NO155152B - Elektrolysecelle, anvendelse av samme og ionevekslermembran til bruk i cellen. - Google Patents

Elektrolysecelle, anvendelse av samme og ionevekslermembran til bruk i cellen. Download PDF

Info

Publication number
NO155152B
NO155152B NO803560A NO803560A NO155152B NO 155152 B NO155152 B NO 155152B NO 803560 A NO803560 A NO 803560A NO 803560 A NO803560 A NO 803560A NO 155152 B NO155152 B NO 155152B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
electrode layer
electrolysis cell
exchange membrane
porous
cell according
Prior art date
Application number
NO803560A
Other languages
English (en)
Other versions
NO803560L (no
NO155152C (no
Inventor
Yoshio Oda
Takeshi Morimoto
Kohji Suzuki
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP54152416A external-priority patent/JPS5940231B2/ja
Priority claimed from JP9760880A external-priority patent/JPS5723076A/ja
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of NO803560L publication Critical patent/NO803560L/no
Publication of NO155152B publication Critical patent/NO155152B/no
Publication of NO155152C publication Critical patent/NO155152C/no

Links

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
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • 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
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
    • 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
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

Denne oppfinnelse angår en elektrolysecelle, anvendelse derav, og en ionevekslermembran til bruk i cellen. Elektrolysecellen er egnet til bruk i vandige media, så som for elektro-
lyse av vann eller en vandig oppløsning av en syre, en base,
et alkalimetallsulfat, et alkalimetallkarbonat, eller et al-kalimetallhalogenid, spesielt vandige alkalimetallkloridopp-løsninger.
Teknikkens stand.
Ved fremstilling av alkalimetallhydroksyd ved elektrolyse
av en vandig oppløsning av et alkalimetallklorid er det for det meste blitt anvendt en diafragmametode i stedet for en kvikksølv-metode av hensyn til faren for miljøforurensning.
Det er blitt foreslått å anvende en ionevekslermembran i stedet for asbest som diafragma ved fremstilling av alkalimetallhydroksyd ved elektrolyse av en vandig oppløsning av et alkalimetallklorid for fremstilling av alkalimetallhydroksyd med høy renhet og høy konsentrasjon.
Videre er det blitt stadig viktigere å spare energi, og
det er derfor blitt påkrevet å minimere cellespenningen på ovennevnte områder.
Det er blitt foreslått å redusere cellespenningen ved for-bedringer i anode- og katode-materialene og anodens og katodens utformning etc, og ionevekslermembraners materialsammensetning og ionevekslingens art.
Det er blitt foreslått å utføre elektrolysen av et alkalimetallklorid ved hjelp av en såkalt fast-polymer-elektrolytt,
hvor en kationvekslermembran av en fluorert polymer forbindes med en gass-væske-gjennomtrengelig katalytisk anode på den ene overflate og med en gass-væske-gjennomtrengelig katalytisk katode på den andre overflate av membranen (britisk patent nr. 2 009 795, U.S. patent nr. 4 210 501, nr. 4 214 958 og nr. 4 217 401).
Denne elektrolytiske metode er særdeles fordelaktig som elektrolysemetode ved en lavere cellespenning, for at den elektriske motstand gjennom elektrolytten og den elektriske motstand som forårsakes av bobler av hydrogengass og klorgass dannet under elektrolysen, kan nedsettes betydelig, hvilke er blitt ansett å være vanskelige å redusere ved konvensjonell elektrolyse.
Anoden og katoden i denne elektrolysecelle er bundet på overflaten av ionevekslermembranen for delvis innleiring. Gassen og elektrolyttoppløsningen trenger lett gjennom, slik at den gass som under elektrolysen dannes på det elektrodelag som er i kontakt med membranen, lett fjernes fra elektroden.
Den porøse elektrode fremstilles vanligvis av et tynt porøst lag som dannes ved ensartet blanding av partikler som virker som anode eller katode, med et bindemiddel, videre grafitt eller annet elektrisk ledende materiale. Man har imidlertid funnet at når en elektrolysecelle med en ionevekslermembran bundet direkte til elektroden anvendes, bringes anoden i elektrolysecellen i kontakt med hydroksylioner som revers-diffunderer fra katodekammeret, og følgelig må anodematerialet være både klor-resistent og alkali-resistent, og et kostbart materiale må anvendes. Når elektrodelaget er bundet til ionevekslermembranen, dannes en gass ved elektrodereaksjonen mellom elektrode og membran, og ionevekslermembranen undergår en viss deformasjon, slik at membranens egenskaper forringes. Det blir vanskelig å oppnå stabil drift over lengre tid. I en slik elektrolysecelle bør strømsam-leren for tilførsel av elektrisitet til elektrodelaget som er bundet til ionevekslermembranen, ha god kontakt med elektrode-laget. Når en god kontakt ikke oppnås, kan cellespenningen stige. Cellekonstruksjonen for sikring av god kontakt mellom5trømsamleren oq elektrodelaget blir ufordelaktig komplisert.
Japansk patentpubiikasjon 78-11199, jfr. ChemicalAbstracts, Vol. 89 (1978) , 67571t, beskriver en elektrolyse-celle i hvilken en tynn ionevekslermembran (foretrukken tykkelse 0,01-0,1 mm) i kontakt med sin katodeside har et relativt tykt porøst ikke-elektrode-lag hvis tykkelse er minst 0,1 mm og fortrinnsvis 10 ganger tykkelsen av membranen. En slik celle har øket strømutbytte, men elektrolysecellens spenning forblir høy. Således angir eksempel 1 en cellespenning på 3,95 volt ved en strømtetthet pa 35 A/dm 2. Det angis dessuten at diafragmaet er et sammensatt ark omfattende et tykt lag av porøst materiale og et tynt lag av en hovedsakelig vann-ugjennomtrengelig kat-ionevekslermembran. Det porøse lag har en tykkelse på minst 0,1 mm, hvilket er den maksimale verdi for tykkelsen av ionevekslermembranen. Videre fremgår det av beskrivelsen at tykkelsen av det porøse lag fortrinnsvis er minst 10 ganger tykkelsen av membranen.
U.S. patent 4 135 996 beskriver et diafragma bestående av en ionevekslermembran av polymert materiale, hvor et mikro-porøst lag av meget homogen porøsitet er påført membranen. Også her er imidlertid det porøse lag relativt tykt. Eksemplene an-
gir således 0,9 til 2,2 mm tykkelse.
Kort angivelse av oppfinnelsen.
Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ny elektrolysecelle uten ovennevnte ulemper og å redusere cellespenningen mest mulig.
Oppfinnelsen angår en elektrolyse-celle omfattende en anode, en katode, et anodekammer og et katodekammer, hvor anodekammeret og katodekammeret er skilt fra hverandre ved en ionevekslermembran som har et gass- og væskegjennomtrengelig porøst ikke-elektrode-lag bundet til i det minste én av sine overflater,karakterisert vedat det porøse ikke-elektrodelag har en tykkelse på minst 0,1 yum og er tynnere enn membranen. Foretrukne utførælses-former av elektrolysecellen er angitt i kravene.
Videre angår oppfinnelsen en ionevekslermembran til bruk i en elektrolysecelle som ifølge kravene 1-14, omfattende et gass-og væskegjennomtrengelig porøst ikke-elektrodelag bundet til i det minste én av membranens overflater,karakterisert vedat det porøse ikke-elektrodelag har en tykkelse på minst 0,1 /um og er tynnere enn membranen, og at ikke-elektrode-laget inneholder partikler av materiale som oppviser korrosjonsresistens. Partiklene har fortrinnsvis en diameter mindre enn 44 /um.
Kort beskrivelse av tegningen.
Fig. 1 viser et snitt gjennom en utførelsesform av elektrolysecellen ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 illustrerer et ekspandert metall; Fig. 3 viser et snitt gjennom en annen utførelsesform av elektrolysecellen ifølge oppfinnelsen.
Detaljert beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer.
Når en vandig op<p>løsning av et alkalimetallklorid elektro-lyseres i en elektrolysecelle omfattende en kationvekslermembran til hvilken et gass- og væske-gjennomtrengelig porøst ikke-elektrode-lag er bundet i henhold til foreliggende oppfinnelse, kan et alkalimetallhydroksyd og klor fremstilles ved betydelig nedsatt cellespenning uten de ovenfor nevnte ulemper.
I henhold til den foreliggende oppfinnelse plasseres i det minste én av elektrodene gjennom det gass- og væske-gjennomtrengelige porøse ikke-elektrode-lag, hvorved elektroden ikke bringes i direkte kontakt med ionevekslermembranen. Det er derfor ikke nødvendig at anoden oppviser høy resistens'mot alkalisk korro-sjon, og anodematerialet kan velges blant forskjellige materialer. Videre blir den gass som utvikles under elektrolysen, ikke dannet
i det porøse lag som er i kontakt med kationvekslermembranen, og følgelig vil ionevekslermembranen ikke utsettes for de skadelige ' virkninger av gassdannelsen.
Ved elektrolysecellen ifølge oppfinnelsen er det ikke alltid nødvendig å tilveiebringe god kontakt mellom elektroden og det porøse ikke-elektrode-lag som er bundet til ionevekslermembranen. Selv om elektrodene plasseres med et mellomrom mellom denne og ionevekslermembranen med det porøse ikke-elektrode-lag, kan virk-ningen for nedsettelse av cellespenningen oppnås.
Ved anvendelse av elektrolysecellen ifølge oppfinnelsen kan cellespenningen nedsettes sammenlignet med elektrolyse av et alkalimetallklorid i en elektrolysecelle omfattende en ionevekslermembran hvor en elektrode, så som ekspandert metall, er i direkte kontakt uten noe porøst, ikke-elektrode-lag. Dette resultat oppnås endog ved anvendelse av et elektrisk ikke-ledende materiale med en spesifikk motstand på eksempelvis over 1 10 ohm • cm som det porøse ikke-elektrode-lag, og dette er således e- uventet virkning.
Det gass- og væske-gjennomtrengelige ikke-elektrode-lag som dannes på overflaten av kationvekslermembranen, kan fremstilles av et elektrisk ikke-ledende materiale med en spesifikk mot-
stand større enn 10 ^ ohm-cm, endog større enn 1,0 ohm*cm, som er elektrokjemisk inaktivt. Det porøse ikke-elektrode-lag kan fremstilles av et elektrisk ledende materiale forutsatt at materialet har høyere overspenning enn en elektrode som er plassert utenfor det pc-røse lag. Det porøse ikke-elektrode-lag betyr ;således et lag som ikke har katalytisk virkning for en elek-trodereaksjon eller ikke virker som en elektrode. ;Det porøse ikke-elektrode-lag er fortrinnsvis fremstilt ;av et ikke-hydrofobt uorganisk eller organisk materiale som er korrosjonsresistent overfor elektrolyttoppløsningen. Eksempler på slike materialer er metaller, metalloksyder, metallhydroksyder, metallkarbider, metallnitrider og blandinger derav og organiske polymerer. I anodesiden kan det anvendes en fluorert polymer, spesielt en perfluorpolymer. ;Ved elektrolyse av en vandig oppløsning av et alkalimetallklorid er det porøse ikke-elektrode-lag i anodesiden og katodesiden fortrinnsvis fremstilt av metaller fra gruppe IV-A (fortrinnsvis Ge, Sn, Pb), gruppe IV-B (fortrinnsvis Ti, Zr, Hf), gruppe V-B (fortrinnsvis V, Nb, Ta), gruppe VI-B (fortrinnsvis Cr, Mo, W) og jerngruppen (fortrinnsvis Fe, Co, Ni) i elementenes periodiske system, aluminium, mangan antimon eller legeringer derav eller oksyder, hydroksyder, nitrider eller karbider av slike mateller. Hydrofile tetrafluoretylen-harpikser, så som hydrofile tetrafluoretylen-harpiks behandlet med kaliumtitanat etc. kan også anvendes med fordel. ;De optimale materialer for de porøse ikke-elektrode-lag ;i anodesiden eller katodesiden innbefatter metaller så som Fe, ;Ti, Ni, Zr, Nb, Ta, V og Sn eller oksyder, hydroksyder, nitrider og karbider av slike metaller, i betraktning av deres korrosjons-motstand overfor elektrolytten og den dannede gass. Et smeltet oksyd fremstilt ved smelte-størkning av et metalloksyd i en ovn, for eksempel en lysbueovn, et metallhydroksyd og en hydrogel av oksyd anvendes fortrinnsvis for oppnåelse av ønskede egenskaper. ;Når det porøse ikke-elektrode-lag dannes på overflaten av ionevekslermembranen ved anvendelse av sådant materiale, anvendes materialet i form av pulver eller korn, fortrinnsvis med et bindemiddel av en fluorert polymer så som polytetrafluoretylen og polyheksafluorpropylen. Som bindemiddel anvendes fortrinnsvis et modifisert polytetrafluoretylen kopolymerisert med en fluorert monomer som har en syregruppe. Et modifisert polytetrafluoretylen fremstilles ved polymerisering av tetrafluoretylen i et vandig medium inneholdende et dispergeringsmiddel med en polymerisasjons-initiator, og deretter kopolymeriseres tetrafluoretylen og en fluorert monomer som har en funksjonell gruppe av syretypen, så som. en karboksylsyregruppe eller en sulfonsyregruppe, i nærvær av det resulterende polytetrafluoretylen, hvorved det erholdes et modifisert polytetrafluoretylen inneholdende 0,001- ;10 mol% av modifiseringsmiddel-bestanddelen. ;Materialet for det porøse ikke-elektrode-lag er fortrinnsvis i form av partikler med en diameter på 0,01-300 ym, spesielt 0,1-100 um. Når en fluorert polymer anvendes som bindemiddel, anvendes bindemidlet fortrinnsvis i form av en suspensjon i et forhold på fortrinnsvis 0,01-100 vekt%, spesielt 0,5-50 vekt%, basert på pulveret for det porøse ikke-elektrode-lag. ;Om det ønskes, er det mulig å anvende et viskositetsregulerende middel når pulveret anvendes i pastaform. Egnede viskositetsregulerende midler innbefatter vannoppløselige materialer så som cellulosederivater, for eksempel karboksymetylcel-lulose, metylcellulose og hydroksyetylcellulose; og polyetylen-glykol, polyvinylalkohol, polyvinylpyrolidon, natriumpolyakrylat, polymetylvinyleter, kasein og polyakrylamid. Midlet inkorporeres fortrinnsvis i et forhold på 0,1-100 vekt%, spesielt 0,5-50 vekt%, basert på pulveret, for oppnåelse av•en ønsket viskositet av pulverpastaen. Det er også mulig å inkorporere et passende overflateaktivt stoff, så som derivater av langkjedede hydrokar-boner og fluorerte hydrokarbonderivater; og grafitt eller annet ledende fyllstoff, hvorved dannelse av det porøse lag lettes. ;Innholdet av de uorganiske eller organiske partikler i ;det porøse ikke-elektrode-lag som erholdes, er fortrinnsvis i området 0,01-30 mg/cm 2 , spesielt 0,1-15 mg/cm 2. ;Det porøse ikke-elektrode-lag kan dannes på ionevekslermembranen ved den konvensjonelle metode som er beskrevet i U.S.patent nr. 4 210 501 eller ved en metode omfattende blanding av pulveret, om nødvendig, bindemidlet, det viskositetsregulerende middel med et passende medium så som vann, en alkohol, et keton eller en eter og dannelse av en porøs kake på et filter ved en filtreringsprosess, hvoretter kaken påføres på overflaten av ionevekslermembranen. Det porøse ikke-elektrode-lag kan også dannes ved fremstilling av en pasta med en viskositet på 0,1- ;10~<*>poise inneholdende pulveret for det porøse lag og silke-trykking av pastaen på overflaten av ionevekslermembranen, som beskrevet i U.S. patent nr. 4 185 131.
Det porøse lag dannet på ionevekslérmembranen blir fortrinns vis varm-presset på membranen ved hjelp av en presse eller en valse ved 80-220°C under et trykk på 1-150 kg/cm<2>(eller kg/cm), hvorved laget bindes til membranen, fortrinnsvis inntil laget er delvis innleiret i membranoverflaten. Det resulterende porøse ikke-elektrode-lag bundet til membranen har fortrinnsvis en porøsitet på 10-99%, spesielt 25-95%, mer spesielt 40-90%, og en tykkelse på 0,01-200 ym, spesielt 0,1-100 ym, mer spesielt 1-50 ym. Tykkelsen av det porøse ikke-elektrode-lag på anodesiden kan være forskjellig fra tykkelsen på katodesiden. Det porøse ikke-elektrode-lag fremstilles således gjennomtrengelig for gass og væske som er en elektrolyttoppløsning, en anolytt eller en katolytt.
Den kationvekslermembran på hvilken det porøse ikke-elektrode-lag dannes, kan være fremstilt av en polymer inneholdende kationvekslergrupper så som karboksylsyregrupper, sulfonsyregrupper, fosforsyregrupper og fenoliske hydroksygrupper. Egnede polymerer innbefatter kopolymerer av en vinylmonomer så som tetrafluoretylen og klortrifluoretylen og en terfluorvinyl-monomer som har en ionevekslergruppe, så som en sulfonsyregruppe, karboksylsyregruppe og fosforsyregruppe, eller en reak-tiv gruppe som kan omdannes til ionevekslergruppen. Det er også mulig å anvende en membran av en polymer av trifluoretylen i hvilken ionevekslergrupper, så som en sulfonsyregruppe, er inn-ført, eller en polymer' av styren-divinylbenzen i hvilken sulfonsyregrupper er innført.
Kationvekslermembranen fremstilles fortrinnsvis av en fluorert polymer inneholdende de følgende enheter:
hvor X representerer fluor, klor eller hydrogen eller -CF^; X<1>representerer X eller CF3(CH2)m; m representerer et helt tall på 1 til 5.
De typiske eksempler på Y har strukturer som binder A til en fluorkarbon-gruppe, så som
hvor a, y og z hver representerer et helt tall fra 1 til 10; Z og Rf representerer -F eller en til C-^-perf luoralkyl-gruppe; og A representerer -COOM eller -SO-^M eller en funksjonell gruppe som kan omdannes til -COOM eller -SO^M ved hydrolyse eller nøytralisering, så som -CN, -COF, -COOR^, -S02F og -CONR2R3eller -S02NR2R3, og M representerer hydrogen eller et alkalimetall; R-^representerer en C-^-C^Q-alkyl-gruppe;
R2og R^representerer H eller en C^-C^^-alkyl-gruppe.
Fortrinnsvis anvendes en fluorert kationvekslermembran med et ioneveksler-gruppe-innhold på 0,5-4,0 milliekvivalenter pr. gram tørr polymer, spesielt 0,8-2,0 milliekvivalenter pr. gram tørr polymer som er fremstilt av nevnte kopolymer.
I kationvekslermembranen av en kopolymer inneholdende enhetene (M) og (N), utgjør enhetene (N) fortrinnsvis 1-40 mol%,
mer foretrukket 3-25 mol%.
Den kationvekslermembran som anvendes i henhold til oppfinnelsen, er ikke begrenset til å være fremstilt av bare én type av polymeren. Det er mulig å anvende en laminert membran fremstilt av to typer av polymerer som har lavere ionevekslerkapasitet på katodesiden, eksempelvis med en svakt sur ionevekslergruppe så som en karboksylsyregruppe på katodesiden, og en sterkt sur ionevekslergruppe så som en sulfonsyregruppe på anodesiden.
Den kationvekslermembran som anvendes i henhold til oppfinnelsen, kan fremstilles ved at man blander et polyolefin, så som polyetylen, polypropylen, fortrinnsvis en fluorert polymer,
så som polytetrafluoretylen, og en kopolymer av etylen og tetrafluoretylen.
Membranen kan forsterkes ved at kopolymeren påføres på
et tekstil så som et vevet tekstil eller et nett, et ikke-vevet tekstil eller en porøs film fremstilt av nevnte polymer, eller tråder, et nett eller en perforert plate'laget av et metall. Vekten av polymerene fra blandingen eller forsterkningsmaterialene tas ikke i betraktning ved målingen av ionevekslerkapasiteten.
Tykkelsen av membranen er fortrinnsvis 20-500 pm, spesielt 50-400 ym.
Det porøse ikke-elektrode-lag dannes på overflaten av ionevekslermembranen, fortrinnsvis på anodesiden og katodesiden, ved binding til den ionevekslermembran som er egnet for binding så som i form av ionevekslergrupper som ikke spaltes, for eksempel en syre- eller ester-form i tilfellet av karboksylsyregrupper og en SC^F-gruppe i tilfellet av sulfonsyregrupper, fortrinnsvis under oppvarmning av memebranen til en smeltevisko-sitet på 10<2->10<10>poise, spesielt 104-108 poise.
I elektrolysecellen ifølge foreliggende oppfinnelse kan forskjellige elektroder anvendes, for eksempel elektroder med åpninger, så som en porøs plate, en netting eller et ekspandert metall, som anvendes med fordel. Elektroden med åpninger er fortrinnsvis et ekspandert metall med åpninger hvis hovedlengde er 1,0-10 mm, fortrinnsvis 1,0-7 mm, og en lille-lengde på 0,5-10 mm, fortrinnsvis 0,5-4,0 mm, en maskevidde på 0,1-2,0 mm, fortrinnsvis 0,1-1,5 mm, og en åpningsareal-andel på 20-95%, fortrinnsvis 30-90%.
Flere plateelektroder kan anvendes i lag. Ved anvendelse av flere laglagte elektroder med forskjellig åpningsareal plasseres den elektrode som har det minste åpningsareal, nærmest membranen.
Elektroden som anvendes ifølge oppfinnelsen, har en lavere overspenning enn materialet i det porøse ikke-elektrode-lag som er bundet til ionevekslermembranen. Således har anoden en lavere klor-overspenning enn det porøse lag på anodesiden, og katoden har en lavere hydrogen-overspenning enn det porøse lag på katodesiden når det gjelder elektrolyse av alkalimetallklorid. Valget av elektrodemateriale avhenger av hvilket materiale som anvendes for det porøse ikke-elektrode-lag som er bundet til membranen.
Anoden fremstilles vanligvis av et metall fra platinagruppen eller en legering derav, et ledende oksyd av et metall fra platinagruppen eller et ledende redusert oksyd derav.
Katoden fremstilles vanligvis av et metall fra platinagruppen eller en legering derav, et ledende oksyd av et platina-gruppemetall eller et metall fra jerngruppen eller en legering derav.
Metallet fra platinagruppen kan være Pt, Rh, Ru, Pd, Ir. Katoden er av jern, kobolt, nikkel, Raney-nikkel, stabilisert Raney-nikkel, rustfritt stål, et rustfritt stål behandlet ved etsning med en base (U.S. Serial No. 879751), en Raney-nikkel-plettert katode (U.S. patent nr. 4 170 536 og nr. 4 116 804),
en nikkel-rhodanat-plettert katode (U.S. patent nr. 4 190 514
og nr. 4 190 516).
Ved anvendelse av elektroden med åpninger kan elektroden være laget av selve anode- eller katode-materialet. Når platinametallet eller det ledende platinametalloksyd anvendes, foretrekker man å påføre sådant materiale på et ekspandert metall laget av et ventilmetall.
Når elektrodene plasseres i elektrolysecellen ifølge oppfinnelsen, blir elektroden fortrinnsvis bragt i kontakt med det porøse ikke-elektrode-lag slik at cellespenningen reduseres. Elektroden kan imidlertid plasseres slik at det blir et mellomrom, for eksempel på 0,1-10 .mm, mellom elektroden og det porøse lag. Når elektrodene plasseres i kontakt med det porøse ikke-elektrode-lag, utføres dette fortrinnsvis under et lavt trykk heller enn under høyt trykk.
Når det porøse ikke-elektrode-lag dannes bare på den ene overflate av membranen, kan den elektrode som plasseres på den andre side av ionevekslermembranen være i hvilken som helst ønsket form. Elektrodene med åpninger, eksempelvis den porøse plate, netting eller ekspandert metall, kan plasseres i kontakt med membranen eller i avstand fra denne. Elektrodene kan også være porøse lag som virker som anode eller katode. Porøse lag som de elektroder som er bundet til ionevekslermembranen, er beskrevet i britisk patent nr. 2 009 795, U.S. patent nr. 4 210 501, nr. 4 214 958 og nr. 4 217 401.
Elektrolysecellen ifølge oppfinnelsen kan være av den monopolare eller den bipolare type med ovennevnte konstruksjon. Den elektrolysecelle som anvendes ved elektrolyse av vandige oppløsninger av alkalimetallklorider, lages av et materiale som er motstandsdyktig mot den vandige oppløsning av alkali-metallkloridet og klor, for eksempel ventilmetall så som titan i anodekammeret, og lages av et materiale som er motstandsdyktig mot alkalimetallhydroksyd og hydrogen, for eksempel jern, rustfritt stål eller nikkel, for katodekammerets vedkommende.
Prinsippet for den med ionevekslermembran utstyrte elektrolysecelle ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 1, hvor henvisningstallet 1 betegner ionevekslermembranen, og hvor henvisningstallene 2 og 3 betegner porøse ikke-elektrode-lag på henholdsvis anodesiden og katodesiden, hvilke er bundet til ionevekslermembranen. Anoden 4 og katoden 5 er i kontakt med de porøse lag, og anoden 4 og katoden 5 er forbundet med henholdsvis den positive strømkilde og den negative strømkilde. Ved elektrolyse av alkalimetallklorid blir en vandig oppløs-ning av et alkalimetallklorid (MCI + 1^0) tilført anodekammeret, mens vann eller fortynnet vandig oppløsning av et alkalimetallhydroksyd tilføres katodekammeret. I anodekammeret utvikles klor under elektrolysen, og alkalimetallionet, (M<+>) vandrer gjennom ionevekslermembranen. I katodekammeret utvikles hydrogen under elektrolysen, og hydroksylioner blir også dannet. Hydroksylionene reagerer med alkalimetallionene fra anodekammeret under dannelse av alkalimetallhydroksyd. Fig. 2 viser det ekspanderte metall som kan anvendes som elektrode i elektrolysecellen ifølge oppfinnelsen. Her betegner a hovedlengden, mens b betegner lille-lengden og c betegner bredden av metalltråden. Fig. 3 viser en del av en annen, med ionevekslermembran utstyrt celle ifølge oppfinnelsen, hvor anoden 14 og katoden 15 er anordnet i avstand fra henholdsvis det porøse ikke-elektrode-lag 12 på anodesiden og 13 på katodesiden, hvilke lag er bindet til ionevekslermembranen 11. Forøvrig ble en vandig oppløsning av et alkalimetallklorid elektrolysert påsamme måte som i tilfellet av fig. 1.
Ved anvendelse av cellen ifølge oppfinnelsen kan pro-sessbetingelsene ved elektrolyse av en vandig oppløsning av et alkalimetallklorid være som i og for seg kjent på området.
Eksempelvis blir en vandig oppløsning av et alkalimetallklorid (2,5-5,0 normal) tilført anodekammeret, og vann eller en fortynnet oppløsning av et alkalimetallhydroksyd tilføres katodekammeret, og elektrolysen utføres fortrinnsvis ved 80-120°C og ved en strømtetthet på 10-100 A/dm<2>.
Strømtettheten bør imidlertid være lav nok til at det porøse lag som er bundet til membranen, opprettholdes i ikke-elektrode-tilstand når det porøse lag er fremstilt av elektrisk ledende materiale.
Det produseres alkalimetallhydroksyd med en konsentrasjon på 20-50 vekt%. I dette tilfelle vil nærvær av tungmetallioner, så som kalsium- eller magnesium-ioner, i den vandige oppløsning av alkalimetallklorid forårsake forringelse av ionevekslermembranen, og man foretrekker derfor å holde innholdet av tungmetallioner lavest mulig. For å hindre ut-vikling av oksygen på anoden blir det fortrinnsvis tilført en syre til den vandige oppløsning av alkalimetallklorid.
Skjønt elektrolysecellen er blitt nærmere belyst i for-bindelse med elektrolyse av alkalimetallklorid, vil det for-stås at elektrolysecellen ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes for elektrolyse av vann under anvendelse av alkalimetallhydroksyd med en konsentrasjon på fortrinnsvis 10-30 vekt%, en halogensyre (HC1,HBr), et alkalimetallsulfat, et alkalimetallkarbonat etc.
De følgende eksempler vil ytterligere belyse oppfinnelsen. Eksempel 1:
73 mg tinnoksydpulver med en partikkeldiameter under
44 pm ble dispergert i 50 ml vann. En suspensjon av polytetrafluoretylen (PTFE) (Teflon 30 J produsert av DuPont) ble tilsatt i en mengde tilsvarende 7,3 mg PTFE. En dråpe ikke-ionisk overflateaktivt stoff ble tilsatt til blandingen. Blandingen ble omrørt ved ultralydvibrering under kjøling
med is og ble filtrert på et porøst PTFE-ark under avsugning, hvorved et porøst lag erholdtes. Det tynne porøse lag hadde en tykkelse på 30 ym, en porøsitet på 75% og et innhold av tinnoksyd på 5 mg/cm<2>.
I henhold til den samme fremgangsmåte ble det fremstilt et tynt lag hvor partikkeldiameteren var mindre enn 44 ym, og som hadde et nikkeloksydinnhold på 7 mg/cm , en tykkelse på
35 ym og en porøsitet på 73%.
De to tynne lag ble påført på en kationvekslermembran fremstilt av en kopolymer av CF2= CF2og CF2= CFO(CF2)3COOCH3 og med en ionevekslerkapasitet på 1,45 milliekvivalenter pr. gram harpiks og en tykkelse på 210 ym, uten at det porøse PTFE-ark ble bragt i kontakt med kationvekslermembranen, og
de ble presset ved 160°C under et trykk på 60 kg/cm<2>,
hvorved de tynne porøse lag ble bundet til kationvekslermembranen, og deretter ble de porøse PTFE-ark skrellet av for oppnåelse av kationvekslermembranen, med det porøse tinnoksyd-lag bundet til den ene side og det porøse nik-keloksyd-lag bundet til den andre side.
Kationvekslermembranen med de nevnte lag ble hydrolysert ved dypping i 25 vekt% vandig oppløsning av natriumhydroksyd ved 90°C i 16 timer.
En platinaduk (40 mesh) ble bragt i kontakt med tinnoksyd-overflaten og en nikkelduk (20 mesh) ble bragt i kontakt med nikkeloksydoverflaten under trykk, og en elektrolysecelle ble montert under anvendelse av kationvekslermembranen med de porøse lag, idet platinaduken ble anvendt som anode og nikkelduken som katode.
En vandig oppløsning av natriumklorid ble tilført anodekammeret i elektrolysecellen for opprettholdelse av en konsentrasjon på 4N NaCl, og vann ble tilført katodekammeret,
og elektrolyse ble utført ved 90°C under opprettholdelse av en konsentrasjon av natriumhydroksyd på 35 vekt%. Resultatene var som følger:
Strømutbyttet ved fremstillingen av natriumhydroksyd var 92% ved en strømtetthet på 20 A/dm<2>.
Sammenligningseksempel 1.
En elektrolysecelle ble montert og elektrolyse utført med en vandig oppløsning av natriumklorid under anvendelse av fremgangsmåten ifølge eksempel 1 med unntagelse av at kationvekslermembranen ble anvendt uten de porøse lag, idet katoden og anoden ble bragt i direkte kontakt med overflaten av kationvekslermembranen. Resultatene var som følger:.
Eksempel 2.
Fremgangsmåten i eksempel 1 ble fulgt, med unntakelse av at det tynne porøse tinnoksyd-lag med et tinnoksydinnhold på 5 mg/cm 2 ble anvendt på overflaten av anodesiden av kationvekslermembranen, mens katoden var i direkte kontakt med overflaten av kationvekslermembranen uten anvendelse av det porøse lag. Elektrolysen ble forøvrig utført under de samme betingelser, og resultatene var som følger:
Strømutbyttet ved strømtettheten 20 A/dm<2>var 91%. Eksempel 3.
Fremgangsmåten i eksempel 2 ble fulgt, med unntagelse
av at et tynt porøst lag av titanoksyd med en tykkelse på
28 ym, en porøsitet på 78% og et innhold av titanoksyd på
5 mg/cm 2ble anvendt i stedet for det tynne porøse tinnoksydlag. Elektrolysen ble utført med de følgende resultater:
Strømutbyttet ved strømtettheten 20 A/dm<2>var 91,5%. Eksempel 4.
Fremgangsmåten i eksempel 1 ble fulgt, med unntagelse av at anoden ble bragt i kontakt med overflaten av ionevekslermembranen uten anvendelse av det porøse lag, og et tynt porøst tinnoksydlag med en tykkelse på 30 ym og en porøsitet på 72% ble anvendt i stedet for det porøse nikkeloksydlag. Elektrolysen ble utført med de følgende resultater:
Strømutbyttet ved strømtettheten 20A/dm<2>var 92.5%. Eksempel 5.
Fremgangsmåten i eksempel 2 ble fulgt, med unntagelse av at et tynt porøst jernoksydlag med et innhold av jern-oksyd på 1 mg/cm<2>ble anvendt på overflaten av kationvekslermembranen i stedet for tinnoksydlaget, og elektrolysen ble forøvrig utført under de samme betingelser. Resultatene var som følger:
Eksempel 6.
Fremgangsmåten i eksempel 1 ble fulgt, med unntagelse av at det ble anvendt en kationvekslermembran "Nafion 315"
(DuPont Company) og det tynne porøse lag av tinnoksyd ble anvendt på membranens ene side og hydrolysert ved den i eksempel 1 beskrevne prosess, og konsentrasjonen av produsert natriumhydroksyd ble holdt ved 25 vekt%. Elektrolysen ble utført med de følgende resultater:
Strømutbyttet ved strømtettheten 20 A/dm<2>var 83%.
Eksempler 7- 20.
Fremgangsmåten i eksempel 1 ble fulgt, med unntagelse
av at de porøse lag ble anvendt på anodesiden, katodesiden eller på begge sider av kationvekslermembranen slik som angitt i nedenstående tabell 1. Elektrolysen ble utført med de i tabell 1 angitte resultater.'
I tabell 1 betyr "Fe203.Sn02 (1:1)" en blanding av Fe203
og Sn02i mol-forholdet 1:1, og symbolet "-" ingen binding av noe porøst lag til kationvekslermembranen.
Eksempel 21.
5 vektdeler av en hydrogel av jernhydroksyd inneholdende
4 vekt% jernhydroksyd med en partikkeldiameter under 1 ym, 1 vektdel av en vandig dispersjon inneholdende 20 vekt% av et modifisert polytetrafluoretylen og 0,1 vektdel metylcellulose ble grundiq blandet og knadd, og 2 vektdeler isopropylalkohol ble tilsatt, hvoretter blandingen ble ytterligere knadd til en pasta.
Pastaen ble film-trykt i en størrelse på 20 cm x 25 cm
på den ene side av en kationvekslermembran fremstilt av en kopolymer av CF2=CF2og CF2=CFO(CF2)3COOCH3 som hadde en ionevekslerkapasitet på 1,45 milliekvivalenter pr. gram tørr harpiks og en tykkelse på 220 y.
Kationvekslermembranen ble tørket i luft og varmpresset ved 16 5°C under et trykk på 6 0 kg/cm<2>. Det porøse lag som var dannet
på kationvekslermembranen hadde en tykkelse på 10 ym, en porøsitet på ■> 95% og et innhold av jernhydroksyd på 0,2 mg/cm 2. Kationvekslermembranen ble hydrolysert, og metylcellulose ble oppløst ved dypping i en 25 vekt% vandig oppløsninq av natriumhydroksyd ved 90°C i 16 timer. Deretter ble en anode fremstilt av mikroekspandert titanmetall belagt med Ru-Ir-Ti-oksyd bragt i kontakt med det porøse lag, og en katode fremstilt av et mikroekspandert nikkelmetall ble direkte bragt i kontakt med den andre siden av kationvekslermembranen, hvorved det erholdtes en elektrolysecelle.
En vandig oppløsning av natriumklorid ble tilført et anodekammer i elektrolysecellen, idet det ble opprettholdt en konsentrasjon på 4N NaCl, og vann ble tilført et katodekammer, og elektrolyse ble utført ved 90°C under opprettholdelse av en konsentrasjon av natriumhydroksyd på 35 vekt%. Resultatene var som følger:
Nevnte modifiserte polytetraetylen ble fremstilt som beskrevet nedenfor. Til en 0,2 liters autoklav av rustfritt stal ble det tilsatt 100 g vann, 20 mg ammoniumpersulfat, 0,2 g CgF17COON<H>4, 0,5 g Na2HP04•12H20, 0,3 g NaH2P04-2H20 og 5 g triklortrifluoretan. Luft i autoklaven ble fjernet med flytende nitrogen, og autoklaven ble oppvarmet ved 57°C og tetrafluor etylen tilført under et.trykk på 20 kg/cm for oppstarting av polymerisasjonen. Etter 0,65 time ble det ureagerte tetrafluoretylen fjernet, og polytetrafluoretylen ble oppnådd ved en lateks-konsentrasjon på 16 vekt%. Triklortrifluoretan ble avdampet fra lateksen, og 20 g CF0=CFO(CF2)3COOCH3 ble ført inn i lateksen i autoklaven. Luft i autoklaven ble fjernet, og autoklaven ble oppvarmet til 57°C, og tetrafluoretylen ble tilført under et trykk på 11 kg/cm<2>for utførelse av reaksjonen. Etter 2,6 timer fra begynnelsen av den annen reaksjon ble tetrafluoretylen fjernet, hvorved reaksjonen ble avsluttet. Triklortrifluoretan ble tilsatt til den resulterende lateks for fraskillelse av det ureagerte CF2=CFO(CF2)3COOCH3 ved ekstraksjon, hvoretter konsentrert svovel-syre ble tilsatt for koagulering av polymeren, og<p>olymeren ble grundig vasket med vann og deretter behandlet med vandig 8 N NaOH oppløsning ved 90° C i 5 timer og med vandig 1 N HC1 oppløsning ved 6.0° C i 5 timer og deretter grundig vasket med vann og tørket, hvorved det ble oppnådd 21,1 g av polymeren. Det erholdte modifiserte polytetrafluoretylen hadde en ionevekslerkapasitet for
-COOH-grupper på 0,20 milliekvivalenter pr. gram polymer, hvorved det ble funnet at modifiseringskomponenten forelå i en andel på
2,1 mol%.
Eksempler 22- 26.
I henhold til fremgangsmåten i eksempel 21, bortsett fra at hver av de hydrogeler som er angitt i tabell 2, ble anvendt på en anodeside og/eller en katodeside i stedet for hydrogelen av jernhydroksyd (porøst lag på anodesiden) slik som angitt i tabell 2, ble elektrolyseceller montert og elektrolyse av den vandige opp-løsning av natriumklorid utført. Resultatene er vist i tabell 3.
Eksempel 27.
I 50 ml vann ble 73 mg av et smeltet titanoksydpulver
med en partikkeldiameter under 44 ym suspendert, og en suspensjon av polytetrafluoretylen (PTFE) (Teflon 30 J produsert av DuPont) ble tilsatt i en mengde tilsvarende 7,3 mg PTFE. En dråpe av ikke-ionisk overflateaktivt middel ble tilsatt til blandingen.. Blandingen ble omrørt under kjøling med is og ble filtrert gjennom en porøs PTFE-membran under avsugning, hvorved det ble dannet et porøst lag. Dette tynne porøse lag hadde en tykkelse på 30 ym, en porøsitet på 75% og et innhold av titanoksyd på 5 mg/cm 2.
Det tynne lag ble plassert på en kationvekslermembran fremstilt av en kopolymer av CF,>=CF2 og CF2=CF0 (CF2) 3COOCH3 som hadde en ionevekslerkapasitet på 1,45 mg pr. gram harpiks og en tykkelse på 250 ym for å plassere den porøse PTFE-membran, og de ble presset ved 160°C under et trykk på 60 kg/cm<2>, hvorved det tynne porøse lag ble bundet til kationvekslermembranen,
og deretter ble den porøse PTFE-membran avskrellet, slik at kationvekslermembranen erholdtes med titanoksydlaget bundet til den ene side.
Kationvekslermembranen med laget ble hydrolysert ved dypping i en 25 vekt% vandig oppløsning av natriumhydroksyd ved 90°C i 16 timer.
En anode fremstilt av mikroekspandert titanmetall belagt med en fast oppløsning av Ru-Ir-Ti-oksyd ble bragt i kontakt med titanoksydlaget på kationvekslermembranen, og en katode av mikroekspandert nikkelmetall ble bragt i kontakt med den andre siden under trykk for montering av en elektrolysecelle.
En vandig oppløsning av natriumklorid ble tilført et anodekammer i elektrolysecellen under opprettholdelse av en konsentrasjon tilsvarende 4 N NaCl, og vann ble tilført et katodekammer, og elektrolyse ble utført ved 90°C under opprettholdelse av en konsentrasjon av natriumhydroksyd på 35 vekt%. Resultatene var som følger:
Strømutbyttet ved fremstillingen av natriumhydroksyd var 92% ved en strømtetthet på 20 A/dm<2>.
Eksempel 28.
En elektrolyse ble utført i henhold til fremgangsmåten i eksempel 27, bortsett fra at et stabilisert Raney-nikkel ble bundet til overflaten av kationvekslermembranen på dennes katodeside i en mengde tilsvarende 5 mg/cm<2>. Resultatene var som følger:
Strømutbyttet ved en strømtetthet på 20A/dm<2>var 92,5%. Eksempel 29.
En pasta ble fremstilt ved blanding av 1000 mg smeltet tinnoksydpulver med en partikkeldiameter under 25 ym, 1000 mg av et modifisert polytetrafluoretylen som anvendt i eksempel 21, 1,0 ml vann og 1,0 ml isopropylalkohol.
Pastaen ble film-trykt på den ene siden av en kationvekslermembran fremstilt av CF2=CF2og CF2=CF0(CF2)3COOCH3som hadde en ionevekslerkapasitet på 1,45 milliekvivalenter pr. gram harpiks og en tykkelse på 220 ym, hvorved det ble fremstilt et porøst lag med et innhold av tinnoksyd på 2 mg/cm 2. I henhold til den samme fremgangsmåte ble ruthenium-svart vedheftet i en mengde tilsvarende 1,0 mg/cm for dannelse av katodelaget. Disse lag ble bundet til kationvekslermembranen ved 150°C under et trykk på 20 kg/cm , og deretter ble kationvekslermembranen hydrolysert ved dypping i 25 vekt% vandig oppløsning av natriumhydroksyd ved 90°C i 16 timer. En anode av mikroekspandert titanmetall belagt med rutheniumoksyd og iridiumoksyd (3:1) og en strømkollektor av ekspandert nikkelmetall ble deretter bragt i kontakt med henholdsvis det porøse lag og katodelaget under trykk, hvorved en elektrolysecelle erholdtes.
5 N NaCl vandig oppløsning ble tilført et anodekammer i
, elektrolysecellen under opprettholdelse av en konsentrasjon tilsvarende 4 N NaCL og vann ble tilført et katodekammer, og elektrolyse ble utført ved 90°C under opprettholdelse av en konsentrasjon av natriumhydroksyd på 35 vekt%. Resultatene var som følger:
Strømutbyttet ved fremstillingen av natriumhydroksyd var
92% ved en strømtetthet på 40 A/dm<2>.
Eksempel 30.
I henhold til fremgangsmåten i eksempel 29, bortsett fra at et porøst lag fremstilt av smeltet niobpentoksyd i en mengde tilsvarende 2,0 mg/cm<2>ble anvendt på katodevekslermembranens katodeside, og anoden ble direkte bragt i kontakt med den andre siden for montering av en elektrolysecelle, hvoretter elektrolysen ble utført. Resultatene var som følger:
Strømutbyttet ved fremstillingen av natriumhydroksyd var
9 3% ved en strømtetthet på 40 A/dm<2>.
Eksempel 31.
En elektrolyse ble utført i henhold til fremgangsmåten i eksempel 29, med unntagelse av at et tynt porøst lag som hadde en tykkelse på 28 ym, en porøsitet på 78% og et innhold av titanoksyd på 5 mg/cm ble anvendt i stedet for det porøse lag av smeltet tinnoksyd. Resultatene var som følger:
Elektrolysen ble utført ved en strømtetthet på 20 A/dm<2>i 210 dager ved en cellespenning på 2,81 Volt. Cellespenningen ble ikke øket vesentlig. Strømutbyttet ved fremstillingen av natriumhydroksyd var konstant 9 4%.
Eksempel 32.
En pasta ble fremstilt ved grundig blanding av 10 vektdeler
av en 2 vekt% vandig oppløsning av metylcellulose (MC) med 2,5 vektdeler av en 20 vekt% vandig dispersjon av polytetrafluoretylen som hadde en partikkeldiameter under 1 ym (PTFE) og 5 vektdeler titanpulver med en partikkeldiameter under 25 ym, idet det ytterligere ble tilblandet 2 vektdeler isopropylalkohol og 1 vektdel cykloheksanol.
Pastaen ble film-trykt i en størrelse på 20 cm x 25 cm på
den ene side av en kationvekslermembran fremstilt av en kopolymer av CF2=CF2 og CF2=CFO (CF2)3COOCH3 som hadde en ionevekslerkapasitet på 1,45 milliekvivalenter pr. gram tørr harpiks og en tykkelse på 220 ym, ved anvendelse av en duk av rustfritt stål med en tykkelse på 60 ym (200 mesh) og en trykkplate som hadde en maske med en tykkelse på 8 ym, og en polyuretan-presse.
Det film-trykte lag på kationvekslermembranens ene side
ble tørket i luft, hvorved pastaen størknet. Et stabilisert Raney-nikkel (Raney-nikkel ble utviklet og delvis oksydert) med
en partikkeldiameter under 25 ym ble film-trykt på den andre siden av kationvekslermembranen. Det trykte lag ble påført på kationvekslermembranen ved 140°C under et trykk på 30 kg/cm . Kationvekslermembranen ble hydrolysert, og metylcellulose ble oppløst ved dypping i 25% vandig oppløsning av natriumhydroksyd ved 9 0°C
i 16 timer.
Det på kationvekslermembranen dannede lag av titan hadde en tykkelse på 20 ym og en porøsitet på 70% og et innhold av titan på 1,5 mg/cm , og Raney-nikkel-laget hadde en tykkelse på 2 4 ym, en porøsitet på 75% og et innhold av Raney-nikkel på 2 mg/cm<2>.
En anode laget av ekspandert titanmetall (2,5 mm x 5 mm) belagt med en fast oppløsning av rutheniumoksyd og iridiumoksyd og titanoksyd som hadde en lav klor-overspenning, ble bragt i kontakt med overflaten av kationvekslermembranen for titanlaget.
En katode laget av ekspandert metall (SUS 304) (2,5 mm x 5 mm) etset i 52% vandig oppløsning av natriumhydroksyd ved 150°C i 52 timer for oppnåelse av lav hydrogenoverspenning, ble bragt i kontakt<.>med det stabiliserte Raney-nikkel-lag under trykk.
En vandig oppløsning av natriumklorid ble tilført et anodekammer i elektrolysecellen under opprettholdelse av en konsentrasjon på 4 N NaCl, og elektrolyse ble utført ved 90°C under opprettholdelse av en konsentrasjon av natriumhydroksyd på 35 vekt%. Resul- tåtene var som følger:
Strømutbyttet var 93% ved en strømtetthet på 40 A/dm 2. Elektrolysen ble utført ved en strømtetthet på 40 A/dm 2 i 1 må#ned. Cellespenningen var i det vesentlige konstant.
Eksempel 33.
I henhold til fremgangsmåten i eksempel 32, med unntagelse av at tantalpulver ble anvendt i stedet for titan og rustfritt stål ble anvendt i stedet for det stabiliserte Raney-nikkel, ble tantal-laget og laget av rustfritt stål påført på kationvekslermembranens overflater, og elektrolyse ble utført. Resultatet var som følger:
Eksempel 34.
I henhold til fremgangsmåten i eksempel 32, med unntagelse av at det ble anvendt en kationvekslermembran fremstilt av en kopolymer av CF2=CF2og CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2S02F som nadde en ionevekslerkapasitet på 0,67 milliekvivalenter pr. gram tørr harpiks, hvis overflate på katodesiden var behandlet med amin, ble titanlaget og laget av stabilisert Raney-nikkel påført på overflatene av membranen, og membranen ble hydrolysert, hvoretter elektrolysen ble utført.
Strømutbyttet ved fremstilling av natriumhydroksyd var 85% ved en strømtetthet på 40 A/dm 2.
Eksempel 35.
Fremgangsmåten i eksempel 32 ble fulgt, med unntagelse av at katoden ble bragt i direkte kontakt med overflaten av kationvekslermembranen og et titanlag ble påført på den andre siden av membranen for anoden, og elektrolyse ble utført. Resultatene var som følger:
Strømutbyttet ved fremstilling av natriumhydroksyd var 9 4,5% ved en strømtetthet på 40 A/dm<2>.
Eksempel 36.
Fremgangsmåten i eksempel 32 ble fulgt, med unntagelse av at anoden ble bragt i direkte kontakt med overflaten av kationvekslermembranen og et stabilisert lag av Raney-nikkel ble påført på den andre siden av membranen for katoden, og elektrolyse ble utført. Resultatene var som følger:
Strømutbyttet ved fremstilling av natriumhydroksyd var
92,5% ved en strømtetthet på 40 A/dm<2.>
Eksempel 37.
En pasta ble fremstilt ved blanding av 10 vektdeler av en
2% vandig oppløsning av metylcellulose med 2,5 vektdeler av en 7% vandig dispersjon av et modifisert polytetrafluoretylen (PTFE)
(det samme som ble anvendt i eksempel 21) og 5 vektdeler titanoksydpulver med en partikkeldiameter på 25 pm, med en tilsetninq av 2 vektdeler isopropylalkohol og 1 vektdel cykloheksanol, og blandingen ble knadd.
Ved hjelp av film-trykk-metoden ble pastaen, over en flate på 20 cm x 25 cm, påført på overflaten av en kationvekslermembran fremstilt av en kopolymer av CF2=CF2og CF2=CFO (CF.,) 3COOCH3 som hadde en ionevekslerkapasitet på 1,43 milliekvivalenter pr. gram tørr harpiks og en tykkelse på 210 ym, idet det ble anvendt en trykkplate som hadde en duk av rustfritt stål (200 mesh) med en tykkelse på 60 ym og en maske med en tykkelse på 8 ym og en polyuretan-presse.
Det film-trykte lag på overflaten av kationvekslermembranen ble tørket i luft, slik at pastaen størknet. Under anvendelse av den samme fremgangsmåte ble titanoksyd med en partikkeldiameter under 25 ym film-trykt på den andre siden av membranen. De film-trykte lag ble bundet til kationvekslermembranen ved 140°C under et trykk på 30 kg/cm<2>, hvoretter kationvekslermembranen ble hydrolysert, og
metylcellulose ble oppløst ved at membranen ble dyppet i 25%
vandig oppløsning av natriumhydroksyd ved 90°C i 16 timer.
Hvert av de på kationvekslermembranen dannede titanoksyd-
lag hadde en tykkelse på 20 um, en porøsitet på 70% og et innhold av titanoksyd på 1,5 mg/cm .
Eksempler 38- 55.
Under anvendelse av fremgangsmåten i eksempel 37 ble det fremstilt kationvekslermembraner som på en eller begge sider hadde et porøst lag av det i tabell 4 angitte materiale.
I eksempler 40, 46 og 53 ble det i stedet for den vandige dispersjon av PTFE anvendt 2,5 vektdeler av en 20% vandig dispersjon av PTFE belagt med en kopolymer av CF2=CF2 og CF2=CFO(CF2)COOCH3med en partikkeldiameter under 0,5 ym. I eksempler 42, 48 og 52 ble PTFE ikke anvendt.
Eksempler 56- 58.
Under anvendelse av fremgangsmåten i eksempel 37 ble
en kationvekslermembran "Nafion 315" (handelsnavn tilhørende DuPont Company) anvendt for binding av hvert av de i tabell 5 angitte porøse lag for fremstilling av kationvekslermembraner med et porøst lag som angitt.
Eksempel 59_.
En anode laget av mikroekspandert titanmetall belagt med en fast oppløsning av rutheniumoksyd, iridiumoksyd og titanoksyd som hadde en lav kloroverspenning, og en katode laget av mikroekspandert metall (SUS 304) (2,5 mm x 5,0 mm) behandlet ved etsning i 52% NaOH-oppløsning ved 150°C i 52 timer, og som hadde lav hydrogenoverspenning, ble bragt i kontakt med hvert av de med porøse lag forsynte kationvekslermembraner under et trykk på
0,01 kg/cm<2>.
En vandig oppløsning av natriumklorid ble tilført et anodekammer i elektrolysecellen under opprettholdelse av en konsentrasjon på 4 N NaCl, og vann ble tilført et katodekammer, og elektrolyse ble utført ved 90°C under o<p>prettholdelse av en konsentrasjon av natriumhydroksyd på 35 vekt% ved en strømtetthet på 40 A/dm . Resultatene er vist i tabell 6. De med porøse lag forsynte kationvekslermembraner som ble anvendt ved elektrolysen, er angitt ved eksempelnumrene.
Eksempel 60.
Elektrolyserorsøk ble utført under anvendelse av fremgangsmåten i eksempel 59 med unntagelse av at anoden og katoden ble plassert i en avstand på 1,0 mm fra kationvekslermembranen uten kontakt med denne. Resultatene er vist i tabell 7.
Eksempel 61.
Elektrolyse av kaliumkloridoppløsninger ble utført i henhold til fremgangsmåten i eksempel 59, idet anoden og katoden ble bragt i kontakt med den med porøst lag forsynte kationvekslermembran under et trykk på 0,01 kg/cm<2>.
3,5 N vandig oppløsning av kaliumklorid ble tilført et anode-
kammer under opprettholdelse av en konsentrasjon tilsvarende 2,5 N-KC1, og vann ble tilført et katodekammer, og hver elektrolyse ble utført ved 90°C under opprettholdelse av en konsentrasjon av kaliumhydroksyd på 35 vekt% ved en strømtetthet på 40 A/dm<2>. Resultatene er vist i tabell 8.
Eksempel 62.
En anode fremstilt av mikroekspandert nikkelmetall (2,5 mm x 5 mm) og en katode av mikroekspandert SUS303-metall (2,5 mm x 5,0 mm) behandlet ved etsning i vandig 52% NaOH-o<p>pløsning ved 150°C i 52 timer, som hadde en lav hydrogenoverspenning, ble bragt i kontakt med de med porøse lag forsynte kationvekslermembraner under et trykk på 0,01 kg/cm<2>.
En vandig oppløsning av kaliumhydroksyd med en konsentrasjon på 30% ble tilført et anodekammer, og vann ble tilført et katodekammer, og vannelektrolyse ble utført ved 90°C under opprettholdelse av en konsentrasjon av kaliumhydroksyd på 20 vekt% ved en strømtett-het på 50 A/dm . Resultatene er vist i tabell 9.

Claims (17)

1. Elektrolyse-celle omfattende en anode (4, 14), en katode (5, 15), et anodekammer og et katodekammer, hvor anodekammeret og katodekammeret er skilt fra hverandre ved en ionevekslermembran (1, 11) som har et gass- og væskegjennomtrengelig porøst ikke-elektrode-lag {2, 3, 12, 13) bundet til i det minste én av sine overflater, karakterisert vedat det porøse ikke-elektrode-lag (2, 3, 12, 13) har en tykkelse på minst 0,1/um og er tynnere enn membranen (1, 11).
2. Elektrolysecelle ifølge krav 1, karakterisert vedat ikke-elektrode-laget inneholder partikler av materiale som oppviser korrosjonsresistens.
3. Elektrolysecelle ifølge krav 2, karakterisert vedat det porøse ikke-eletrode-lag (2, 3, 12, 13) inneholder partikler av materiale som oppviser korrosjonsresistens, i en mengde fra 0,01 til 30 mg/cm2.
4. Elektrolysecelle ifølge krav 2 eller 3,karakterisert vedat partiklene har en diameter mindre enn 44 / am.
5. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat ikke-elektrode-laget inneholder et oksyd, nitrid elle karbid av Fe, Ti, Ni, Zr, Nb, Ta, V eller Sn.
6. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat ikke-elektrode-laget (2, 3, 12, 13) er dannet ved binding av partikler av materialer som oppviser korrosjonsresistens, med en fluorert polymer som bindemiddel.
7. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat ikke-elektrode-laget har en porøsitet på 10 - 99%.
8. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat anoden (4) og/eller katoden (5) er brakt i kontakt med det porøse ikke-elektrode-lag (2, 3) bundet til ionevekslermembranen (1).
9. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat anoden (14) og/eller katoden (15) er distansert fra det porøse ikke-elektrode-lag (12, 13) bundet til ionevekslermembranen (11).
10. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat det porøse ikke-elektrode-lag (2, 12) er bundet til anodesiden av membranen (1, 11), og et porøst katodelag er bundet til katodesiden.
11. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat det porøse ikke-elektrode-lag (2, 3, 12, 13) er laget av et elektrisk ikke-ledende materiale som er elektrokjemisk inaktivt.
12. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 10, karakterisert vedat det porøse ikke-elektrode-lag (2, 3, 12, 13) inneholder partikler av et elektrisk ledende materiale som har en høyere overspenning enn den elektrode (4, 5, 14, 15) som det vender mot.
13. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat en eller begge elektroder (4,5,14,15) er laget av et ekspandert metall med åpninger som har en største dimensjon på 1,0-10 mm, en minste dimensjon på 0,5-10 mm, en maskevidde på 0,1-2 mm og en andel av åpent areal på 20-95%.
14. Elektrolysecelle ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat elektroden eller hver elektrode (4,5,14,15) er fremstilt av flere lag forsynt med åpninger, hvor den elektrode som har det minste åpningsareal, er plassert nærmest membranen (1,12).
15. Ionevekslermembran (1, 11) til bruk i en elektrolysecelle som ifølge kravene 1-14, omfattende et gass- og væskegjennomtrengelig porøst ikke-elektrodelag (2, 3, 12, 13) bundet til i det minste én av membranens overflater,karakterisert vedat det porøse ikke-elektrode-lag (2, 3, 12, 13) har en tykkelse på minst 0,1 ^im og er tynnere enn membranen (1, 11), og at ikke-elektrode-laget inneholder partikler av materiale som oppviser korrosjonsresistens.
16. Ionevekslermembran ifølge krav 15,karakterisert vedat partiklene har en diameter mindre enn 44^im.
17. Anvendelse av elektrolysecellen ifølge ett eller flere av kravene 1-14 ved elektrolyse av vandige alkalimetallklorid-oppløsninger.
NO803560A 1979-11-27 1980-11-26 Elektrolysecelle, anvendelse av samme og ionevekslermembran til bruk i cellen. NO155152C (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP54152416A JPS5940231B2 (ja) 1979-11-27 1979-11-27 水酸化アルカリの製造方法
JP9760880A JPS5723076A (en) 1980-07-18 1980-07-18 Preparation of alkali hydroxide and chlorine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO803560L NO803560L (no) 1981-05-29
NO155152B true NO155152B (no) 1986-11-10
NO155152C NO155152C (no) 1987-02-18

Family

ID=26438776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO803560A NO155152C (no) 1979-11-27 1980-11-26 Elektrolysecelle, anvendelse av samme og ionevekslermembran til bruk i cellen.

Country Status (11)

Country Link
US (2) US4666574A (no)
EP (1) EP0029751B1 (no)
AU (1) AU535261B2 (no)
BR (1) BR8007712A (no)
CA (2) CA1184883A (no)
DE (1) DE3044767A1 (no)
GB (1) GB2064586B (no)
IN (1) IN153140B (no)
IT (1) IT1141093B (no)
MX (1) MX155616A (no)
NO (1) NO155152C (no)

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57172927A (en) * 1981-03-20 1982-10-25 Asahi Glass Co Ltd Cation exchange membrane for electrolysis
AU535261B2 (en) * 1979-11-27 1984-03-08 Asahi Glass Company Limited Ion exchange membrane cell
IT1130955B (it) * 1980-03-11 1986-06-18 Oronzio De Nora Impianti Procedimento per la formazione di elettroci sulle superficie di membrane semipermeabili e sistemi elettrodo-membrana cosi' prodotti
US4293394A (en) * 1980-03-31 1981-10-06 Ppg Industries, Inc. Electrolytically producing chlorine using a solid polymer electrolyte-cathode unit
JPS6016518B2 (ja) * 1980-07-31 1985-04-25 旭硝子株式会社 イオン交換膜電解槽
JPS5743992A (en) * 1980-08-29 1982-03-12 Asahi Glass Co Ltd Electrolyzing method for alkali chloride
FI72150C (fi) * 1980-11-15 1987-04-13 Asahi Glass Co Ltd Alkalimetallkloridelektrolyscell.
JPS57174482A (en) * 1981-03-24 1982-10-27 Asahi Glass Co Ltd Cation exchange membrane for electrolysis
US4496451A (en) * 1981-05-22 1985-01-29 Asahi Glass Company, Ltd. Ion exchange membrane manufacture for electrolytic cell
JPS6017033B2 (ja) * 1981-05-26 1985-04-30 旭硝子株式会社 電解用陽イオン交換膜
JPS6017034B2 (ja) * 1981-05-26 1985-04-30 旭硝子株式会社 新規な電解用陽イオン交換膜
US4470893A (en) * 1981-06-01 1984-09-11 Asahi Glass Company Ltd. Method for water electrolysis
US4568441A (en) * 1981-06-26 1986-02-04 Eltech Systems Corporation Solid polymer electrolyte membranes carrying gas-release particulates
DE3276010D1 (en) * 1981-07-14 1987-05-14 Asahi Glass Co Ltd Electrolytic cell
IT1194103B (it) * 1981-10-07 1988-09-14 Oronzio De Nora Finanziaria Sp Cella a membrana per l'elettrolisi di cloruro di metallo alcalino e relativo procedimento
DE3236988A1 (de) * 1981-10-28 1983-06-01 IMI Marston Ltd., Wolverhampton, Staffordshire Bipolare elektrochemische zelle
IL67047A0 (en) * 1981-10-28 1983-02-23 Eltech Systems Corp Narrow gap electrolytic cells
US4457815A (en) * 1981-12-09 1984-07-03 Ppg Industries, Inc. Electrolytic cell, permionic membrane, and method of electrolysis
US4832805A (en) * 1981-12-30 1989-05-23 General Electric Company Multi-layer structure for electrode membrane-assembly and electrolysis process using same
US4749452A (en) * 1981-12-30 1988-06-07 Oronzio De Nora Impianti Elettrochimici S.P.A. Multi-layer electrode membrane-assembly and electrolysis process using same
JPS58176221A (ja) * 1982-04-09 1983-10-15 Permelec Electrode Ltd 被覆を有する電解用イオン交換膜の製造方法
JPS58199884A (ja) * 1982-05-18 1983-11-21 Asahi Glass Co Ltd 改良された電解用陽イオン交換膜
JPS6049718B2 (ja) * 1983-08-12 1985-11-05 旭硝子株式会社 塩化アルカリ電解槽
JPS61130347A (ja) * 1984-11-30 1986-06-18 Asahi Glass Co Ltd 新規な電解用複層隔膜
JPS61166991A (ja) * 1985-01-18 1986-07-28 Asahi Glass Co Ltd 食塩電解方法
US5110385A (en) * 1985-05-31 1992-05-05 The Dow Chemical Company Method for forming polymer composite films using a removable substrate
US4784900A (en) * 1985-05-31 1988-11-15 University Of Bath Method for sizing polytretrafluoroethylene fabrics
US4610762A (en) * 1985-05-31 1986-09-09 The Dow Chemical Company Method for forming polymer films having bubble release surfaces
US4650551A (en) * 1985-05-31 1987-03-17 The Dow Chemical Company Supported ion exchange membrane films
US4784882A (en) * 1985-05-31 1988-11-15 The Dow Chemical Company Method for forming composite polymer films
DE3629820A1 (de) * 1985-09-05 1987-03-05 Ppg Industries Inc Diephragma aus synthetischen polymeren, seine herstellung und verwendung zur chlor-alkalielektrolyse
US4826554A (en) * 1985-12-09 1989-05-02 The Dow Chemical Company Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a binder
US4824508A (en) * 1985-12-09 1989-04-25 The Dow Chemical Company Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a liquid or solvent
DE3670854D1 (de) * 1985-12-13 1990-06-07 Asahi Glass Co Ltd Verfahren zur herstellung von alkalimetallhydroxid und elektrolysezelle dafuer.
US4778723A (en) * 1986-06-20 1988-10-18 The Dow Chemical Company Method for sizing polytetrafluoroethylene fibers, yarn, or threads
US4698243A (en) * 1986-06-20 1987-10-06 The Dow Chemical Company Method for sizing and hydrolyzing polytetrafluoroethylene fabrics, fibers, yarns, or threads
US4731173A (en) * 1986-11-20 1988-03-15 Fmc Corporation Article for constructing an electrolytic cell
US5087345A (en) * 1989-07-17 1992-02-11 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Cation exchange membrane having high stability
GB9012187D0 (en) * 1990-05-26 1990-07-18 Atomic Energy Authority Uk Electrodes
US5468514A (en) * 1990-11-30 1995-11-21 Horiba, Ltd. Method of producing a pH-responsive membrane
US5141620A (en) * 1990-12-18 1992-08-25 United Technologies Corporation Device and method for separating and compressing carbon dioxide from a carbonate salt
US5281323A (en) * 1991-03-20 1994-01-25 Fujitsu Limited Electrolyte composition for screen printing and miniaturized oxygen electrode and production process thereof
US5492611A (en) * 1991-03-20 1996-02-20 Fujitsu Limited Miniaturized oxygen electrode
US5252193A (en) * 1991-11-04 1993-10-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Controlled roughening of reinforced cation exchange membrane
NO931689L (no) * 1993-05-10 1994-11-11 Sigurd Fongen Anordning for elektrokjemisk syntese for "in-line" og "off-line" bleking, oksidasjon og desinfeksjon av organiske stoffer i væsker.
CH691209A5 (de) * 1993-09-06 2001-05-15 Scherrer Inst Paul Herstellungsverfahren für einen Polmerelektrolyten und elektrochemische Zelle mit diesem Polymerelektrolyten.
US5868912A (en) * 1993-11-22 1999-02-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical cell having an oxide growth resistant current distributor
US5855748A (en) * 1993-11-22 1999-01-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical cell having a mass flow field made of glassy carbon
US6042702A (en) * 1993-11-22 2000-03-28 E.I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical cell having a current distributor comprising a conductive polymer composite material
US5863395A (en) * 1993-11-22 1999-01-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical cell having a self-regulating gas diffusion layer
US5961795A (en) * 1993-11-22 1999-10-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical cell having a resilient flow field
US5855759A (en) * 1993-11-22 1999-01-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical cell and process for splitting a sulfate solution and producing a hyroxide solution sulfuric acid and a halogen gas
US5976346A (en) * 1993-11-22 1999-11-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Membrane hydration in electrochemical conversion of anhydrous hydrogen halide to halogen gas
ZA952384B (en) * 1994-04-13 1996-09-23 Nat Power Plc Cation exchange membranes and method for the preparation of such membranes
JP4361608B2 (ja) * 1996-04-30 2009-11-11 ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエイツ，インコーポレイティド 一体多層式のイオン交換複合膜
US6074692A (en) * 1998-04-10 2000-06-13 General Motors Corporation Method of making MEA for PEM/SPE fuel cell
GB9810568D0 (en) * 1998-05-18 1998-07-15 Imco 1097 Limited Electrode system
WO2002014774A2 (en) * 2000-08-17 2002-02-21 Ocean Power Corporation Heat exchange element with hydrophilic evaporator surface
US7341618B2 (en) * 2002-10-24 2008-03-11 Georgia Tech Research Corporation Filters and methods of making and using the same
US20050042489A1 (en) * 2003-07-11 2005-02-24 Kenji Fukuta Laminate useful as a membrane-electrode assembly for fuel cells, production process therefor and a fuel cell provided with the laminate
EP1685281A2 (en) * 2003-10-31 2006-08-02 E.I. Dupont de Nemours and Company, Inc. Membrane -mediated electropolishing
US7566385B2 (en) * 2004-02-23 2009-07-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Apparatus adapted for membrane-mediated electropolishing
US8822030B2 (en) 2006-08-11 2014-09-02 Aqua Resources Corporation Nanoplatelet metal hydroxides and methods of preparing same
US20080171203A1 (en) * 2006-08-11 2008-07-17 Aqua Resources Corporation Nanoplatelet nickel hydroxides and methods of preparing same
US8864964B2 (en) * 2010-09-22 2014-10-21 Tasos Inc. Electrolyzed hydrogen gas enhancement of hydrocarbon fuel combustion
EP2961863B1 (en) * 2013-02-28 2018-01-10 The Government of the United States of America, as represented by the Secretary of the Navy Electrochemical module configuration for the continuous acidification of alkaline water sources and recovery of co2 with continuous hydrogen gas production
CN106757127A (zh) * 2015-11-23 2017-05-31 上海好旭新能源科技发展有限公司 用于电解水的无间距隔膜电解槽
JP6981421B2 (ja) * 2016-10-13 2021-12-15 Ａｇｃ株式会社 アルカリ水電解用隔膜およびアルカリ水電解装置
EP3757254A1 (en) 2017-04-19 2020-12-30 Ph Matter, LLC Method of using an electrochemical cell
JP7152032B2 (ja) * 2017-04-19 2022-10-12 ピーエイチ マター、エルエルシー 電気化学電池及びその使用方法
US11228051B2 (en) * 2017-04-19 2022-01-18 Power To Hydrogen Llc Electrochemical cell and method of using same
CN107687001A (zh) * 2017-09-12 2018-02-13 沈阳化工大学 一种提高料液返混的压凹型离子膜电解槽
CN113396245A (zh) * 2019-02-08 2021-09-14 Ａｇｃ株式会社 膜电极接合体、水电解装置
EP4252294A1 (en) * 2020-10-19 2023-10-04 Power to Hydrogen, LLC Electrochemical cell and method of using same

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4100050A (en) * 1973-11-29 1978-07-11 Hooker Chemicals & Plastics Corp. Coating metal anodes to decrease consumption rates
SE7603539L (sv) * 1975-03-31 1976-10-01 Kureha Chemical Ind Co Ltd Katjonbytarmembran
FR2355926A1 (fr) * 1975-11-21 1978-01-20 Rhone Poulenc Ind Diaphragme selectif d'electrolyse
US4100113A (en) * 1976-04-01 1978-07-11 Diamond Shamrock Corporation Electrolytic cell membrane and method of preparation by plasma polymerization of polyamide or polytetrafluoroethylene thin films onto polymeric substrates
JPS5911674B2 (ja) * 1976-07-20 1984-03-16 株式会社トクヤマ 電解方法および電解槽
US4177116A (en) * 1977-06-30 1979-12-04 Oronzio DeNora Implanti Elettrochimici S.p.A. Electrolytic cell with membrane and method of operation
GB2007260B (en) * 1977-09-22 1982-02-24 Kanegafuchi Chemical Ind Method of electrolysis of alkai metal chloride
ZA785566B (en) * 1977-12-09 1980-03-26 Gen Electric Thermally stabilized,reduced platinum metal oxide electrocatalyst
US4224121A (en) * 1978-07-06 1980-09-23 General Electric Company Production of halogens by electrolysis of alkali metal halides in an electrolysis cell having catalytic electrodes bonded to the surface of a solid polymer electrolyte membrane
US4191618A (en) * 1977-12-23 1980-03-04 General Electric Company Production of halogens in an electrolysis cell with catalytic electrodes bonded to an ion transporting membrane and an oxygen depolarized cathode
CH634881A5 (de) * 1978-04-14 1983-02-28 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum elektrolytischen abscheiden von metallen.
IT1118243B (it) * 1978-07-27 1986-02-24 Elche Ltd Cella di elettrolisi monopolare
US4340452A (en) * 1979-08-03 1982-07-20 Oronzio deNora Elettrochimici S.p.A. Novel electrolysis cell
IT1122699B (it) * 1979-08-03 1986-04-23 Oronzio De Nora Impianti Collettore elettrico resiliente e cella elettrochimica ad elettrolita solido comprendente lo stesso
JPS5827352B2 (ja) * 1979-08-31 1983-06-08 旭硝子株式会社 電極層付着イオン交換膜の製造法
AU535261B2 (en) * 1979-11-27 1984-03-08 Asahi Glass Company Limited Ion exchange membrane cell
JPS5693883A (en) * 1979-12-27 1981-07-29 Permelec Electrode Ltd Electrolytic apparatus using solid polymer electrolyte diaphragm and preparation thereof

Also Published As

Publication number Publication date
IN153140B (no) 1984-06-02
EP0029751B1 (en) 1985-02-20
AU535261B2 (en) 1984-03-08
BR8007712A (pt) 1981-06-09
GB2064586B (en) 1984-02-08
IT1141093B (it) 1986-10-01
US4909912A (en) 1990-03-20
GB2064586A (en) 1981-06-17
US4666574A (en) 1987-05-19
DE3044767C2 (no) 1987-04-09
DE3044767A1 (de) 1981-09-24
NO803560L (no) 1981-05-29
EP0029751A1 (en) 1981-06-03
CA1280716C (en) 1991-02-26
NO155152C (no) 1987-02-18
CA1184883A (en) 1985-04-02
IT8026270A0 (it) 1980-11-27
MX155616A (es) 1988-04-07
AU6412180A (en) 1981-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO155152B (no) Elektrolysecelle, anvendelse av samme og ionevekslermembran til bruk i cellen.
US4319969A (en) Aqueous alkali metal chloride electrolytic cell
US4722773A (en) Electrochemical cell having gas pressurized contact between laminar, gas diffusion electrode and current collector
US4315805A (en) Solid polymer electrolyte chlor-alkali process
US4655887A (en) Process for electrolyzing aqueous solution of alkali metal chloride
US4299675A (en) Process for electrolyzing an alkali metal halide
EP0045603A1 (en) Ion exchange membrane cell and electrolytic process using the same
US4364815A (en) Solid polymer electrolyte chlor-alkali process and electrolytic cell
JP2650683B2 (ja) 電極、それを備えた電解槽及びそれらを用いた電解方法
CA1171026A (en) Method of bonding electrode to cation exchange membrane
US4411749A (en) Process for electrolyzing aqueous solution of alkali metal chloride
EP0166166A1 (en) Process for producing potassium hydroxide
EP0061080B1 (en) Ion exchange membrane electrolytic cell
US4465533A (en) Method for making polymer bonded electrodes
NO160795B (no) Sammensatt membran/elektrode, fremgangsmaate ved dens fremstilling og anvendelse av den i en elektrokjemisk celle for elektrolyse av alkalimetallhalogenider.
JPS621652B2 (no)
EP0680524B1 (en) Membrane-electrode structure for electrochemical cells
US4242184A (en) Membrane cell chlor-alkali process having improved overall efficiency
US4871703A (en) Process for preparation of an electrocatalyst
JPS6120634B2 (no)
US4469808A (en) Permionic membrane electrolytic cell
US4273630A (en) Process for the start-up of membrane cells for the electrolysis of aqueous salt solutions
WO1985002419A1 (en) Zero gap cell
JPS6053756B2 (ja) イオン交換膜電解槽
JPS6221074B2 (no)