NO149591B - Bipolar elektrode for elektrolyse av vandige loesninger av alkalimetallklorid og lignende - Google Patents
Bipolar elektrode for elektrolyse av vandige loesninger av alkalimetallklorid og lignende Download PDFInfo
- Publication number
- NO149591B NO149591B NO780537A NO780537A NO149591B NO 149591 B NO149591 B NO 149591B NO 780537 A NO780537 A NO 780537A NO 780537 A NO780537 A NO 780537A NO 149591 B NO149591 B NO 149591B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- metal
- piece
- facing
- Prior art date
Links
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims description 9
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 title claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 64
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 54
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 54
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 34
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 21
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 19
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 9
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 8
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 37
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- -1 alkali metal chlorates Chemical class 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229910000048 titanium hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- HEPLMSKRHVKCAQ-UHFFFAOYSA-N lead nickel Chemical compound [Ni].[Pb] HEPLMSKRHVKCAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000007039 two-step reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en bipolar elektrode som omfatter et anodestykke og et katodestykke som er innbyrdes adskilt ved en skillevegg, men elektrisk og mekanisk forbundet, samt er egnet for elektrolyse av vandige løsninger av alkalimetallklorid og lignende, med det formål å fremstille alkalimetallklorater, eller alkalimetallhydroksyder og klor.
En konvensjonell bipolar elektrode er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.859.197 og er utført slik som vist i fig. 1
på de vedføyde tegninger. I denne figur angir henvisningstallet 1 en sammensatt del fremstilt ved eksplosjonssveising av en titanplate 4 til en bløt stålplate 5. Den sammensatte del 1 er innpasset i en åpning i en skillevegg 16 bestående av en titanplate 2 og en bløt stålplate 3, således at den sammensatte del faktisk utgjør en del av skilleveggen 16.
Det ytre kantområde av titanplaten 4 i den sammensatte del
1 er således sveiset til kanten av en åpning i titanplaten 2, mens det ytre kantområde av den bløte stålplate 5 er sveiset til kanten av en åpning i den bløte stålplate 3.
Titanplaten 4 i den sammensatte del 1 er videre forbundet
med et anodestykke 7 med titansubstrat gjennom et avstandsstykke 6 av titan sveiset til titanplaten 4, mens den bløte stålplate 5 i det sammensatte stykke 1 er forbundet med et katodestykke 9 ved hjelp av et avstandsstykke 8 av bløtt stål som er sveiset til den bløte stålplate 5. Anodestykket 7 og katodestykket 9 er således elektrisk og mekanisk sammenføyet gjennom den sammensatte del 1 for dannelse av en bipolar elektrode med indre anoderom 10 og katoderom 11. Anodestykket 7 er fremstilt av et nettlignende titansubstrat forsynt med et belegg av et metall fra platina-gruppen eller et metalloksyd av et sådant metall, mens katodestykket 9 er utført i gitterform.
Den konvensjonelle bipolare elektrode som er beskrevet ovenfor har den ulempe at det metall som anvendes på katodesiden (i det følgende kalt "katodeside-metall") av den sammensatte del, f.eks. jern, har dårlig vedheftning til det metall som anvendes på anodesiden (heretter kalt "anodeside-metall"), f.eks. titan, og disse metaller har en tendens til å adskil-les fysisk, og etter at elektroden har vært i drift en lengre tid vil da titanhydrid dannes i materialovergangen i den sammensatte del, hvilket fører til ytterligere adskillelse av de metaller som den bipolare elektrode er sammensatt av. Årsaken til dette er at metaller som er egnet for utførelse av katodestykket, slik som f.eks. jern eller nikkel, har en viss hydrogen-overspenning ved katoden og lett gjennom-trenges av hydrogenatomer, samtidig som materialer som er egnet for anvendelse som anodesubstrat, slik som titan, lett danner hydrider.
Ved elektrolyse av en vandig løsning av alkalimetallklorid finner en hydrogenutvikling sted i samsvar med følgende totrinnsreaksjon:
hvor H(a(j) representerer adsorbert hydrogen.
Det er kjent at reaksjonen (2) bestemmer arbeidstakten for reaksjonen som helhet. Av denne grunn vil overflaten av f.eks. jern som utgjør katodeside-metall i den sammensatte del alltid være fylt med H (acj^ ' hvorav en del vandrer gjennom jernet og etter hvert vil nå det område i den sammensatte del hvor de to metaller er sammenføyet. På dette sted rea-gerer hydrogen med det metall som anvendes som anodeside-metall, f.eks. titan, for dannelse av fysisk sprøtt titanhydrid, hvilket kan frembringe materialbrudd i det område hvor metallene er sammenføyet. Metallene vil derved gradvis elektrisk isoleres.fra hverandre, og spenningen mellom de to sideflater av det sammensatte stykke vil øke inntil elektroden tilslutt blir ubrukbar. Den tid som forløper inntil dette fenomen opptrer vil variere i avhengighet av strøm-tettheten i det område hvor metallene er sammenføyet samt tykkelsen av katodeside-metallet. Et sammensatt material som f.eks. består av jern med en tykkelse på 10 mm og eksplosjonssveiset til titan vil således bli ubrukbart etter 1,5 til 3 år ved en strømtetthet på 2 00 A/dm<2>.
En bipolar elektrode av den type som er vist i fig. 2 ble foreslått som et forsøk på å overvinne de ulemper som er beskrevet ovenfor. En sammensatt del 12 bestående av et anodevendt parti 13 av et metall som f.eks. titan eller en titanlegering ble anvendt som basis for et anodestykke 7, mens et katodevendt parti 15 av et metall som bløtt stål eller en legering av dette metall ble anvendt som basis for et katodestykke 9, idet nevnte partier 13 og 15 var sammenføyet gjennom et mellomskikt bestående av et parti 14 av kobber eller en kobberlegering, slik som f.eks. messing. Partiene 13, 14 og 15 ble utført i plateform og sammenføyet ved anvendelse av eksplosjonssveising eller friksjonssveising. Partiet 14 som utgjør et mellomskikt i den sammensatte del 12 kan også være sammenstilt av to eller flere laminerte lag.
Den sammensatte del 12 ble innpasset i en åpning i en skillevegg 16, således at den dannet en del av denne skillevegg. Nærmere bestemt ble så det ytre kantområde av partiet 13
av den sammensatte del 12 sveiset til et åpningsavsnitt av skiktet 2 av skilleveggen 16, mens det ytre kantområde av partiet 15 ble sveiset til et åpningsparti av skiktet 3.
Når den sammensatte del 12 inngår som en del av skilleveggen 16, må partiet 14 av kobber eller kobberlegering, som ut-gjør et mellomskikt i den sammensatte del 12, være utformet på sådan måte at det ikke vil komme i kontakt med elektro-lyttløsningen.
Ved en sådan konstruksjon vil det parti av kobber eller kobberlegering som anvendes som mellomskikt i den sammensatte del ikke tillate gjennomtrengning av hydrogen, og det hydrogen som frembringes på katodesiden under elektrolyseprosessen vil derfor ikke nå frem til sammenføyningsflaten mellom dette mellomskikt og det parti som er utført i titan. Titanpartiet vil da ikke skille seg fra det parti som er utført i kobber eller kobberlegering ved grenseplaten mellom disse to partier. Samtidig vil det parti som er utført i bløtt stål ha meget god vedheftning til partiet av kobber eller kobberlegering, idet kobber eller en kobberlegering ikke lett danner hydrid. Partiet av bløtt stål vil følge-lig ikke ha noen tendens til å skille seg fra det parti som er utført i kobber eller kobberlegering ved grenseflaten mellom de to materialer.
I den konstruksjon som er vist i fig. 2, er imidlertid de forskjellige partier 13, 14 og 15 av den sammensatte del innbyrdes sammenføyet bare ved hjelp av overflateforbindelser. Sådanne overflateforbindelser kan da lett ødelegges av mekaniske faktorer eller under vanskelige elektrolyse-forhold. Kanten langs- åpningen i den bløte stålplate 3 i skilleveggen 16 er videre i den ovenfor angitte konstruksjon sveiset til kantområdet av partiet 15 av bløtt stål i den sammensatte del 12, således at nevnte del 12 er fast innpasset i åpningen i skilleveggen 16 for å utgjøre en del av denne skillevegg. Partiet 15 av bløtt stål vil imidlertid etter denne sveising ikke ha noen toleranse overfor varmedeformasjon. Følgelig vil sprekker lett opptre i det sveisede parti på grunn av temperaturpåkjenninger ved temperaturforandringer under elektrolyseprosessen.
Når sådanne sprekker først foreligger i det sveisede område av partiet 15 og platen 3, vil disse sprekker utvides under elektrolyseprosessen, og katolytt-løsning vil trenge inn gjennom sprekkene. Dette vil bevirke en ødeleggelse . av materialsammenføyningene i den sammensatte del 12, og partiet 14 av kobber eller kobberlegering som utgjør mellomskikt i den sammensatte del 12, vil korrodere. Som en følge av dette vil det oppstå elektrisk isolasjon innvendig i den sammensatte del således at spenningen over denne del øker.
US patentskrift nr. 3.884.792 omhandler også en bipolar elektrodekonstruksjon som omfatter en anode, et skikt av et basismaterial som er gjennomtrengelig for atomært hydrogen mellom anoden og en katode, samt et skikt av metall eller en metalllegering som motsetter seg nevnte vandring av atomært hydrogen. Av beskrivelsen i dette US patentskrift fremgår det at skruer med wolfram-hoder anvendes for feste av anode og katode til kjernen, bolter typisk utført i
bløtt stål anvendes for feste av hvert par katodeplater,
mens forbindelsesstykker som hensiktsmessig er utført i kobber anvendes som elektriske koblingsstykker. En konstruksjon i henhold til dette US patentskrift vil således
ha de samme ulemper som angitt ovenfor, og korrosjon langs skruene med wolfram-hoder vil ha en tendens til å opptre,
når sådanne skruer anvendes.
Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en bipolar elektrode som er fri for de ulemper som er beskrevet ovenfor og kan arbeide uten driftsforstyrrelser under lengre tids anvendelse.
Oppfinnelsen gjelder således en bipolar elektrode for elektrolyse av vandige løsninger av alkalimetallklorid og lignende og som omfatter: (a) et anodestykke som utgjøres av et substrat av korrosjonsbestandig metall og et elektrisk ledende belegg på substratets overflate; (b) et katodestykke av metall eller metall-legering; (c) en skillevegg for adskillelse av anodestykket fra katodestykket, idet nevnte skillevegg omfatter et anodevendt skikt av samme art korrosjonsbestandig metall eller metall-legering som substratet i anodestykket, samt et katodevendt skikt av samme art metall eller metall-legering som katodestykket; og (d) en sammensatt del for elektrisk og mekanisk forbindelse mellom anodestykket og katodestykket, idet nevnte sammensatte del omfatter en sammenstilling av: (1) et anodevendt parti av samme art korrosjonsbestandig metall eller metall-legering som er anvendt som substrat i anodestykket, (2) et katodevendt parti utført i samme art metall eller metall-legering som katodestykket er utført i, og (3) et mellomparti utført i elektrisk ledende metall eller metall-legering som motsetter seg hydrogenvandring og er i det vesentlige ugjennomtrengelig for atomært hydrogen;
På denne bakgrunn av kjent teknikk består elektrodens særtrekk i henhold til oppfinnelsen i at naglepinner utført i metall eller metall-legering som motsetter seg hydrogenvandring og er i det vesentlige ugjennomtrengelig for atomært hydrogen,
er tett innpasset i hull som strekker seg gjennom nevnte sammensatte del med tiltagende hulltverrsnitt utover mot begge sideflater av denne del, på sådan måte at naglepinnene ligger i tett anlegg mot innsiden av nevnte hull i den sammensatte del, mens det anodevendte og det katodevendte skikt av skilleveggen er utført uten gjennomgående hull, idet det katodevendte parti av den sammensatte del er sveiset til innsiden av skilleveggens katodevendte skikt og innsiden av skilleveggens anodevendte skikt er motstandsveiset
til oversiden av det anodevendte parti av den sammensatte del.
Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av utførelseseksempler og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Figurene 1 og 2 viser snitt gjennom bipolare elektroder av tidligere kjent utførelse, Figurene 3a og 3b viser forstørrede snitt av deler av bipolare elektroder i henhold til foreliggende oppfinnelse, og Figur 4 er en skisse som anskueliggjør fremstillingen av den sammensatte del som anvendes i den bipolare elektrode i henhold til oppfinnelsen.
En utførelse av foreliggende oppfinnelse er vist i fig. 3a, som i forstørret målestokk viser sammenstillingen av skillevegg og sammensatt del i den foreliggende bipolare elektrode.
I fig. 3a angir henvisningstallet 2 et anodevendt skikt,
mens 3 angir et katodevendt skikt og henvisningstallene 6
og 8 angir avstandsstykker. I fig. 3a er videre den sammensatte del som helhet angitt ved henvisningstallet 12 og er vist som en sammensatt konstruksjon som omfatter et anodevendt parti 13 av metall eller metall-legering, som f.eks. titan eller en titanlegering, som også anvendes som substrat for anodestykket, et katodevendt parti 15 av et metall som bløtt stål eller en legering av dette metall, som også
utgjør katodestykket, samt et mellomliggende parti 14 av kobber eller en kobberlegering anordnet mellom partiene 13
og 15. Partiene 13, 14 og 15 kan være utført som plater av forskjellig form, f.eks. sirkelform, ellipseform eller rek-tangelform, og er sammenføyet ved eksplosjonssveising eller friksjonssveising. Den sammensatte del 12 har videre gjennomgående hull 19 som utvider seg i konusform utover mot begge siderflater. En naglepinne 20 av elektrisk ledende
metall eller legering, slik som kobber eller en kobberlegering (f.eks. messing), og som motsetter seg vandring av hydrogen og er hovedsakelig ugjennomtrengelig for atomær hydrogen er presspasset inn i hver av de gjennomgående hull 19.
I fig. 3a er den sammensatte del 12 forbundet til det katodevendte skikt 3 som har form av en flat plate. Som vist i fig. 3b kan imidlertid den sammensatte del 12 også være fes-tet mellom det anodevendte skikt 2 i form av en flat plate og det katodevendte skikt 3, som i dette tilfelle er utformet som en utbøyd plate, da det katodevendte skikt, som vanlig-vis eir utført i lett bøyelig bløtt stål, er lettere å defor-mere .
Fig. 4 anskueliggjør en metode for fremstilling av den sammensatte del 12 i henhold til foreliggende oppfinnelse. Pinnen 20 har større lengdeutstrekning enn det gjennomgående hull
19 og er utført som en forsenket nagle med et hode 21 som divergerer konisk mot den ene endeflate. Naglepinner 20 innsettes i hvert sitt gjennomgående hull 19 i den sammensatte del 12 på sådan måte at hodet 21 vender nedover, hvoretter pinnen utsettes for press både nedenfra og ovenfra ved hjelp av pressverktøy (ikke vist). Det øvre endeområdet av pinnen 20 vil da bli presspasset inn i det gjennomgående hull 19 i tett anlegg mot hullets vegger. De utstikkende deler av pinnen 20 fra topp- og bunn-flaten bearbeides til slutt i en slipemaskin således at de blir glatte og forløper i plan med henhv. oversiden og undersiden av den sammensatte del 12. I fig. 3 angir henvisningstallet 16 en skillevegg som er utført ved påføring av et anodevendt skikt 2
av f.eks. titan éller en titanlegering, som også anvendes som substrat i anodestykket, på et katodevendt skikt 3 ut-ført av f.eks. bløtt stål eller en legering av dette metall, som også anvendes i katodestykket. I sammenføyningsområdet mellom skilleveggen 16 og den sammensatte del 12, bringes det katodevendte parti 15 av det sammensatte stykke 12 til
anlegg mot innsiden av det katodevendte skikt 3 av skilleveggen 16, hvoretter sammensveising finner sted langs om-kretsen av den sammensatte del. Det anodevendte skikt 2
av skilleveggen 16 fjernes fra det katodevendte skikt 3 og bringes til anlegg mot oversiden av det anodevendte parti 13 av den sammensatte del 12, og sammensveising finner sted ved motstandssveising. Et avstandsstykke 6 anvendes for forbindelse med anodestykket (ikke vist) og et annet avstandsstykke 8 anvendes for forbindelse med katodestykket (ikke vist), og disse avstandsstykker er sveiset henhv. til det anodevendte skikt 2 og det katodevendte skikt 3 av skilleveggen 16.
Passende ventilmetaller og legeringer av sådanne metaller, som kan anvendes i anodestykket i de utførelser som er beskrevet ovenfor, omfatter elektrisk ledende passiverbare metaller som gjøres kjemisk uvirksomme ved dannelse av et inert, ikke-ledende skikt av oksyd av vedkommende metall på metallets overflate. Et typisk eksempel på sådant metall er titan, mens ytterligere eksempler omfatter tantal, niob, hafnium og zirkonium samt legeringer hvori ett eller flere av disse metaller dominerer.
Hensiktsmessige katodematerialer som anvendes i de ovenfor angitte utførelser, er materialer med høy elektrisk ledningsevne og som er lett tilgjengelige samt har tilstrekkelig bestandighet mot kjemisk korrosjon ved anvendelse som katode. Eksempler på sådanne metaller jern, aluminium, nikkel bly, tinn og zink samt legeringer som bløtt stål, rustfritt stål, bronse, messing, monel og støpejern. Bløtt stål (lavt karboninnhold) er imidlertid det vanligste konstruksjons-material for katodestykket.
Passende materialer som anvendes som mellomskikt i de ovenfor angitte utførelser omfatter elektrisk ledende materialer som motsetter seg gjennomtrengende vandring av atomært hydrogen, slik som kobber, gull, tinn, bly, nikkel, kobolt, krom, wolfram, molybden, og kadmium. Legeringer av sådanne metaller kan også anvendes.
Eksempler på materialer som kan anvendes i naglepinnene 20 omfatter sådanne materialer som motsetter seg hydrogenvandring og er ovenfor angitt som hensiktsmessige for anvendelse i mellomskiktet. Foretrukkede materialer er sådanne som er lett formbare og bearbeidbare, f.eks. kobber, gull, tinn,
bly, nikkel kadmium og legeringer av disse metaller.
Passende konstruksjonsmaterialer for avstandsstykkene 6, 8
er elektrisk ledende materialer som er korrosjonsbestandige overfor påvirkning fra omgivelsene (f.eks. elektrolytt og gass) i anode- og katode-rommet.
De elementer som inngår i den sammensatte del av den bipolare elektrode i henhold til foreliggende oppfinnelse er innbyrdes sammenføyet ved hjelp av vedheftning flate mot flate, hvoretter en naglepinne utført i et elektrisk ledende metall, slik som kobber eller en kobberlegering, innføres i hvert gjennomgående hull med koniske ender for intim pressved-heftning til innsiden av disse hull. Følgelig øker den mekaniske styrke av den sammensatte del, og de enkelte elementer av denne del skilles ikke fra hverandre selv under meget ugunstige forhold. Videre er det anodevendte skikt av skilleveggen sveiset ved motstandssveising til oversiden av det anodevendte parti av den sammensatte del. Selv om overflaten av pinnen 20 ligger an mot overflaten av det anodevendte skikt av skilleveggen, kan motstandssveising lett utføres uten å påvirkes av pinnen, som har god elektrisk ledningsevne.
Ved den bipolare elektrode i henhold til foreliggende oppfinnelse er således den sammensatte del ikke bare innsatt i et gjennomgående hull i skilleveggen, men det katodevendte parti av den sammensatte del er sveiset til det katodevendte skikt, som derfor ikke er forsynt med noe gjennomgående hull for innføring av den sammensatte del i skilleveggen. Det vil således foreligge bevegelsestoleranse i det sveisede område mellom det katodevendte parti av den sammensatte del og det katodevendte skikt av skilleveggen. Det vil derfor ikke lett bli dannet sprekker på grunn av frembragte spen-ninger under sveising. Selv om sprekker skulle forekomme er det liten sannsynlighet for inntrengning av katolytt-løsning, da det sveisede område mellom det katodevendte parti av den sammensatte del og det katodevendte skikt av skilleveggen ikke ligger tilgjengelig for katolytt-løsningen.
Av denne grunn vil mellomskiktet i den sammensatte del ikke korrodere, og sammenføyningsområdene mellom de forskjellige partier av den sammensatte del vil ikke bli ødelagt. Elektroden kan derfor arbeide i stabil drift i lengre tid.
Claims (3)
1. Bipolar elektrode for elektrolyse av vandige løsninger av alkalimetallklorid og lignende og som omfatter: (a) et anodestykke (7) som utgjøres av et substrat av korrosjonsbestandig metall og et elektrisk ledende belegg på substratets overflate; (b) et katodestykke (9) av metall eller metall-legering; (c) en skillevegg (16) for adskillelse av anodestykket (7) fra katodestykket (9), idet nevnte skillevegg omfatter et anodevendt skikt (2) av samme art korrosjonsbestandig metall eller metall-legering som substratet i anodestykket, samt et katodevendt skikt (3) av samme art metall eller metall-legering som katodestykket; og (d) en sammensatt del (12) for elektrisk og mekanisk forbindelse mellom anodestykket (7) og katodestykket (9),
idet nevnte sammensatte del omfatter en sammenstilling av: (1) et anodevendt parti (13) av samme art korrosjonsbestandig metall eller metall-legering som er anvendt som substrat i anodestykket, (2) et katodevendt parti (15) utført i samme art metall eller metall-legering som katodestykket er utført i, og (3) et mellomparti (14) utført i elektrisk ledende metall eller metall-legering som motsetter seg hydrogenvandring og er i det vesentlige ugjennomtrengelig for atomært hydrogen; karakterisert ved at naglepinner (20) utført i metall eller metall-legering som motsetter seg hydrogenvandring og er i det vesentlige ugjennomtrengelig for atomært hydrogen, er tett innpasset i hull (19) som strekker seg gjennom nevnte sammensatte del med tiltagende hulltverrsnitt utover mot begge sideflater av denne del,
på sådan måte at naglepinnene (20) ligger i tett anlegg mot innsiden av nevnte hull i den sammensatte del, mens det anodevendte og det katodevendte skikt (2, 3) av skilleveggen (16) er utført uten gjennomgående hull, idet det katodevendte parti (15) av den sammensatte del (12) er sveiset til innsiden av skilleveggens katodevendte skikt (3) og innsiden av skilleveggens anodevendte skikt (2) er motstands-sveiset til oversiden av det anodevendte parti av den sammensatte del.
2. Bipolar elektrode som angitt i krav 1, karakterisert ved at anodestykkets substrat er av et ventilmetall eller en ventilmetall-legering, mens nevnte katodestykke (9) er utført i bløtt stål eller nikkel, og nevnte mellomparti (14) og naglepinner (20) er utført i kobber eller en kobberlegering.
3. Bipolar elektrode som angitt i krav 1, karakterisert ved at anodestykket (7),
det anodevendte skikt (2) av skilleveggen (6) og det anodevendte parti (13) -av den sammensatte del (12) er utført i titan, mens katodestykket (9), det katodevendte skikt (3) av skilleveggen (16) og det katodevendte parti (15) av den sammensatte del er utført i bløtt stål og den sammensatte dels mellomparti (14) er utført i kobber.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1550177A JPS5413473A (en) | 1977-02-17 | 1977-02-17 | Double polar electrode |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO780537L NO780537L (no) | 1978-08-18 |
| NO149591B true NO149591B (no) | 1984-02-06 |
| NO149591C NO149591C (no) | 1984-05-16 |
Family
ID=11890546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO780537A NO149591C (no) | 1977-02-17 | 1978-02-16 | Bipolar elektrode for elektrolyse av vandige loesninger av alkalimetallklorid og lignende |
Country Status (21)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4116805A (no) |
| JP (1) | JPS5413473A (no) |
| AT (1) | AT352148B (no) |
| AU (1) | AU514277B2 (no) |
| BE (1) | BE863976A (no) |
| BR (1) | BR7800924A (no) |
| CA (1) | CA1110202A (no) |
| CH (1) | CH632014A5 (no) |
| DE (1) | DE2806645C2 (no) |
| DK (1) | DK70078A (no) |
| ES (1) | ES467062A1 (no) |
| FI (1) | FI61528C (no) |
| FR (1) | FR2381114A1 (no) |
| GB (1) | GB1547554A (no) |
| IN (1) | IN148348B (no) |
| IT (1) | IT1101791B (no) |
| NL (1) | NL7801488A (no) |
| NO (1) | NO149591C (no) |
| NZ (1) | NZ186497A (no) |
| PT (1) | PT67665B (no) |
| SE (1) | SE427675B (no) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4194670A (en) * | 1977-08-24 | 1980-03-25 | Chlorine Engineers Corp., Ltd. | Method of making a bipolar electrode |
| JPS55106325A (en) * | 1979-02-07 | 1980-08-15 | Daihen Corp | Colorimetric display unit |
| JPS55106324A (en) * | 1979-02-07 | 1980-08-15 | Daihen Corp | Colorimetric display unit |
| IT1163737B (it) * | 1979-11-29 | 1987-04-08 | Oronzio De Nora Impianti | Elettrolizzatore bipolare comprendente mezzi per generare la ricircolazione interna dell'elettrolita e procedimento di elettrolisi |
| US4339323A (en) * | 1980-09-18 | 1982-07-13 | Ppg Industries, Inc. | Bipolar electrolyzer element |
| US4450060A (en) * | 1980-11-18 | 1984-05-22 | Ernesto Gonzalez | Bipolar electrolytic cell |
| US4354916A (en) * | 1981-05-04 | 1982-10-19 | Diamond Shamrock Corporation | High current density electrical contact device |
| US4402809A (en) * | 1981-09-03 | 1983-09-06 | Ppg Industries, Inc. | Bipolar electrolyzer |
| EP0075401A3 (en) * | 1981-09-03 | 1983-06-15 | Ppg Industries, Inc. | Bipolar electrolyzer |
| US4414088A (en) * | 1981-09-21 | 1983-11-08 | Erco Industries Limited | Chlorate cell system |
| GB2107662B (en) * | 1981-10-22 | 1985-04-24 | Morganite Elect Carbon | Electric traction current-collector |
| DE3239535A1 (de) * | 1982-10-26 | 1984-04-26 | Heraeus-Elektroden Gmbh, 6450 Hanau | Bipolare elektrode |
| US4581114A (en) * | 1983-03-07 | 1986-04-08 | The Dow Chemical Company | Method of making a unitary central cell structural element for both monopolar and bipolar filter press type electrolysis cell structural units |
| US4488946A (en) * | 1983-03-07 | 1984-12-18 | The Dow Chemical Company | Unitary central cell element for filter press electrolysis cell structure and use thereof in the electrolysis of sodium chloride |
| US4560452A (en) * | 1983-03-07 | 1985-12-24 | The Dow Chemical Company | Unitary central cell element for depolarized, filter press electrolysis cells and process using said element |
| US4568434A (en) * | 1983-03-07 | 1986-02-04 | The Dow Chemical Company | Unitary central cell element for filter press electrolysis cell structure employing a zero gap configuration and process utilizing said cell |
| US4673479A (en) * | 1983-03-07 | 1987-06-16 | The Dow Chemical Company | Fabricated electrochemical cell |
| DE3420483A1 (de) * | 1984-06-01 | 1985-12-05 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Bipolarer elektrolyseapparat mit gasdiffusionskathode |
| EP0185270A1 (en) * | 1984-12-17 | 1986-06-25 | The Dow Chemical Company | Method of making a unitary electric current transmission element for monopolar or bipolar filter press-type electrochemical cell units |
| US4654136A (en) * | 1984-12-17 | 1987-03-31 | The Dow Chemical Company | Monopolar or bipolar electrochemical terminal unit having a novel electric current transmission element |
| US4713162A (en) * | 1986-08-29 | 1987-12-15 | The Dow Chemical Company | Bipolar electrolytic cell |
| IT1264802B1 (it) * | 1992-06-03 | 1996-10-10 | Tosoh Corp | Cella elettrolitica bipolare |
| US6334571B1 (en) | 1999-11-19 | 2002-01-01 | A.R.D. Industries Ltd. | Thin interlayer friction welding |
| IT1319259B1 (it) * | 2000-10-31 | 2003-09-26 | Nora Impianti S P A Ora De Nor | Cella elettrolitica con strutture elettrodiche rinnovabili e metodoper la sostituzione delle stesse. |
| JP4133429B2 (ja) * | 2003-02-24 | 2008-08-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体装置 |
| JP5699296B2 (ja) | 2011-09-12 | 2015-04-08 | 株式会社貴匠技研 | 金属材のかしめ構造及びこのかしめ構造を用いたバスバー |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB265606A (en) * | 1926-02-05 | 1927-12-01 | Rodolphe Pechkranz | Improvements in or relating to electrodes for electrolytic cells |
| BE793045A (fr) * | 1971-12-21 | 1973-06-20 | Rhone Progil | Electrodes bipolaires |
| BE793122A (fr) * | 1971-12-22 | 1973-06-21 | Rhone Progil | Electrodes bipolaires demontables |
| US3752757A (en) * | 1972-06-07 | 1973-08-14 | Basf Wyandotte Corp | Bipolar electrode seal at barrier sheet |
| US3844921A (en) * | 1972-12-18 | 1974-10-29 | Exxon Production Research Co | Anode containing pin-type inserts |
| US3875042A (en) * | 1973-05-24 | 1975-04-01 | Anaconda Co | Electrode and method |
| SE377140B (no) * | 1973-08-20 | 1975-06-23 | Kema Nord Ab | |
| US3915833A (en) * | 1974-01-28 | 1975-10-28 | Steven A Michalek | Electrolytic cell with improved bipolar electrode connection |
| US3970539A (en) * | 1974-12-23 | 1976-07-20 | Basf Wyandotte Corporation | End connector for filter press cell |
| US4017375A (en) * | 1975-12-15 | 1977-04-12 | Diamond Shamrock Corporation | Bipolar electrode for an electrolytic cell |
| US4059216A (en) * | 1975-12-15 | 1977-11-22 | Diamond Shamrock Corporation | Metal laminate strip construction of bipolar electrode backplates |
-
1977
- 1977-02-17 JP JP1550177A patent/JPS5413473A/ja active Granted
-
1978
- 1978-02-09 NL NL7801488A patent/NL7801488A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-02-10 GB GB5390/78A patent/GB1547554A/en not_active Expired
- 1978-02-13 FI FI780467A patent/FI61528C/fi not_active IP Right Cessation
- 1978-02-14 CA CA297,117A patent/CA1110202A/en not_active Expired
- 1978-02-15 US US05/878,100 patent/US4116805A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-02-15 IT IT48049/78A patent/IT1101791B/it active
- 1978-02-15 BE BE185183A patent/BE863976A/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-02-16 IN IN176/CAL/78A patent/IN148348B/en unknown
- 1978-02-16 DE DE2806645A patent/DE2806645C2/de not_active Expired
- 1978-02-16 BR BR7800924A patent/BR7800924A/pt unknown
- 1978-02-16 DK DK70078A patent/DK70078A/da not_active Application Discontinuation
- 1978-02-16 NZ NZ186497A patent/NZ186497A/xx unknown
- 1978-02-16 ES ES467062A patent/ES467062A1/es not_active Expired
- 1978-02-16 NO NO780537A patent/NO149591C/no unknown
- 1978-02-16 SE SE7801818A patent/SE427675B/sv not_active IP Right Cessation
- 1978-02-16 PT PT67665A patent/PT67665B/pt unknown
- 1978-02-16 AU AU33352/78A patent/AU514277B2/en not_active Expired
- 1978-02-17 AT AT116078A patent/AT352148B/de not_active IP Right Cessation
- 1978-02-17 FR FR7804610A patent/FR2381114A1/fr active Granted
- 1978-02-17 CH CH178178A patent/CH632014A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO149591C (no) | 1984-05-16 |
| DE2806645C2 (de) | 1983-09-01 |
| FI780467A (fi) | 1978-08-18 |
| DK70078A (da) | 1978-08-18 |
| CH632014A5 (de) | 1982-09-15 |
| JPS5745316B2 (no) | 1982-09-27 |
| BE863976A (fr) | 1978-05-29 |
| FI61528C (fi) | 1982-08-10 |
| US4116805A (en) | 1978-09-26 |
| AU3335278A (en) | 1979-08-23 |
| PT67665A (en) | 1978-03-01 |
| IN148348B (no) | 1981-01-24 |
| PT67665B (en) | 1979-07-20 |
| SE427675B (sv) | 1983-04-25 |
| JPS5413473A (en) | 1979-01-31 |
| DE2806645A1 (de) | 1978-08-24 |
| GB1547554A (en) | 1979-06-20 |
| AU514277B2 (en) | 1981-01-29 |
| ATA116078A (de) | 1979-02-15 |
| AT352148B (de) | 1979-09-10 |
| NZ186497A (en) | 1979-06-08 |
| NL7801488A (nl) | 1978-08-21 |
| IT1101791B (it) | 1985-10-07 |
| NO780537L (no) | 1978-08-18 |
| FR2381114B1 (no) | 1980-10-31 |
| BR7800924A (pt) | 1978-11-28 |
| IT7848049A0 (it) | 1978-02-15 |
| FR2381114A1 (fr) | 1978-09-15 |
| ES467062A1 (es) | 1978-11-01 |
| FI61528B (fi) | 1982-04-30 |
| CA1110202A (en) | 1981-10-06 |
| SE7801818L (sv) | 1978-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO149591B (no) | Bipolar elektrode for elektrolyse av vandige loesninger av alkalimetallklorid og lignende | |
| US3788966A (en) | Electrical connections for metal electrodes | |
| US4141815A (en) | Bipolar electrode | |
| NO158306B (no) | Elektrolyseapparat for alkalisk vannelektrolyse og fremgangsmaate for fremstilling av apparatet. | |
| EP1483432B1 (en) | Cathode Plate | |
| AU2003201532A1 (en) | Hanger bar | |
| US3813326A (en) | Bipolar electrolytic diaphragm cell having friction welded conductor/connector means | |
| US4194670A (en) | Method of making a bipolar electrode | |
| US3849280A (en) | Electrolytic cell including means for preventing atomic hydrogen attack of the titanium backplate member | |
| US5484514A (en) | Electrolyzer | |
| US3836438A (en) | Apparatus for the recovery of leakages of brine in the metallic bottoms of diaphragm cells | |
| US4121994A (en) | Anode support means for an electrolytic cell | |
| US3900384A (en) | Method of assembling a bipolar electrode having friction welded conductor/connector means and bipolar electrode formed thereby | |
| GB2084193A (en) | Bipolar electrolyzer | |
| NO137908B (no) | Bipolar elektrodeenhet for en multielektrolytisk celle for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd | |
| US3992279A (en) | Electrode assembly | |
| US2014566A (en) | Bimetallic articles of manufacture | |
| US4152239A (en) | Bipolar electrolyzer | |
| KR810000985B1 (ko) | 쌍 극 전 극 | |
| US6984296B1 (en) | Electrochemical cell for electrolyzers with stand-alone element technology | |
| US4116802A (en) | Electrolytic diaphragm cells | |
| JPH0569917B2 (no) | ||
| NO863294L (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av elektrokjemisk celle og en elektrokjemisk celle. | |
| JP3080383B2 (ja) | 電解槽およびその製造方法 | |
| CA1231918A (en) | Bipolar electrode assembly |