NO145543B - Elektrolysecelle for elektrolytisk spalting av vandige loesninger av ioniserbare kjemiske forbindelser - Google Patents

Description

. Foreliggende oppfinnelse gjelder elektrolyseceller av membrantype for elektrolyse av vandige løsninger, og angår særlig anodens oppbygning i sådanne celler som er spesielt egnet for elektrolyse av vandige løs-

ninger av alkalimetallhalogenider.

Elektrolyse av vandige løsninger av ioniserbare kjemiske forbindelser som f.eks. alkalimetallhalogenider, alkalimetallfo.-éfater, hydrogenhalogenider og lignende i en celle utstyrt med en anode og en katode som er adskilt ved hjelp av et porøst diafragma, er kjent teknikk. I de fleste tilfeller drives<1>, slike celler under slike betingelser at ione-vandring og molekylvandring gjennom det porøse diafragma foregår i en ganske høy grad, slik at det oppstår forurensning av katolytter med uspaltet elektrolytt og av anolytter med reaksjonsprodukter fra katode- og anode-materialene. Senere utvikling har ført til elektrolyseceller hvor

det porøse diafragma er erstattet med kationaktive permselektive membraner som i vesentlig grad forhindrer uønsket molekylvandring.

Det er således foreslått å gjennomføre elektrolyse

av vandige løsninger av ioniserbare forbindelser,,

f.eks. natriumklorid under forhold hvor anode- og katode-elementene er innbyrdes adskilt ved hjelp av en kationaktiv permselektiv membran bestående hovedsakelig av en hydrolysert kopolymer av tetrafluor-

etylen og en sulfonert perfluorvinyleter med formel:

Denne kopolymer har en ekvivalentvekt på omtrent

900 til 1600. Slike membraner er hovedsakelig ugjennomtrengelige for både væsker og gasser og muliggjør fremstilling av meget rene anodiske og katodiske produkter. Der er imidlertid iakttatt at de gasser som dannes ved anodeoverflåtene ofte blir innesperret mellom anoden og membranen og dette fører til en ujevn strømgjennomgang fro anoden til katodene.

Problemet med denne innesperring av gasser som

dannes ved anoden er i vesentlig grad løst ved å anbringe membranen på den overflate av «noden som vender mot katoden. Videre er anbringelse av de kationaktive permselektive og ugjennomtrengelige membraner-på innsiden av perforerte ar.odeeiementer blitt foreslått, og ved å begrense utviklingen av gasser til baksiden eller den udekkede side av den perforerte anode unngås i vesentlig grad vanskelig-hetene med økende cellespenninger som skyldes innesperring av disse gasser mellom anoden og membranen.

I slike celler hvori anodene er bygget opp av såkalte "ventil"-metaller som f.eks. titan, zirkonium, tantal, niob eller legeringer av disse metaller og hvis overflate er belagt med et elektrisk ledende belegg av et. edelmetall, som. f.eks. platina, iridium, palladium, ruthenium, osmium, rhodium eller en legering eller et oksyd av disse metaller er det funnet at kontakten mellom edelmetallbelegget og den sterkt alkaliske katolytt førte til økt forbruk av edelmetall.

Det er i kanadisk patentskrift 910.847 vist at titan eller lignende ventil-metaller kan anvendes til å bygge opp elektroder sem tjener en dobbelt funksjon av anode og diafragma. Ved disse komponenter i elektrolysecellene er et perforert eller porøst material på titan-basis på den ene gass-ugjennor,;trengelige overflate påført et edelmetall eller oksyd, mens den annen gass-ugjennomtrengelige overflate, sem vender mot katodedelen, er belagt med et elektrisk ikke-ledende material, f.eks. titandioksyd eller et organisk plastmaterial. En slik anode/diafragma-konstruksjon er imidlertid gjennomtrengelig for væsker og gasser og omfatter neppe en diafragmadel i vanlig forstand og langt mindre en kationaktiv permselektiv barriere.

Britisk patentskrift 1.313.441 omhandler en fremgangsmåte for fremstilling av klor og hydrogen, idet en elektrolysecelle med en kationisk, selektivt gjennomtrengelig membran er anordnet for å skille en perforert belagt ventilmetall-anode fra en katode. Bare de overflater av anoden "som.ikke vender mot membranen er da elektrisk aktive, og bare disse overflater er belagt med et edelmetall eller edelmetalloksyd. I henhold til dette patentskrift er imidlertid den gjennomtrengelige membran anbragt i avstand fra den porøse anode og molekylvandring forhindres ikke. Videre angis det at gassoppsamling på overflatene av anoden forhindres ved tvungen sirkulasjon av anolytt.

Det er et primært formål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en elektrolysecelle hvor de ovenfor angitte ulemper som er forbundet med tidligere kjente utførelser er fjernet, idet de vanskeligheter som foreligger når de fremstilte produkter skal holdes adskilt under elektrolysen er overvunnet uten tap

, av de iboende fordeler ved et sådant arrangement.

Et ytterligere formål for.oppfinnelsen er å frembringe en elektrolysecelle som kan drives med en konstant lav cellespenning..

Nærmere bestemt er det særlig et formål for oppfinnelsen å

.frembringé en forbedret belagt anodestruktur som i drift har

et lavt forbruk av beleggmaterial og som gjør det mulig å oppnå elektrolyseceller med de ovenfor angitte ønskede egenskaper.

Oppfinnelsen gjelder således en elektrolysecelle

for elektrolytisk spalting av vandige løsninger av ioniserbare kjemiske forbindelser, idet cellen omfatter et ytre hus,en anodeavdeling som inneholder en gjennomhullet ventil-metallanode f.eks. en gitteranode av titan, og en katodeavdeling som inneholder en katode og er skilt fra anodeavdelingen ved hjelp av en kationaktiv permselektiv membran som er hovedsakelig ugjennomtrengelig for væsker og gasser samt er anbragt i tett anlegg mot den sideflate av anoden som vender mot katoden.

Elektrolyseceller av denne art er prinsippielt kjent

fra tidligere nevnte kanadiske patentskrift nr. 910.847 og norsk patentskrift nr. 138.665, og på denne bakgrunn av kjent teknikk har elektrolysecellen i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at anoden har et belegg av et edelt metall eller en legering eller et oksyd av et sådant metall bare på den side som ikke er påført membran.

For at oppfinnelsen lettere skal kunne forstås skal den beskrives med spesiell henvisning til visse foretrukne utførelsesformer, og særlige under henvisning til céller som er egnet for elektrolyse av vandige løsninger av natriumklorid for fremstilling av omtrent hydrogenfritt klor, hovedsakelig klorfritt hydrogen,

og hovedsakelig natriumkloridfritt natriumhydroksyd. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til denne utførelsesform da de beskrevne celler uten videre eller med små endringer også kan anvendes for elektrolyse av vandige løsninger av andre ioniserbare forbindelser

og eksempler på slike vandige løsninger og tilsvarende fremstilte produkter er løsninger av alkalimetallhalogenider for fremstilling av alkalimetallhydroksyd og halogen, løsninger av hydrogenklorid for fremstilling av hydrogen og klor, løsninger av ammonium-sulfat for fremstilling av perborater, sulfater o.l. Av. disse foretrekkes særlig anolytt-løsninger av alkalimetallhalogenider, spesielt natriumklorid, og av saltsyre, såvel som blandinger av disse.

Oppfinnelsen vil bli nærmere anskueliggjort ved henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser skjematisk en elektrolysecelle med to avdelinger og utført i samsvar med foreliggende oppfinnelse, og Fig. 2 viser skjematisk en elektrolysecelle med tre avdelinger som en alternativ utførelsesform i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 viser skjematisk en elektrolysecelle 1 med en anode 2 og en katode 3, som holdes adskilt ved hjelp av en kationaktiv ptaanselektivi membran 4, som er anbragt på den side av anoden 2 som vender mot katoden 3 og derved deler cellen i en anolyttavdeling 13 og en katolyttavdeling 14. Anoden består hovedsakelig av et perforert legeme 15 som på baksiden, dvs. den side som vender bort fra katoden, er belagt med et ledende belegg 16 av et edelmetall, en edelmetall-legering eller et edelmetalloksyd. Derved danner kombinasjonen av membranen 4, det perforerte anodelegeme 15 og belegget 16 av edelmetall eller oksyd et enhetlig element.

Cellen 1 har et innløp 5 til anodeavdelingen 13

for elektrolytten, et utløp 10 for forbrukt .elektrolytt, samt et utløp 6 for produkter i gassform,

f .eks. klor, sem dannes ved den belagte overflate eller siden 16 av anoden. Det er også anordnet et innløp 7 for tilførsel av væske, f.eks. vann eller fortynnet vandig natxiumhydroksyd til katodeavdelingen samt et utløp 8 for å tømme ut konsentrert katolytt f .-eks. konsentrert natriumhydroksyd, fra katodeavdelingen og et utløp 9 for hydrogengass..

Mettet elektrolytt, f.eks. saltlake, sirkuleres kontinuerlig gjennom anolyttavdelingen ved innføring av løsning gjennom innløpet 5 og uttak av forbrukt elektrolytt gjennom utløpet 10 samt føring av denne til en suppleringbeholder 11, hvor den forbrukte løsning mettes på nytt f.eks. med natriumklorid og eventuelt gjøres sur med syre. Den mettede elektrolytt strømmer gjennom ledningen 12 og går på nytt inn i cellen 1 gjennom innløpet 5.

I fig. 2, som er en skjematisk fremstilling av en

celle med tre avdelinger utført i samsvar med oppfinnelsen, omfatter cellen 17 en anodeavdeling 18,

en katodeavdeling 19 og en bufferavdeling 20. For å danne bufferavdelingen 20, og skille denne fra anodeavdelingen 18 og katodeavdélingEn 19 er det anordnet membraner 23 henhv. 24. Disse membraner er utført i kationaktivt permselektivt material som er ugjennomtrengelig for væsker og gasser. En porøs anode 21 med et belegg 22 bare på baksiden, dvs. den side av anoden som vender bort fra katodeavdelingen, er anbragt på membranen 23 og danner sammen med denne den vegg som skiller anodeavdelingen fra bufferavdelingen. Katodeavdelingen 19 inneholder en katode 25.

Anodeavdelingen 18 er forsynt med et innløp 26

for innføring av elektrolytten, "som f.eks. natriumklorid-lake. Et utløp 27 er også anordnet i.anodeavdelingen for uttak av forbrukt elektrolytt. Videre er anodeavdelingen forsynt med et gassutløp 28 for å fjerne det gassformede spaltingsprodukt, f.eks. klor.

Buf f eravdelingen 20 er forsynt med et innløp 29 c5g et utløp 30. Når elektrolysecellen anvendes for fremstilling av klor og natriumhydroksyd ved elektrolyse av natriumkloridlake innføres vann i bufferavdelingen gjennom innløpet 29, og fortynnet natriumhydroksyd kan eventuelt trekkes ut gjennom utløpet 30. Katodeavdelingen har- et innløp 31 og et utløp 32

for henhv. tilførsel av vann eller fortynnet vandig natriumhydroksyd■■ <innføres og uttak av konsentrert vandig natriumhydroksyd med høy renhet som et produkt av prosessen ved elektrolyse av natriumklorid.

I tillegg, kan katodeavdelingen også ha et utløp (ikke vist) for biprodukter i gassform som dannes ved katoden, f.eks. hydrogen.

Selv om innløpene og utløpene i de forskjellige avdelinger er vist anordnet øverst og nederst i avdel-ingene kan selvfølgelig andre plasseringer av disse innretninger anvendes.

Sammenstillingen av perforert anode og membran, hvor anoden bare er påført belegg på baksiden, tjener til å avgrense dannelsen av gassformede produkter til dertne belagte overflate.- Elektrolysen foregår ikke på den ubelagte overflate." Gassbobler frigjøres raskt fra baksiden av anoden og beveger seg oppover mot gassutløpet. Ingen gass dannes på den ubelagte forside av"den porøse anode og gass hindres således i å samle seg mellom anoden og membranen. Følgelig opptrer ikke spenningsøkninger som

skyldes innesperret gass. Ved anbringelsen av edelmetallbelegget på baksiden av det perforerte anode-legeme lengst mulig bort fra den sterkt alkaliske katolytt og i avstand fra diffusjons-laget av NaOH ved membranoverflaten oppnås at belegg-forbruket nedsettes og holdes på ét overraskende lavt nivå.

Membranen kan anbringes, plasseres eller festes til forsiden eller den ubelagte side av anoden på en hvilken som helst passende måte. Således kan mem-.branen anbringes på forsiden ved .hjelp av klemme-innretninger, ved fastskruing, klebing eller en kombinasjon av slike forholdsregler eller på annen likeverdig måte som lett kan fastlegges av en fagmann.

Anodelegemet kan fremstilles av perforert material i form av gitter, netting, jérn-strekkmetall, sikteduk adskilte staver o.l. anodén fremstilles av ventilmetall f.eks. titan, tantal, sirkonium, niob eller legeringer av disse metaller. Disse metaller kan benyttes direkte eller i form av belegg på stål-

eller aluminium-underlag. Når de belegges med edelmetaller, eller legeringer eller oksyder av edelmetaller som-f.eks. platina;, iridium, palladium, ruthenium, osmium eller rhodium blir anodene, elektrisk aktive og vil være kjent innen denne gren av teknikken som dimen-sjonsstabile metallkonstruksjoner. For anvendelse i samsvar med foreliggende oppfinnelse belegges bare den ene overflate eller side av det gjennomhullede ventilmetall-legeme med vedkommende edelmetall.

Et foretrukket anodelegeme dannes av et rombeformet metallgitter. Maskene kan være avflatet eller ikke, og den sistnevnte form foretrekkes.

Katodene som benyttes er de konvensjonelt anvendte ferrometallkatoder. Disse kan være kompakte eller gjennomhullede og fortrinnsvis anvendes en katode av stålnetting.

Det kationaktive permselektive membranmaterial som foretrekkes er en hydrolysert kopolymer av et perfluorert hydrokarbon og en fluorsulfonert perfluorvinyleter. Det perfluorerte hydrokarbon er fortrinnsvis tetrafluoretylen, selv om også andre perfluorerte mettede eller umettede hydrokarboner med fra 2 til -5 karbonatomer kan anvendes, og særlig da mono-ole-finiske hydrokarboner med fortrinnsvis 2 til 4 karbonatomer, og -helst 2 eller 3 karbonatomer, f.eks. tetra-<:>:fluoretylen og heksafluorpropylen. Den sulfonerte perfluorvinyl-æter som foretrekkes har formelen i FS02CF2CF2OCF (CF3) CF2OCF=CF2.

Dette material som er kjent som perfluoro^2-(2-fluor-sulfonyletoksy)-propy'l7vinyleter, kan modifiseres til ekvivalehte monomerer, f.eks. ved å modifisere den indre pBtfluorsulrbnyletoksydel til' den-tilsvarende pro-poksydel og ved å omordne posisjonene for substitusjon av sulfonylgruppen henhv. ved å=> anvende modifikasjoner av perfluoro-lavere-alkylgruppér.

Det kationaktive permselektive material som er beskrevet ovenfor er når det anvendes som membran i en elektrolysecelle av foreliggende art, langt bedre egnet enn tidligere foreslåtte materialer. Dette material er særlig mer stabilt ved.forhøyede temperaturer, dvs.

over 75°C. Det kan også anvendes lengere i elektro-lyttmediet og blir ikke sprødt når det utsettes for klor ved høye celletemperaturer. Når det videre monteres på overflaten av elektrodeelementene i den beskrevne celle, kan den tillatte avstand mellom elektrodene nedsettes i vesentlig grad samt holdes konstant, og dette fører til økt strømutbytte. Når man tar besparelser i tid, vedlikehold og frem-stillingsomkostninger i betraktning er disse membraner ytterst økonomiske. Spenningsfallet over membranene er akseptabelt, varierer ikke på grunn av dannelse av utbøyninger eller gap og tiltar ikke util-børlig når NaOH-konsentrasjon i katodeavdelingen øker til over en verdi over 200 g/l, til forskjell fra mange andre membranmaterialer. Membranens selektive virkning og dens gode egenskaper i forhold til elektrolytten nedsettes ikke etterhvert som hydroksylkonsentrasjonen i katolytten øker, hvilket er tilfelle ved andre membranmaterialer. Heller ikke nedsettes elektrolysens NaOH-virkningsgrad i særlig grad,under elektrolysens gang til forskjell fra andre membraner. Forbedringene ved disse membraner og den måte som de anbringes på i cellen har gjort dem praktisk anvendbare mens tidligere foreslåtte ioneveksler-membranmaterialer ikke har opp-nådd kommersiell anerkjennelse. Mens det her foretrekkes kopolymerer med ekvivalentvekter fra 900 til 1600, og.særlig fra 1100 til 1400, kan enkelte brukbare harpiksmembraner av den samme type ha ekvivalentvekter i Området fra omtrent.500 til 4000. Kopolymerer med midlere ekvivalentvekter foretrekkes pga. at de har tilfredsstillende styrke, stabilitet, og perm-selektivitet samt muliggjør en bedre selektiv ione-veksling og hair lavere indre motstand. Alt dette er viktig ved den type elektrokjemiske prosesser det her er tale om.

I tillegg til de kopolymerer som er omtalt ovenfor er det funnet at et annet membranmaterial også

er langt bedre enn tidligere kjente filmer for anvendelse i elektrolyseceller. Selv om det har vist seg at tetrafluoretylenpolymerer som først er styrenert og deretter er sulfonert ikke er brukbare for fremstilling av tilfredsstillende kationaktive permselektive membraner som kan anvendes i elektrokjemiske prosesser, er det funnet at "perfluorerte etylen-propylenpolymerer som er blitt styrenert og sulfonert utgjør et"brukbart kationaktivt permselektivt membranmaterial. Mens brukstider på så mye som tre år eller mer (for det foretrukne kopolymermaterial) ikke kan oppnås med dette alternative material, er det overraskende motstandsdyktig mot herding under vanlige bruksbetingelser.

Eksempler på slike brukbare membraner fremstilt ved

den ovenfor beskrevne prosess er produkter som selges av firmaet RAI Research Corporation, Hauppauge, New York under betegnelsene " 18 STI2S" og "16 STI3S", idet det førstnevnte produkt er 18% styrenert og har omtrent 2/3 av fenylkjernene monosulfonert og det sistnevnte produkt er 16% styrenert og har omtrent 13/16 av fenylkjernene monosulfonert. For å oppnå 18% styrenering anvendes en løsning av 17,5% styren i metylenklorid og for å oppnå en 16% styrenering anvendes en 16% styren-løsning i metylenklorid.

Disse produkter er sammenlignbare med de tidligere beskrevne foretrukne kopolymerer ved at de liksom disse gir et spenningsfall på omtrent 0,2 volt i en typisk elektrolysecelle ved en strømtetthet på

2

0,31 amp/cm .

I det følgende gjengis en del utførelseseksempler

som skal anskueliggjøre oppfinnelsen. Forhold og prosentandeler er her angitt på vektbasis, mens temperaturer er angitt i °C, hvis ikke annet er spesielt anført.

Eksempel 1

En mettet løsning av natriumklorid ble.: ført konti- *" nuerlig inn i anodeavdelingen i en elektrolysecelle med to avdelinger av den utførelse som er vist i fig. 1. Anodelegemet i cellen var en titananode bestående av avflatet rombisk netting belagt med rutheniumoksyd bare på baksiden.

Forsiden av anoden var dekket med en kationaktiv

2 permselektiv membran med effektivt areal ca. 13,4 cm og bestående av en hydrolysert kopolymer av tetrafluoretylen og en fluorsulfonert perfluprvinyleter med ekvivalentvekt på omtrent 1100. Membranen ble overført til fri syreform ved bløting i kokende vann, før anbringelse på den ubelagte overflate av den porøse titan-gitteranode.

Saltlaken som utgjorde elektrolytt ble sirkulert kontinuerlig gjennom anodeavdelingen ved hjelp av ledninger i kommunikasjon med avdelingens innløp og utløp. Katodeavdelingen ble til å begynne med fylt med fortynnet vandig natriumhydroksyd i en konsentrasjon på 50 g/l NaOH. Et overløpsrør for fjerning av konsentrert natriumhydroksyd-løsning var anordnet i katodeavdelingen, og katolyttnivået ble opprettholdt ved kontinuerlig til-førsel av vann til katodeavdelingen. Frigjort klorgass ved anoden ble fjernet fra anodeavdelingen gjennom .et gassutløpsrør og det frigjorte hydrogen ved katoden ble tilsvarende fjernet fra katodeavdelingen. En celletemperatur på omtrent 90°C ble opprettholdt og cellen ble drevet med en strømtetthet på omtrent 0,31 A pr. cm 2 membranflate. Cellen ble holdt i kontinuerlig drift under disse betingelser i 4 måneder.

For sammenligning ble en tilsvarende oppbygget celle,

men utstyrt med en titan-gitteranode med rutheniumoksydbelegg på samtlige titanoverflater, drevet i et tilsvarende tidsrom under stort sett de samme betingelser.

Belegg-forbruket av rhuteniumoksyd i cellen som inneholdt belegget bare på baksiden var 0,22 g rhutenium pr. tonn fremstilt klor. I sammenligningscellen som hadde belegg på begge sider av titangitteret var forbruket av ruthenium 2,0 g pr. tonn fremstilt klor.

Når en anode oppbygget av titangitter med masker av ikke-avflatet rombeform og belagt bare på baksiden, ble anvendt under tilsvarende driftsbetingelser,

var spenningsøkningen omtrent den sammen som observert for sammenligningscellen.

Eksempel 2

Ved dette forsøk ble to elektrolyseceller begge med to avdelinger og av hovedsakelig samme konstruksjon, drevet i serie. Anodene var bygget opp av titangitter med avflatet rombeform og et areal på ca. 375 cm 2. Strømtettheten var 0,31 A/cm 2. Kationaktive perm-, selektive membraner av samme art som beskrevet i eksempel 1 ovenfor, ble anbragt på forsiden av hver av anodene. Cellene ble anvendt for fremstilling av natriumhydroksydløsning med ca. 110 til 130 g/l i katodeavdelingene NaOH. Driftsforholdene var som beskrévet i eksempel 1 ovenfor.

De anvendte anoder var forskjellige ved at baré forsiden var belagt med et rutheniumoksydbelegg i den ene celle, mens baksiden (den side som ikke var dekket av membranet) var ubelagt. I den annen celle var derimot bare baksiden i henhold til oppfinnelsen belagt med det sammen rutheniumoksydbelegg, mens forsiden var ubelagt.

I den første celle, dvs. céllen med anoden som bare var belagt på forsiden, var cellens driftsspenning 3,7 til 3,8 volt. I den annen celle, nemlig cellen hvor anoden bare var belagt på baksiden, var cellespenningen 3,5 volt i drift. Disse data viser at perforerte ventil-metallanoder med et edelmetalloksydbelegg bare på baksiden kan drives ved lavere cellespenninger enn anoder med belegget på forsidén.

E ksempel 3

Ved dette forsøk ble det anvendt en elektrolysecelle med to avdelinger som vist i fig. 1, men med et anodelegeme som bestod av et titangitter med avflatet rombeform belagt på både for- og baksiden, dvs. over hele overflaten, med et rutheniumoksydbelegg.

Forsiden av anoden var dekket av en kationaktiv permselektiv membran av samme art som beskrevet ovenfor i eksempel 1.

Cellen ble anvendt for spalting av en hovedsakelig mettet natriumklorid-løsning for fremstilling av en natriumhydroksyd ved konstant konsentrasjon under følgende stabile driftsbetingelser i 30 timer.

Under disse betingelser ble det observert en konstant cellespenning på 3,88 volt.

Deretter ble cellen tatt fra hverandre' Log ruthenium-oksydbelegget på forsiden av anoden, dvs. den side som vender mot.katoden og er dekket med membranen,

ble fjernet ved avsliping mens anoden ble holdt på plass i anodehuset.

En ny membran med underlag av ca. 0,18 mm tykk teflonduk ble installert på forsiden eller den avslipte overflate av anoden og cellen ble på nytt satt sammen. Cellen ble nå drevet under følgende driftsbetingelser:

Den spenning som ble observert når konsentrasjonen

av natriumhydroksyd nådde 155 g/l var 3,74 volt.

Disse data viser at cellespenning ved bruk av en anode med et belegg bare på baksiden var noe mindre (0,14 volt) enn den spenning som ble observert under stort sett tilsvarende driftsbetingelser ved anvendelse av en anode med belegg på både for- og baksiden.

Eksempel 4

Ved dette forsøk ble det anvendt en celle med tre avdelinger som vist i fig. 2.

Den anvendte anode var en titan-gitteranode, belagt bare på baksiden ved et rutheniumoksydbelegg, idet forsiden/var anbragt i anlegg mot den kationaktive permselektive membran som skilte anode- og bufferavdelingen fra hverandre. Anoden hadde et aktivt

2

gitterareal på ca. 8400 cm og en høyde på ca. 91,3 cm. Katoden var utført i ståltrådnetting og målte ca. 15 x 15 cm. Bufferavdelingen hadde en utstrekning på ca. 7,8 mm.

En natriumkloridløsning som inneholdt ca. 300 g/l NaCl ble sirkulert gjennom anodeavdelingen. Saltsyre ble tilsatt denne saltløsning for å bringe pH

i anolytten til en verdi mellom 2,6 og 3,7.

Buffer- og katodeavdelingene ble til å begynne med fylt med vann til nivåer på ca. 97,5 cm henhv. ca. 91,3 cm. Cellen ble drevet i omtrent 48 timer, og i tidsavsnittet fra 19 til 23 timer var det følgende stabile driftsbetingelser:

I tidsperioder fra 34 til 39 timer var de oppnådde stabile driftsbetingelser:

Dette forsøk viser fordelene ved en celle med tre avdelinger under anvendelse av.;en perforert ventilmetallanode med et edelmetalloksydbelegg bare på baksiden og anbragt på en kationaktiv permselektiv membran. De besparelser som oppnås ved belegg på bare den ene side av anoden er betraktelig og det er ingen vesentlig nedsatt strøm-virkningsgrad ved drift av cellen over lengre tid.

Claims (2)

1. Elektrolysecelle for elektrolytisk spalting av vandige løsninger av ioniserbare kjemiske forbindelser, idet cellen omfatter et ytre hus (1, 17)y en anodeavdeling (13, 18) som inneholder en gjennomhullet ventil-metallanode (2, 21), f.eks. en gitteranode av titan, og en katodeavdeling (14, 19) som inneholder en katode (3, 25) og er skilt fra anodeavdelingen ved hjelp av en kationaktiv permselektiv membran (4, 23},som er hovedsakelig ugjennomtrengelig for væsker og gasser samt er anbragt i tett anlegg mot den sideflate av anoden som vender mot katoden, karakterisert ved at anoden (2, 21) har et belegg (16, 22) av et edelt metall eller en legering eller et oksyd av et sådant metall bare på den side som ikke er påført membran (4, 23).

2. Elektrolysecelle som angitt i krav 1, karakterisert ved at belegget (16, 22) på anoden (2, 21) er et belegg av r»teniumdioksyd.