodeplaat te verhinderen en tegelijkertijd 20 de electrode tegen het diafragma aan te plaatsen en.bovendien een voldoercce circulatie te verzekeren van de electrolytoplossing, alsmede een voldoende afvoer van het gegenereerde gas. Er is dus een probleem doordat de toename in de electrolyse-spanning een verhoging van de kosten van electrische energie tot 25 gevolg heeft.As explained above, in the diaphragm-operated electrolysis process in which gas is generated at the electrode, it was impossible in so far as conventional electrodes were to prevent an increase in electrical resistance due to the apertures in the electrode plate and at the same time Placing the electrode against the diaphragm and, moreover, ensuring a sufficient circulation of the electrolyte solution, as well as a sufficient discharge of the generated gas. Thus, there is a problem in that the increase in the electrolysis voltage results in an increase in the cost of electrical energy.

Het is een doel van de uitvinding de genoemde problemen in het gebruikelijke proces te vermijden en een uitmuntende electrode voor electrolyse te verschaffen.It is an object of the invention to avoid the aforementioned problems in the usual process and to provide an excellent electrode for electrolysis.

De uitvinding lost de hierboven 30 beschreven problemen op met een electrode voor electrolyse, gekenmerkt door een electrode-plaat met daarin aangebracht een aantal openingen met rechthoekige vorm en de langsrichting praktisch horizontaal, waarbij elk van de openingen een bijbeho-The invention solves the above-described problems with an electrode for electrolysis, characterized by an electrode plate with a number of openings of rectangular shape and the longitudinal direction practically horizontal, each of the openings having an associated plate.

8601 90S8601 90S

ϊ ί -4- rend brugelement en/of een element in de vorm van een afhangende dakrand heeft die als een geheel met de electrode-plaat zijn gevormd door hetzij extruderen of buigen in een richting van het contactoppervlak met het diafragma vandaan, 5 en verder een aantal voêdingsaansluitorganen die zijn aangebracht in de zijranden van de electrodeplaat.rend ί -4- has a bridge element and / or a suspended eaves element formed integrally with the electrode plate by either extruding or bending in a direction away from the contact surface with the diaphragm, 5 and further a plurality of lead connectors provided in the side edges of the electrode plate.

De uitvinding wordt hierna toegelicht met een beschrijving van uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding. De beschrijving verwijst naar een tekening.The invention is explained below with a description of exemplary embodiments of the invention. The description refers to a drawing.

10 Fig. 1 en fig. 3 tonen respectievelijk een· perspectivische schets die de electrolyse-cel in het ionen-uitwisselingsmembraanproces toont waarbij de electrode volgens de uitvinding is tpegepast.FIG. 1 and 3 respectively show a perspective sketch showing the electrolysis cell in the ion exchange membrane process in which the electrode according to the invention is fitted.

Fig. 2 en fig. 4' tonen respectievelijk 15 een aanzicht in dwarsdoorsnede en een bovenaanzicht van de electrode volgens de twee uitvoeringsvoorbeelden.Fig. 2 and FIG. 4 'respectively show a cross-sectional view and a top view of the electrode according to the two embodiments.

Fig. 5 toont doorsnede-aanzichten van de electrode volgens de uitvinding.Fig. 5 shows sectional views of the electrode according to the invention.

Fig. 6 is een perspectivisch aanzicht 20 van een bekende geëxpandeerde metalen electrode.Fig. 6 is a perspective view of a known expanded metal electrode.

Fig. 7 is een perspectivisch aanzicht van een bekende geponste metalen electrode.Fig. 7 is a perspective view of a known punched metal electrode.

Fig. 1 toont een voorbeeld waarbij de electrode 1 volgens de uitvinding, toegepast als anode, 25 tegen een diafragma 2 is geplaatst dat een ioneuitwisselings-membraan of dergelijke kan zijn. Een kathode 3 is aan de andere zijde van dit diafragma geplaatst waardoor een electrolyse-celeenheid voor de electrolyse met een ionenuitwisselingsmembraan is tot stand gebracht. De anode 1 is voorzien van een aantal 30 openingen 5 die in de electrodeplaat 4 een rechthoekige vorm hebben waarbij deze openingen brugelementen 6 hebben die elk bij een opening 5 behoren en die zijn gevormd als een geheel met de electrodeplaat 4 door extrusie in de richting van $ 3 0 1 S 0 oFig. 1 shows an example in which the electrode 1 according to the invention, used as an anode, is placed against a diaphragm 2 which can be an ion exchange membrane or the like. A cathode 3 is placed on the other side of this diaphragm, thereby establishing an electrolysis cell unit for electrolysis with an ion exchange membrane. The anode 1 is provided with a number of openings 5 which have a rectangular shape in the electrode plate 4, these openings having bridge elements 6 each belonging to an opening 5 and which are formed as a whole with the electrode plate 4 by extrusion in the direction of $ 3 0 1 S 0 o

é Aé A

-5- het contactoppervlak met het diafragma 2 vandaan. Elke opening en elk brugelement kan gemakkelijk worden gevormd door sneden te maken met gebruikmaking van twee evenwijdige messen in de electrodeplaat 4 en door te extruderen. Een dergelijke bewerking 5 vergt dat het gebezigde materiaal een zekere mate van vervormbaarheid zowel als van buigbaarheid bezit. Aangezien de gewoonlijk als electrodeplaat van een anode of een kathode gebruikte metalen, klep metalen zoals bijvoorbeeld titaan, tantaal,enzovoort, ijzer, nikkel of legeringen daarvan, deze 10 eigenschappen bezitten, kunnen al deze materialen in de uitvinding worden toegepast. Rechthoekig gevormde openingen hebben de voorkeur voor het gemakkelijk circuleren van de electrokyt-oplossing, en voor het ontsnappen van het gegenereerde gas is de langsrichting bij voorkeur horizontaal maar hij is geen 15 bezwaar tegen een enigszins schuine stand. De afmetingen en de schikking van de openingen kunnen op geschikte wijze worden bepaald afhankelijk van de hoedanigheid en de dikte van het materiaal van de electrodeplaat, zowel als van de nodige openingsverhouding, en hier is geen bijzondere beperking. In 20 het geval van de electrolyse van natriumchloride door middel van het ionenuitwisselingsmembraanproces bedraagt als aangeduid in fig. 2 de dikte t van de electrodeplaat 4 die is vervaardigd van titaan, gewoonlijk vanaf ongeveer 0,5 tot ongeveer 2 mm, is de langsafmeting a ongeveer 1,5 tot ongeveer 5 mm, bedraagt 25 de zijdelingse afmeting b vanaf ongeveer 5 tot ongeveer 100 mm en is de extrusie-hoogte c van het brugelement 6 vanaf ongeveer 1 mm of meer. Het verdient de voorkeur dat een groot aantal openingen 5 zo zijn geplaatst dat de openingsverhouding in het effectieve electrode-oppervlak tussen ongeveer 30 30 en 60% bedraagt.-5- away from the contact surface with the diaphragm 2. Each opening and bridge element can be easily formed by making cuts using two parallel blades in the electrode plate 4 and by extruding. Such an operation 5 requires that the material used has a certain degree of deformability as well as flexibility. Since the metals, valve metals such as, for example, titanium, tantalum, etc., iron, nickel or alloys thereof commonly used as the electrode plate of an anode or a cathode, have these properties, all these materials can be used in the invention. Rectangular shaped openings are preferred for easy circulation of the electrolyte solution, and for the escape of the generated gas the longitudinal direction is preferably horizontal but does not object to a slightly slanting position. The dimensions and arrangement of the apertures can be suitably determined depending on the quality and thickness of the electrode plate material, as well as the necessary opening ratio, and there is no particular limitation here. In the case of the electrolysis of sodium chloride by the ion exchange membrane process as indicated in Fig. 2, the thickness t of the electrode plate 4 made of titanium is usually from about 0.5 to about 2 mm, the longitudinal dimension a is about 1.5 to about 5 mm, the lateral dimension b is from about 5 to about 100 mm and the extrusion height c of the bridge element 6 is from about 1 mm or more. It is preferable that a large number of openings 5 are positioned such that the opening ratio in the effective electrode area is between about 30 and 60%.

Voorts is het opdat de gegenereerde gasbellen gemakkelijk door de openingen gaan naar de achterzijde in de richting van het contactoppervlak met het membraan vandaan, -> · ^ r\ *Furthermore, in order for the generated gas bubbles to easily pass through the openings towards the rear towards the contact surface with the membrane, -> · ^ r \ *

- v \J U- v \ J U

ί ΐ -6- in het algemeen de voorkeur verdienend dat de langsafmeting a van de opening 5 groter wordt gemaakt dan de dikte t -van de electrodeplaat 4, en dat de extrusiehoogte o groter is dan tweemaal de dikte t. De vorm van het brugelement 6 die bij 5 de openingen 5 behoort, kan op geschikte wijze worden bepaald uit de dikte t, de langsafmeting a, de zijdelingse afmetingen b, de extrusiehoogte c en de buigbaarheid van het materiaal, maar, zoals getoond bij 6 in de figuren 1 en 2, wordt het brugelement 6 gewoonlijk in de vorm van een 10 trapezium in horizontale doorsnede gevormd waarbij het grootste gedeelte, evenwijdig is aan de electrodeplaat', en is het aan een basisgedeelte 8 van het brugelement 6 aangesloten. In het geval de zijdelingse afmeting b van de opening 5 gering is op de plaatsai nabij de randen, zoals getoond bij 15 6' in fig. 1, kan het brugelement 6 half rond zijn of een half-ellipse vorm hebben.In general, it is preferable that the longitudinal dimension a of the opening 5 is made larger than the thickness t of the electrode plate 4, and that the extrusion height o is greater than twice the thickness t. The shape of the bridge element 6 associated with the openings 5 can be suitably determined from the thickness t, the longitudinal dimension a, the lateral dimensions b, the extrusion height c and the bendability of the material, but, as shown at 6 in Figures 1 and 2, the bridge element 6 is usually formed in the form of a trapezoid in horizontal section with the major portion parallel to the electrode plate and connected to a base portion 8 of the bridge element 6. In case the lateral dimension b of the opening 5 is small in the position near the edges, as shown at 6 'in Fig. 1, the bridge element 6 may be semi-circular or semi-elliptical in shape.

Pig. 3 toont een tweede voorbeeld van de electrode volgens de uitvinding waarbij de electrode 1 volgens de uitvinding, gebruikt als anode, tegen het 20 diafragma 2, zoals een ionenuitwisselingsmembraan, is geplaatst. De kathode 3 is aan de andere zijde van dit diafragma geplaatst waardoor een electrolyseceleenheid voor het electrolyseproces met ionenuitwisselingsmembraan is tot stand gebracht. De anode-electrode 1 is voorzien van een aantal paren openingen 25 5 in de electrodeplaat die rechthoekig van vorm zijn. Elk paar openingen heeft een paar bijbehorende als een uitstekende rand gevormde elementen 16 die als één geheel worde gevormd met de electrodeplaat 4 door buiging in een richting van het contactoppervlak met het diafragma 2 vandaan. Elke opening 30 5 en elk element in de vorm van een uitstekende rand kunnen gemakkelijk worden gevormd door sneden te maken in de electrodeplaat 4 met gebruikmaking van twee evenwijdige messen en vervolgens de plaat 4 te buigen. Wat betreft de rechthoekig 86Cl 1 30 6 4 -* gevormde openingen terwille van de circulatie van de electrolyt-oplossing en het ontsnappen van het gegenereerde gas verdient het de voorkeur dat de langsrichting van de openingen horizontaal is, maar is er geen bezwaar tegen een 5 in geringe mate schuine stand- De grootte en de schikking van de openingen kunnen op geschikte wijze worden vastgesteld in overeenstemming met de hoedanigheid en de afmeting van het electrodeplaatmateriaal zowel als met de benodigde openingsverhouding, en hier bestaan geen bijzondere grenzen.Pig. 3 shows a second example of the electrode according to the invention, wherein the electrode 1 according to the invention, used as an anode, is placed against the diaphragm 2, such as an ion exchange membrane. The cathode 3 is placed on the other side of this diaphragm, thereby establishing an electrolysis cell unit for the ion exchange membrane electrolysis process. The anode electrode 1 is provided with a number of pairs of openings 25 in the electrode plate which are rectangular in shape. Each pair of openings has a pair of associated protruding edge-shaped elements 16 which are integrally formed with the electrode plate 4 by bending in a direction away from the contact surface with the diaphragm 2. Each opening and protruding edge element can be easily formed by making cuts in the electrode plate 4 using two parallel blades and then bending the plate 4. Regarding the rectangular 86Cl 1 30 6 4 - * openings formed for the circulation of the electrolyte solution and the escape of the generated gas, it is preferable that the longitudinal direction of the openings is horizontal, but there is no objection to a Slightly Tilt The size and arrangement of the apertures can be appropriately determined in accordance with the condition and size of the electrode plate material as well as the required opening ratio, and there are no particular limits here.

10 In het geval van de electrolyse van natriumchloride met gebruikmaking van het ionenuitwisselingsmembraan-proces bedraagt, als aangegeven in fig. 4, de dikte t van de electrodeplaat 4 die van titaan is gemaakt, gewoonlijk tussen ongeveer 0,5 en ongeveer 2 mm, is de langsafmeting a tussen ongeveer 1,5 en ongeveer 15 5 mm, bedraagt de zijdelingse afmeting b tussen ongeveer 5 en ongeveer 100 mm en is de buighoek van het uitstekende element ongeveer 16° tot 30° of meer. Het heeft de voorkeur dat een groot aantal openingen 5 zo is geplaatst dat de openingsverhouding in het effectieve electrode-oppervlak ligt 20 tussen ongeveer 30 en ongeveer 60%.In the case of the electrolysis of sodium chloride using the ion exchange membrane process, as shown in Fig. 4, the thickness t of the electrode plate 4 made of titanium is usually between about 0.5 and about 2 mm. the longitudinal dimension a between about 1.5 and about 15 mm, the lateral dimension b is between about 5 and about 100 mm and the bending angle of the protruding element is about 16 ° to 30 ° or more. It is preferred that a large number of openings 5 be positioned such that the opening ratio in the effective electrode area is between about 30 and about 60%.

Voorts verdient het in het algemeen de voorkeur opdat de gegenereerde gasbellen gemakkelijk door de openingen naar de achterzijde in de richting van het contactoppervlak met het membraan vandaan gaan, dat de 25 langsafmeting a van de opening 5 groter wordt gemaakt dan de dikte t van de electrodeplaat. De vorm van het uitstekende element 16 die bij de opening 5 behoort, kan op geschikte wijze worden bepaald uit de dikte t, de langsafmeting a, de zijdelingse afmeting b, de buigingshoek en de buigbaarheid 30 van het materiaal. Echter verdient het gewoonlijk de voorkeur, om , zoals aangegeven in de figuren 3, 4 en 5 (a), (b) en (c), dat de buigingshoek van het uitstekende element 16 en de electrodeplaat 4 ligt tussen ongeveer 30 en ongeveer 45° of meer. De ** i', 1 ? Η Λ ï : i -4 . Λ V V V . -rf 4. % -8- vorm in dwarsdoorsnede van het uitstekende element 16 dat in één geheel met de electrodeplaat 4 is gevormd, kan U-vormig of half rond zijn met een buigingshoek van ongeveer 90°, zoals in fig. 5 (a), of met een vorm die is gebogen 5 over een hoek die groter is dan ongeveer 90°, zoals in fig. 5 (b) , of met een vorm die is gebogen met een hoek die kleiner is dan ongeveer 90°, zoals in fig. 5 (c), en zo voort.Furthermore, it is generally preferred that the generated gas bubbles easily pass through the openings to the rear towards the contact surface with the membrane, that the longitudinal dimension a of the opening 5 is made larger than the thickness t of the electrode plate . The shape of the protruding element 16 associated with the opening 5 can be suitably determined from the thickness t, the longitudinal dimension a, the lateral dimension b, the bending angle and the bendability 30 of the material. However, it is usually preferred, as shown in Figures 3, 4 and 5 (a), (b) and (c), that the angle of bend of the protruding element 16 and the electrode plate 4 is between about 30 and about 45 ° or more. The ** i ', 1? Η Λ ï: i -4. V V V V. -rf 4.% -8- cross-sectional shape of the protruding element 16 integrally formed with the electrode plate 4 may be U-shaped or semi-circular with a bend angle of about 90 °, as in Fig. 5 (a ), or with a shape bent at an angle greater than about 90 °, as in Fig. 5 (b), or with a shape bent at an angle less than about 90 °, as in Fig. 5 (c), and so on.

Bovendien tonen de figuren 3 en 4 dat het uitstekende element 6 dat behoort bij de opening 5, over een lengte a aan beide 10' einden is uitgesneden in de richting loodrecht op de electrode 4. Echter kunnen afhankelijk van de buigbaarheid van het voor de electrodeplaat gebruikte metaal, de opening 5 en het uitstekende element 16 worden gevormd door buiging na het uitsluitend aanbrengen van sneden in de horizontale richting, 15 en niet in de verticale richting.In addition, Figures 3 and 4 show that the protruding element 6 associated with the opening 5 is cut along a length a at both 10 'ends in the direction perpendicular to the electrode 4. However, depending on the bendability of the electrode plate used metal, the opening 5 and the protruding element 16 are formed by bending after only making cuts in the horizontal direction, 15 and not in the vertical direction.

Voorts is het, zoals aangegeven in figuren 2 en 4, en teneinde het ontspannen van het gegenereerde gas te vergemakkelijken, bruikbaarder dat een aantal openingen 5 in een zodanige relatie tot de laatstgelegen openingen 20 5 is geplaatst dat zij om en. om over een afstand d ten opzichte van elkaar zijn verschoven. In dit geval kan de verschuiving op geschikte wijze zijn vastgelegd in het traject van d = 0 tot b.Furthermore, as indicated in Figures 2 and 4, and in order to facilitate the relaxation of the generated gas, it is more useful that a number of openings 5 are positioned in relation to the latest openings 20 to alternate. to be offset by a distance d from each other. In this case, the shift may be suitably recorded in the range from d = 0 to b.

Zoals bij de gebruikelijke electrodes spreekt het vanzelf dat de electrodes kunnen worden vervaardigd 25 door op geschikte wijze een actieve anode- of kathode-electrode-bekleding aan te brengen op tenminste het oppervlak van de electrodeplaat 4 dat met het membraan in contact is. De electrode-actieve bekleding kan worden aangebracht hetzij voor de openingen in de electrodeplaat 4 zijn aangebracht door middel van extruderen 30 of buigen, of daarna. Ook kunnen het circuleren van de electrolyt-oplossing en het ontsnappen van een gegenereerde gas fijner worden verbeterd door een groot aantal verticale groeven te maken op tenminste het oppervlak van de electrodeplaat 4 dat met 0 Is 1 :iy 0 Φ 4.As with conventional electrodes, it goes without saying that the electrodes can be manufactured by suitably applying an active anode or cathode electrode coating to at least the surface of the electrode plate 4 in contact with the membrane. The electrode active coating can be applied either before the openings in the electrode plate 4 are made by extrusion or bending, or afterwards. Also, the circulation of the electrolyte solution and the escape of a generated gas can be improved more finely by making a large number of vertical grooves on at least the surface of the electrode plate 4 which is 0 1 1: y 0 Φ 4.

-9- het membraan in contact is, een en ander als beschreven in het Japanse octrooischrift nr. 38432'80.The membrane is in contact, such as described in Japanese Patent No. 38432,80.

Aan de electrode volgens de uitvinding zijn wanneer de electrolyse wordt uitgevoerd door 5 de electrode op te nemen in een electrolyse-cel als aangegeven in de figuren 1 en 3, een aantal voedingsaansluitorganen 7 aangebracht aan de zijranden van de electrodeplaat 4 zodat een electrische stroom zijdelings wordt toegevoerd evenwijdig aan de langsrichting van het brugelement 6 of het uitstekende 10 element 16, en dit verdient de voorkeur om een toename van de spanning te voorkomen die het gevolg is van het verlies in de weerstand van de electrode-geleider.On the electrode according to the invention, when the electrolysis is carried out by receiving the electrode in an electrolysis cell as shown in figures 1 and 3, a number of supply connection members 7 are arranged on the side edges of the electrode plate 4 so that an electric current is laterally is supplied parallel to the longitudinal direction of the bridge element 6 or the protruding element 16, and this is preferable to avoid an increase in voltage due to the loss in the resistance of the electrode conductor.

Met de electrode volgens de uitvinding kan door te zorgen voor een groot aantal van de 15 hierboven beschreven openingen die rechthoekig van. vorm zijn, het vereiste voor de opening van de electrodeplaat (openings-verhouding ligt gewoonlijk tussen ongeveer 30 en ongeveer 60%) dat voor een electrode geldt, geheel worden bereikt, zodat de circulatie van de electrolyt-oplossing en. de ontsnapping 20 van het gegenereerde gas zeer gemakkelijk verlopen. Bovendien blijft, omdat het brugelement 6 of het uitstekende element 16 die bij elke opening 5 behorend, als één geheel is gevormd met de electrodeplaat 4 door extruderen of buigen, de oorspronkelijke plaat van de electrodeplaat als zodanig 25 zonder verlies van een gedeelte van de totale electrode-geleider of een functie daarvan. Aldus wordt, ofschoon in het geval van het gebruikelijke geponste metaal (zoals getekend in fig. 7 ) of geëxpandeerde metaal (zoals getekend in fig. 6) een vermindering in het electrodegeleidergedeelte die 30 overeenkomt met het gedeelte dat is verwijderd uit de oorspronkelijke plaat of met het als een opening gevormde gedeelte van de oorspronkelijke plaat, dat steeds een toename van de weerstand van de geleider veroorzaakt, een dergelijke -r5iV.With the electrode according to the invention, it is possible to provide a large number of the openings described above which are rectangular. form, the requirement for the opening of the electrode plate (opening ratio is usually between about 30 and about 60%) that applies to an electrode is fully met, so that the circulation of the electrolyte solution and. the escape of the generated gas proceeds very easily. Moreover, because the bridge element 6 or the protruding element 16 associated with each opening 5 is integrally formed with the electrode plate 4 by extrusion or bending, the original plate of the electrode plate as such remains without losing a portion of the total electrode conductor or a function thereof. Thus, although in the case of the conventional punched metal (as shown in Figure 7) or expanded metal (as shown in Figure 6), a reduction in the electrode lead portion corresponding to the portion removed from the original plate or with the portion of the original plate formed as an opening, which always causes an increase in the resistance of the conductor, such -r5iV.

' ' W ' -»r -10- toename niet waargenomen in de electrode volgens de uitvinding. Voorts zijn in de electrode volgens de uitvinding, omdat een aantal voedingsaansluitorganen 8 zijn aangebracht aan de zijranden van de electrodeplaa 4 voor het zijdelings toevoeren 5 van een electrische stroom, de electrische stroom wegen parallel aan het brugelement 6 of het uitstekende element 16 en ondervindt dus de electrodegèleider geen aanzienlijk effect van het uitbuigen bij het tot stand brengen van de openingen. Tegelijkertijd treedt een gelijkmatige electrische stroom-10 verdeling over het oppervlak van de electrodeplaat op."W" - »r -10- increase not observed in the electrode of the invention. Furthermore, in the electrode according to the invention, since a number of supply terminals 8 are arranged on the side edges of the electrode plate 4 for supplying an electric current laterally, the electric current weighs parallel to the bridge element 6 or the protruding element 16 and thus experiences the electrode conductor does not have a significant effect of bending when the apertures are made. At the same time, an even electric current distribution across the surface of the electrode plate occurs.

Omdat het brugelement 6 en het vrij uitstekende element 16 zijn gevormd door extruderen of buigen in de richting van het contactoppervlak tussen de electrode-plaat 4 en het diafragma vandaan, kan bovendien 15 het voornaamste functionerende oppervlak van de electrode in voldoende nauw contact met het diafragma worden gebracht.Moreover, since the bridge element 6 and the freely protruding element 16 are formed by extruding or bending towards the contact surface between the electrode plate 4 and the diaphragm, the main functioning surface of the electrode can be in sufficiently close contact with the diaphragm are being brought.

In de voorbeelden van de uitvinding en in de vergelijkende voorbeelden die de stand van de techniek toelichten en die hierna worden gegeven, werden als volgt de 20 electroden vervaardigd en werden tests uitgevoerd waarbij zij werden gebruikt als de anode voor electrolyse volgens het ionenuitwisselingsmembraan-proces. Bij alle electrodes, gebruikmakend van titaan als het substraat van metaal, werd een bekleding die het oxide van hetzelfde edele metaal 25 bevatte, verkregen door een thermisch ontledingsproces, ,aangebracht op he oppervlak dat met het diafragma in aanraking moest komen.In the examples of the invention and in the comparative examples illustrating the prior art and given below, the electrodes were prepared as follows and tests were performed using the anode for electrolysis according to the ion exchange membrane process. In all electrodes, using titanium as the metal substrate, a coating containing the oxide of the same noble metal obtained by a thermal decomposition process was applied to the surface to be contacted by the diaphragm.

VOORBEELD IEXAMPLE I

Een electrode waarvan de electrode-^ plaat een effectief electrode-oppervlak had van 30 cm x 25 cm en een dikte t van 1 mm waren de afmetingen van alle openingen: lengte a = 3 mm, breedte b = 45 mm, extrusie-diepte van de brug c = 3 mm, waarbij de openingsverhouding ongeveer 40% was •2 3 8 Jv? * f ' -11- met d = 0. (brug) .An electrode whose electrode plate had an effective electrode area of 30 cm x 25 cm and a thickness t of 1 mm were the dimensions of all openings: length a = 3 mm, width b = 45 mm, extrusion depth of the bridge c = 3 mm, where the opening ratio was about 40% • 2 3 8 Jv? * f '-11- with d = 0. (bridge).

VOORBEELD IIEXAMPLE II

De electrode in Voorbeeld I ^ die verder werd voorzien van een aantal groeven met. een breedte van 0,5 nm en een diepte van 0,3 mm en een onderlinge afstand van 1 mm, in <è verticale richting over het gehele oppervlak dat met. het diafragma in aanraking moest komen.The electrode in Example 1 which was further provided with a number of grooves with. a width of 0.5 nm and a depth of 0.3 mm and a distance of 1 mm, in a vertical direction over the entire surface which is covered with. the diaphragm had to come into contact.

(brug met groeven).(grooved bridge).

1010

VOORBEELD IIIEXAMPLE III

Een electrode waarvan de electrode- plaat een effectief electrode-oppervlak had met een breedte ^ 30 cm x hoogte 25 cm en een dikte t - 1 mm waarbij elke opening een lengte a = 2 mm, een breedte b = 45 mm, en een o buigingshoek van het uitstekende element = 90 , en de openings-verhouding ongeveer 40% (gevormd als uitstekende dakrand) bedroeg.An electrode whose electrode plate had an effective electrode surface with a width ^ 30 cm x height 25 cm and a thickness t - 1 mm, each opening having a length a = 2 mm, a width b = 45 mm, and an o bending angle of the protruding element = 90, and the opening ratio was about 40% (formed as protruding eaves).

2020

VOORBEELD IVEXAMPLE IV

De electrode in Voorbeeld III die verder werd voorzien van een aantal groeven met een breedte van 0,5 mm, een diepte van 0,3 mm en een onderlinge afstand 25 van 1 mm over het gehele oppevlak om met het diafragma in aanraking te komen in verticale richting, (gevormd als uitstekende dakrand en voorzien van groeven) VERGELIJKEND VOORBEELD I 30The electrode in Example III which was further provided with a number of grooves with a width of 0.5 mm, a depth of 0.3 mm and a distance of 1 mm between them over the entire surface to contact the diaphragm in vertical direction, (formed as projecting eaves and grooved) COMPARATIVE EXAMPLE I 30

Een plaat met een dikte van 1 mm.A plate with a thickness of 1 mm.

§ 5 m -.* u c -12-§ 5 m -. * U c -12-

VERGELIJKEND VOORBEELD IICOMPARATIVE EXAMPLE II

Geëxpandeerd metaal met de afmetingen Lw 8 x Sw 3,6 x St 1,2 x t 1 mmbij een openings- verhouding van ongeveer 35%.Expanded metal with the dimensions Lw 8 x Sw 3.6 x St 1.2 x t 1 mm at an opening ratio of approximately 35%.

55

VERGELIJKEND VOORBEELD IIICOMPARATIVE EXAMPLE III

Geponst metaal met een dikte t = 1 mm, een opening als een rond gat met een diameter van 2 mm, een onderlinge afstand tussen de openingen = 3 mm en een openingsverhouding van ongeveer 40%.Punched metal with a thickness t = 1 mm, an opening as a round hole with a diameter of 2 mm, a distance between the openings = 3 mm and an opening ratio of approximately 40%.

Tests werden uitgevoerd onder de volgende voorwaarden met gebruikmaking van elk van deze electrodes als anode.Tests were performed under the following conditions using each of these electrodes as the anode.

^ In elk voorbeeld werd de electrische stroom zijdelings aan de anode toegevoerd.In each example, the electric current was supplied laterally to the anode.

Anode oplossingr 200 g/1 oplossing vanAnode solution 200 g / l solution of

NaCl in water 20 Kathode oplossing: 35 gewichtsprocent oplossing vanNaCl in water 20 Cathode solution: 35% by weight solution of

NaOh in waterNaOh in water

Kathode: geëxpandeerd metaal (Ni)Cathode: expanded metal (Ni)

Diafragam: ionenuiwisselingsmembraan (vervaar- 22 digd door E.I. du Pont the Nemours & Co., merknaam "Nafion" 902)Diaphragm: ion exchange membrane (manufactured by E.I. du Pont the Nemours & Co., brand name "Nafion" 902)

Anode-Kathode- 2 mm afstand:Anode-Cathode- 2mm spacing:

Temperatuur van 90°CTemperature of 90 ° C

electrolyt:electrolyte:

Stroomdichtheid: 30 A/dm ··· ' >{ J’4 · ' >5 * t* ·.Current density: 30 A / dm ··· '> {J’4 ·'> 5 * t * ·.

V y w 3 ,.· L 1* 2 r t, -13-V y w 3, .L 1 * 2 r t, -13-

De resultaten van de hierboven beschreven tests zijn samengevat in de volgende tabel A.The results of the tests described above are summarized in the following Table A.

TABEL A ^ j weerstandsverlies electrolyse ^ _Nr.__Anode van geleider (mV) spanning (V)TABLE A ^ j resistance loss electrolysis ^ _No .__ Conductor anode (mV) voltage (V)

Voorbeeld I brug 56 3,44Example I bridge 56 3.44

Voorbeeld II brug met groeven 78 3,46Example II bridge with grooves 78 3.46

Voorbeeld III gevormd als uit- 56 3,45 stekende randExample III formed as protruding 3.45 protruding edge

Voorbeeld IV gevormd als uit- 78 3,47 stekende rand met groeven ^Vergelijkend plaat 56 - 2)Example IV formed as a protruding edge with grooves 78 3.47 Comparative plate 56 - 2)

Voorbeeld IExample I

Vergelijkend geëxpandeerd 108 3,53Comparatively expanded 108 3.53

Voorbeeld II metaal 20Example II metal 20

Vergelijkend geponst metaal 146 3,52Comparative punched metal 146 3.52

Voorbeeld IIIExample III

ad 1) Het weerstandsverlies van de geleiderad 1) Loss of resistance of the conductor

Vw werd verkregen door middel van de volgende vergelijking: V « i p£2/3 t (V) w o 2 i = dichtheid electrolyse-stroom (A/dm ) 0 : soortgelijke weerstand van geleider (ohm.cm) 30 1 : electrische belaste afstand (cm) t : plaatdikte van geleider (cm) ad 2) Electrolyse is onmogelijk omdat de plaat niet is geperforeerd.Vw was obtained by the following equation: V «ip £ 2/3 t (V) wo 2 i = density electrolysis current (A / dm) 0: similar conductor resistance (ohm.cm) 30 1: electrically loaded distance (cm) t: plate thickness of conductor (cm) ad 2) Electrolysis is impossible because the plate is not perforated.

1 -1 Λ 3 -14-1 -1 Λ 3 -14-

Zoals duidelijk blijkt uit de resultaten die in tabel A worden gegeven, is met de electrode volgens de uitvinding de spanning die overeenkomt met het weerstandsverlies van de geleider, zo gering als 5 die bij de niet geperforeerde plaat, en bijna de helft van de verliezen van het bekende geëxpandeerde metaal en het bekende geponste metaal, met dezelfde dikte en openingsver houding, zodat de electrolysespanning kan worden verlaagd met vanaf ongeveer 50 tot 100 mV door de toepassing 10 van de electrode volgens de uitvinding.As is clear from the results given in Table A, with the electrode according to the invention, the voltage corresponding to the resistance loss of the conductor is as small as that of the non-perforated sheet, and almost half of the losses of the known expanded metal and the known punched metal, with the same thickness and opening ratio, so that the electrolysis voltage can be reduced by from about 50 to 100 mV by using the electrode according to the invention.

Zoals hierboven beschreven verschaft de electrode volgens de uitvinding een uitmuntende prestatie als een gas-genererende electrode die tegen het diafragma is geplaatst doordat niet alleen zowel de 15 circulatie van de electrolyt-oplossing als het afvoeren van het gegenereerde gas op doelmatige wijze worden bereikt, naar tevens de electrolysespanning kan worden verlaagd, hetgeen bewijst dat de uitvinding uiterst nuttig is op het gebied van de nijverheid.As described above, the electrode of the invention provides excellent performance as a gas-generating electrode placed against the diaphragm in that not only both the circulation of the electrolyte solution and the discharge of the generated gas are efficiently achieved the electrolysis voltage can also be lowered, which proves that the invention is extremely useful in the field of industry.

Γ Λ Λ ·λ ? y y ν * ') .: ·.Γ Λ Λ · λ? y y ν * ').: ·.

Claims

Electrolysis electrode - characterized by an electrode plate with a number of openings of rectangular shape and the longitudinal direction practically horizontal therein, wherein each of the openings has an associated bridge element and / or an element in the form of a hanging edge which acts as a formed entirely with the electrode plate by either extruding or bending in a direction away from the contact surface with the diaphragm, and further a plurality of feed connectors disposed in the side edges of the electrode plate.

Electrode according to claim 1, characterized in that the opening ratio in the effective electrode area of the electrode plate is between 30 and 60%.

Electrode according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the rectangular openings is between 1.5 and 5 mm and the width between 5 and 100 mm, and that the thickness of the electrode plate is between 0.5 and 2 mm.

Electrode according to claim 1, 2 or 3, characterized in that vertical grooves are provided in at least the surface of the electrode plate which is to contact the diaphragm. * · Ί »i *: '' λ '% - V * * <· ^ · <" W -16-

Electrode according to any one of the preceding claims, characterized in that at least the surface of the electrode plate to be contacted by the diaphragm carries an active electrode coating. -o-o-o-o-o-o- 5501908