NO307574B1

NO307574B1 - Electrolytic cell for gas generating electrolytic process

Info

Publication number: NO307574B1
Application number: NO914748A
Authority: NO
Inventors: Hanno Wenske; Arnold Gallien; Wolfgang Hanke; Wolfgang Lampe; Lothar Illgen
Original assignee: Hanno Wenske; Arnold Gallien; Wolfgang Hanke; Wolfgang Lampe; Lothar Illgen
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1991-12-03
Publication date: 2000-04-25
Also published as: NO914748L; EP0479840B1; BR9007455A; WO1991000379A1; FI915971A0; ES2079476T3; NO914748D0; DK0479840T3; EP0479840A1; AU5920190A; CA2062739A1; ATE127168T1; DE59009595D1; RU2073071C1

Abstract

An electrolytic cell for electrolytic processes in which gas is evolved comprises at least one electrode with parallel electrode elements (1). The electrode elements have a thickness (3) up to three times the average diameter of a released bubble and the capillary gap (4) between the electrode elements is such that the gas bubbles move through the electrodes essentially in the direction of the electric field between the reaction surfaces of the anode and the cathode, or the opposite direction.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrolysecelle for gassutviklende elektrolytisk prosess, av den art som er angitt i innledningen til det selvstendige patentkrav 1. The present invention relates to an electrolytic cell for a gas-evolving electrolytic process, of the type specified in the introduction to the independent patent claim 1.

For produksjon av forskjellige viktige kjemiske forbindelser, som natronlut, klor, hydrogen eller hydrogenperoksyd er gassutviklende elektrolytiske prosesser av spesiell be-tydning. Elektrodene, såvel anodene som katodene, som anvendes ved elektrolyse av alkaliske oppløsninger, hydrogen, salt- henholdsvis svovelsyre, må ha et antall av tildels mot hverandre virkende bruksparametere. Et svært viktig krav består i hurtig bortføring av de utviklede gassene fra rommet mellom anoden og katoden for å unngå en stor gassandel som vil øke elektrolyttens elektriske motstand. Dette står imidlertid i motsetning til ønsket om å utnytte den til rådighet stående konstruksjonsflate maksimalt for en elektrokjemisk virkende elektrodeflate. For the production of various important chemical compounds, such as caustic soda, chlorine, hydrogen or hydrogen peroxide, gas-evolving electrolytic processes are of particular importance. The electrodes, both the anodes and the cathodes, which are used in the electrolysis of alkaline solutions, hydrogen, hydrochloric acid and sulfuric acid respectively, must have a number of usage parameters that partly work against each other. A very important requirement consists in the rapid removal of the developed gases from the space between the anode and the cathode in order to avoid a large proportion of gas which will increase the electrical resistance of the electrolyte. However, this is in contrast to the desire to make maximum use of the available construction surface for an electrochemically active electrode surface.

Det tilstrebes videre å realisere en mest mulig jevn og fin strukturert elektrodeoverflate, slik at forutsetninger for et homogent elektrisk felt oppnås. Uregelmessigheter, som f.eks. kanter, fører til feltstyrkeøkning og dermed til en ujevn elektrodebelastning, som forårsaker ikke bare energi-tap, men også en for tidlig slitasje av elektrodematerialet henholdsvis det elektrokatalytiske sjiktet (coating). Efforts are also made to realize the most even and finely structured electrode surface possible, so that the prerequisites for a homogeneous electric field are achieved. Irregularities, such as edges, leads to an increase in field strength and thus to an uneven electrode load, which causes not only energy loss, but also premature wear of the electrode material or the electrocatalytic layer (coating).

For å skille de ved elektrodene dannede gasser anvendes membraner eller diafragmaer. Disse skilleelementene har en forholdsvis stor ohmsk motstand slik at gassfraskillingen medfører forbruk av mye energi. Membranes or diaphragms are used to separate the gases formed at the electrodes. These separating elements have a relatively large ohmic resistance so that gas separation entails the consumption of a lot of energy.

Vesentlig for sikring av en optimal prosess er også reali-seringen av en jevn, liten elektrodeavstand uten at ved anvendelse av membraner påkjennes disse for sterkt mekanisk eller til og med beskadiges. Det skal også unngås at elektrodeelementene med stor tykkelse utøver et høyt berøringstrykk på membranen og dermed merkbart forhindrer elektrolyttstrømmen henholdsvis ionetransporten gjennom poresystemet til membranen. Essential for securing an optimal process is also the realization of an even, small electrode distance without, when using membranes, these are stressed too strongly mechanically or even damaged. It must also be avoided that the electrode elements with a large thickness exert a high contact pressure on the membrane and thus noticeably prevent the electrolyte flow or ion transport through the pore system of the membrane.

Det er kjent to viktige grunntyper av gassutviklede- metal-liske elektroder: For en anvendes av strømfordelere bårne, parallelt anordnede profilstaver, hvis tverrsnitt er sirkelformet, elliptisk, dråpeformet eller firkantet, jfr. DE-OS 3008 116, DE-OS 3325 187, DE-PS 3519 272, DE-OS 3519 573). Det er også kjent "U-formede i avstand til hverandre anordnede skinner, jfr. DE-AS 1271 093. Two important basic types of gas-evolved metallic electrodes are known: For one, parallel arranged profile rods carried by current distributors are used, whose cross-section is circular, elliptical, drop-shaped or square, cf. DE-OS 3008 116, DE-OS 3325 187, DE-PS 3519 272, DE-OS 3519 573). It is also known "U-shaped rails arranged at a distance from each other, cf. DE-AS 1271 093.

For det andre er det kjent perforerte blikk med vertikalt og horisontalt forløpende slisser med i forhold til elektrodeplanet avviklede eller dyptrukne segmenter, hull-blikkelektroder eller gitterstrekkmetallelektroder, jfr. DD- Secondly, there are known perforated sheets with vertically and horizontally extending slits with segments that are unwound or deep-drawn in relation to the electrode plane, hole-sheet electrodes or grid drawn metal electrodes, cf. DD-

PS 250 026, DE-OS 3625 506, DE-OS 2735 238. PS 250 026, DE-OS 3625 506, DE-OS 2735 238.

Anordninger av den førstnevnte grunntypen anvender parallelt anordnede elektrodeelementer, som er fast forbundet med strømfordelerskinner og har et dråpeformet tverrsnitt (DE-OS 3325 187) henholdsvis et sirkelformet tverrsnitt (DE-OS 3008 116). Det sirkelformede tverrsnittet ble modifisert ved fraskilling av segmenter, som ligger i elektrodeplanet. Begge elektrodene skulle fortrinnsvis anvendes for kloralkalielektrolyse i amalgamceller. Disse elektrodene har ikke noen vesentlig redusert gassbobledekningsgrad. Borttransporten av gasser foregår utelukkende ved fluidstrømning og oppdrift. Den spesielle tverrsnittsgeometrien er ikke egnet til å overta en aktiv rolle ved gasstransporten gjennom elektroden. Rett nok forhindrer de ved unngåelse av uregelmessigheter en for høy påkjenning av de katalytiske sjiktene, men dette skjer på bekostning av ulempene som følge av de radius-betingede ulike avstandene mellom elektrodeflåtene. Devices of the first-mentioned basic type use parallel-arranged electrode elements, which are firmly connected to current distributor rails and have a drop-shaped cross-section (DE-OS 3325 187) or a circular cross-section (DE-OS 3008 116). The circular cross-section was modified by separating segments, which lie in the electrode plane. Both electrodes should preferably be used for chloralkali electrolysis in amalgam cells. These electrodes do not have a significantly reduced degree of gas bubble coverage. The transport of gases takes place exclusively by fluid flow and buoyancy. The special cross-sectional geometry is not suitable to take over an active role in the gas transport through the electrode. Quite simply, by avoiding irregularities, they prevent excessive strain on the catalytic layers, but this occurs at the expense of the disadvantages resulting from the radius-related different distances between the electrode rafts.

DE-OS 3519 272 viser en elektrodestruktur som anvender et antall parallelt anordnede elektrodeelementer med firkantede tverrsnitt. En plateformet bærer med på begge sidene utbulinger tjener til feste av elektrodeelementene og som strømfordeler. Tverrsnittet til de firkantede elektrodeelementene skal ha et forhold på 1:5. For at gassavtreknings-fanene skal komme i berør ing-med-hverandre:, .og, bli opphvirvlet i området av spaltene er det anordnet en-relativt stor spalte mellom tilliggende elektrodeelementer. Dette fører til en relativt liten utnyttelse av de til rådighet stående konstruksjonsflater og til en ujevn elektrodebelastning, spesielt i området av kantene til de firkantede profilene, hvorved man må regne med en øket slitasje av det katalytiske sjiktet. Den valgte formen på bæreren til elektrodeelementene, som samtidig er strømfordeler, forhindrer konsentrasjon av gass i rommet bortenfor de reaktive elektrodeflåtene. Som følge av dette oppstår en høy gassandel i området av reaksjonsflåtene forbundet med øket elektrisk tap. DE-OS 3519 272 shows an electrode structure using a number of parallel arranged electrode elements with square cross-sections. A flat plate with bulges on both sides serves to attach the electrode elements and as a current distributor. The cross-section of the square electrode elements must have a ratio of 1:5. In order for the gas extraction tabs to come into contact with each other and be swirled in the area of the gaps, a relatively large gap is arranged between adjacent electrode elements. This leads to a relatively small utilization of the construction surfaces available and to an uneven electrode load, especially in the area of the edges of the square profiles, whereby one must expect an increased wear of the catalytic layer. The chosen form of the carrier for the electrode elements, which is also a current distributor, prevents the concentration of gas in the space beyond the reactive electrode floats. As a result, a high proportion of gas occurs in the area of the reaction vessels associated with increased electrical loss.

En elektrode som ligner de foran beskrevne elektrodestruk-turene er også beskrevet i DE-OS 3519 573. Den består likeledes av parallelle på en strømfordeler anordnede elektrodeelementer med firkantet tverrsnitt, hvis avstand mellom hverandre utgjør et par millimeter. Dessuten har frontsiden til elektrodeelementet som er vendt mot membranen et utall utsparinger. De der mellomliggende stegene er ikke elektrokatalytisk sjiktpåført og ligger mot membranen. Dermed utgjør den til rådighet stående reaktive flate kun ca. 10$ av membranflaten. Stegene kan, betinget av relativbevegelsen mellom elektrode og membran, forårsake lokale beskadigelser av membranen. Oppgaven til oppfinnelsen er å tilveiebringe en elektrolysecelle for å gassutvikle en elektrolytisk prosess med vesentlig endrede effektparametre. En betydelig reduksjon av det ohmske effekttapet og derved en økning av den spesifikke, elektriske belastningen av elektroden skal muliggjøres, men samtidig skal graden av gassanriking ved elektrodeflåtene på tross av øket gassproduksjon bli betydelig redusert. An electrode similar to the electrode structures described above is also described in DE-OS 3519 573. It also consists of parallel electrode elements arranged on a current distributor with a square cross-section, the distance between which is a couple of millimeters. In addition, the front side of the electrode element which faces the membrane has numerous recesses. The steps in between are not electrocatalytically layered and lie against the membrane. Thus, the available reactive surface only amounts to approx. 10$ of the membrane surface. The steps can, depending on the relative movement between electrode and membrane, cause local damage to the membrane. The task of the invention is to provide an electrolysis cell for gas developing an electrolytic process with substantially changed power parameters. A significant reduction of the ohmic power loss and thereby an increase in the specific electrical load of the electrode must be made possible, but at the same time the degree of gas enrichment at the electrode rafts must be significantly reduced despite increased gas production.

Følgende skal oppnås med foreliggende oppfinnelse: The following shall be achieved with the present invention:

Reduksjon av gassboblebelastningen til elektrolytten mellom elektrodene og gassbobledekningsgraden på reaksjonsflaten til elektrodene, Reduction of the gas bubble load of the electrolyte between the electrodes and the degree of gas bubble coverage on the reaction surface of the electrodes,

elektrodestrukturen skal i løpet av prosessen sikre en rettet gasstransport, the electrode structure must ensure a directed gas transport during the process,

forbedring av forholdet mellom aktive elektrodeflater og konstruksjonsflater, improvement of the ratio between active electrode surfaces and construction surfaces,

reduksjon av lokale feltstyrkeøkninger og dannelse av et tilnærmet homogent elektrisk felt for å utjevne belastningen av den til reaksjonen til rådighet stående elektrodeflater. reduction of local field strength increases and formation of an approximately homogeneous electric field to equalize the load on the electrode surfaces available for the reaction.

De nye elektrolysecellene skal ha gasskillende egenskaper hvorved det ikke er nødvendig å anvende gasskillende midler (membraner, diafragmaer eller lignende). Derved må ikke elektrodeavstandene bli øket. The new electrolysis cells must have gas-separating properties, whereby it is not necessary to use gas-separating means (membranes, diaphragms or the like). Thereby, the electrode distances must not be increased.

Denne oppgaven blir løst ved hjelp av en elektrolysecelle This task is solved using an electrolysis cell

av den innledningsvis nevnte art som er kjennetegnet ved de angitte trekk i karakteristikken til patentkrav 1. of the type mentioned at the outset which is characterized by the specified features in the characteristics of patent claim 1.

Som bobleoppløsningsdiameter gjelder diameteren til en boble som fjerner seg fra sin dannelseskjerne under de gitte reelle prosessbetingelsene til en elektrode av den oppfinnelses-messige oppbygningen. Som bobler som fjerner seg fra sine dannelseskjerner skal også anses de bobler som beveger seg som følge av adhesjon på elektrodeoverflaten. Bubble dissolution diameter refers to the diameter of a bubble that is removed from its formation core under the given real process conditions of an electrode of the inventive structure. Bubbles that move as a result of adhesion on the electrode surface are also to be considered as bubbles that move away from their formation cores.

Oppløsningsdiameteren til gassboblene er som kjent avhengig av elektrolysens art og prosessbetingelsene. Ifølge "Elek-trochimika Acta", vol. 33 nr. 6, side 769 til 779 fra 1988 kan under vanlige elektrolysebetingelser ventes følgende boblediametere: As is known, the dissolution diameter of the gas bubbles depends on the nature of the electrolysis and the process conditions. According to "Elek-trochimika Acta", vol. 33 no. 6, pages 769 to 779 from 1988, the following bubble diameters can be expected under normal electrolysis conditions:

for hydrogen: ca. 8 pm for hydrogen: approx. 8 p.m

for oksygen: ca. 17 pm for oxygen: approx. 5 p.m

for klor: ca. 110 pm for chlorine: approx. 110 p.m

En elektrolysecelle ifølge krav 1 sikrer at kapillærvirk-ningen til elektroden, utgående fra området mellom elektrodeelementene, påvirker også de på den hovedsakelig avrundede, frontflatedannede boble og som også suges inn i kapillaerspalten når det mellom elektrode og membran ble latt være en avstand. Fortrinnsvis er elektrodeelementene lameller, bånd eller folie med tykkelse på maksimalt 450 pm. Bredden på elektrodeelementene er vesentlig større enn deres tykkelse og utgjør minst det tidoble av bredden på kapillaerspalten. Derved tilveiebringes i elektroden et todimensjonalt virkende kapillærsystem, som forhindrer dannelse av turbulens fra avgassingsrommet til elektrolytten inn i reaksjonsrommet mellom elektroden og membranen. En påvirkning henholdsvis en forstyrrelse av bobledannelsesprosessen og bobletransporten i kapillærspalten er dermed utelukket. Gasstransporten gjennom elektroden foregår rettet i det vesentlige på tvers av elektrodeplanet over den kun svært ubetydelige strekningen tilsvarende bredden på elektrodeelementene. Årsaken for dette er den betydelige relative volumøkningen i reaksjonsrommet som følge av bobledannelsesprosessen. Dette fører der til en trykkøkning og fortrengningsreaksjon. I samme grad som gassen trenges ut fra reaksjonsrommet og elektroden strømmer elektrolytten turbulensfritt gjennom kapillærspalten til de reaktive flatene til elektroden. Den høye elektrolyttutskift-ningen forhindrer ionisk svekking av elektrolytten og dens grensesjikt, da væsketransporten på grunn av kapillærkreftene foregår umiddelbart på elektrodeoverflåtene. De karakte-ristiske strømningsbetingelsene i kapillærspalten forhindrer An electrolysis cell according to claim 1 ensures that the capillary action of the electrode, starting from the area between the electrode elements, also affects those on the mainly rounded, front surface formed bubble and which is also sucked into the capillary gap when a distance was left between the electrode and the membrane. Preferably, the electrode elements are lamellas, strips or foils with a thickness of a maximum of 450 pm. The width of the electrode elements is significantly greater than their thickness and is at least ten times the width of the capillary gap. Thereby, a two-dimensionally acting capillary system is provided in the electrode, which prevents the formation of turbulence from the degassing space of the electrolyte into the reaction space between the electrode and the membrane. An influence or a disturbance of the bubble formation process and the bubble transport in the capillary gap is thus ruled out. The gas transport through the electrode takes place essentially across the electrode plane over the only very insignificant stretch corresponding to the width of the electrode elements. The reason for this is the significant relative volume increase in the reaction space as a result of the bubble formation process. This leads there to an increase in pressure and a displacement reaction. To the same degree that the gas is forced out of the reaction space and the electrode, the electrolyte flows turbulence-free through the capillary gap to the reactive surfaces of the electrode. The high electrolyte replacement prevents ionic weakening of the electrolyte and its boundary layer, as liquid transport due to capillary forces takes place immediately on the electrode surfaces. The characteristic flow conditions in the capillary gap prevent

i høy grad en vertikalbevegelse av gassboblene. largely a vertical movement of the gas bubbles.

For realisering av elektrolysecelleprinsippet ifølge oppfinnelsen er spesielt to varianter av elektroder spesielt fordelaktig. Således muliggjør vekselsidig folding av flatt, endeløst materiale en økonomisk fremstilling av kapillærspalteelektroder, idet det tidligere fortrinnsvis er blitt utført arbeidsforløp som perforering, profilering og sjiktpåføring i et gjennomgående arbeidsf orløp. Perforeringen., i området av foldekantene er fortrinnsvis fordelt jevnt. For fiksering av kapillarspalten har elektrodeelementene profileringer. Det har også vist seg gunstig å utføre en trinniignende og på tvers av elektrodeplanet forløpende struktur. Det har også vist seg brukbart å anvende knaster eller vortelignende profileringer. Også stabler av profilerte elektrodeelementer ifølge oppfinnelsen er egnet for fremstilling av kapillærspalteelektroder. Profileringen frembrakt ved begynnelsen eller ved en senere deformering fikserer kapillærspalten og gjør separate avstandsholdere overflødige. For the realization of the electrolysis cell principle according to the invention, two varieties of electrodes in particular are particularly advantageous. Thus, reciprocal folding of flat, endless material enables an economical production of capillary gap electrodes, since work processes such as perforation, profiling and layer application have previously preferably been carried out in a continuous work process. The perforation., in the area of the folding edges is preferably distributed evenly. To fix the capillary gap, the electrode elements have profiles. It has also proven beneficial to implement a step-like structure that extends across the electrode plane. It has also proven useful to use knobs or wart-like profiles. Stacks of profiled electrode elements according to the invention are also suitable for producing capillary gap electrodes. The profiling produced at the beginning or during a later deformation fixes the capillary gap and makes separate spacers redundant.

Den nedre grensen på tykkelsen til elektrodeelementet bestemmes kun av bearbeidelsesmuligheten, den mekaniske stabiliteten og håndteringsmuligheten av materialet og også av materialarten. The lower limit of the thickness of the electrode element is determined only by the processing possibility, the mechanical stability and the handling possibility of the material and also by the type of material.

For å kunne utnytte fordelene fullstendig ved de nye elektrolysecellene er det fordelaktig å foreta en avtetning mellom elektrodene og de sideliggende, begrensende elektrodeelementene såvel som den nedre avslutningen av elektroden i forhold til den indre veggen til cellehuset, med unntak av en av kapillærspaltene tilsvarende spalte. Avgassingsrommet i det øvre celleområdet er gasstett avlukket av et skott, som når minst til det nederst mulig opptredende væskenivået til elektrolytten i reaksjonsrommet. En blanding av de i avgassrommet til elektrolysecellen oppstigende gasser blir herved forhindret. In order to fully utilize the advantages of the new electrolysis cells, it is advantageous to make a seal between the electrodes and the side-lying, limiting electrode elements as well as the lower end of the electrode in relation to the inner wall of the cell housing, with the exception of one of the capillary gaps corresponding to the gap. The degassing space in the upper cell area is gas-tightly enclosed by a bulkhead, which reaches at least to the lowest possible liquid level of the electrolyte in the reaction space. A mixture of the gases rising in the exhaust gas space of the electrolysis cell is thereby prevented.

Ved anvendelse av en slik cellekonstruksjon for hydrogen-elektrolyse, altså en prosess som ikke krever et skille av anolytt og katolytt, kan anvendelse av et gasskillesystem, som f.eks. diafragma, utelates henholdsvis anvendelse av et forholdsvis .- grovporet, eventuelt kun elektrodeavstanden fikserende element med neglisjerbar ohmsk motstand tillates. When using such a cell construction for hydrogen electrolysis, i.e. a process that does not require a separation of anolyte and catholyte, the use of a gas separation system, such as e.g. diaphragm, respectively, the use of a relatively coarse-pored, possibly only element fixing the electrode distance with negligible ohmic resistance is permitted.

; ..For å forhindrer rjen; koagiiler.ing ay. ;gas.sbo.blejie, som oppstår ved motsatt polede elektroder, er mellom elektrodene anordnet minst en avstand som tilsvarer den tredoble bobleoppløsnings-diameteren. Dette trekket virker mot en forurensning av de i avgassrommene oppstigende gassbobler såvel som blandingsgassdannelse i reaksjonsrommet ved koagulering av gassbobler. ; ..To prevent rust; coagiiler.ing ay. ;gas.sbo.blejie, which occurs at oppositely polarized electrodes, is arranged between the electrodes at least a distance corresponding to three times the bubble dissolution diameter. This feature works against contamination by gas bubbles rising in the exhaust gas spaces as well as mixed gas formation in the reaction space by coagulation of gas bubbles.

En fordelaktig variant av oppfinnelsen for bruk ved hydro-genelektrolyse, altså med identisk anolytt og katolytt, anvendt mellom anode og katode, kan ha et dielektrisk, elektrolyttbestandig avstandselement, med struktur av et nett med cellestruktur eller stormasket vev. Avstandselementene garanterer tilsvarende sin tykkelse den kortslutningssikre fiksering av anode og katode i liten avstand. Den høye fleksibiliteten til den mekanisk sterkt belastede elektrodestrukturen sikrer en allsidig jevn elektrodeavstand. Dessuten blir reaksjonsrommet oppdelt av avstandselementet i et antall små reaksjonsceller. Strømningsbetingede forstyrrelser og dannelse av blandingsgass kan praktisk talt ikke lenger opptre. An advantageous variant of the invention for use in hydrogen electrolysis, i.e. with identical anolyte and catholyte, used between anode and cathode, can have a dielectric, electrolyte-resistant spacer element, with the structure of a net with a cell structure or large mesh fabric. The distance elements guarantee, corresponding to their thickness, the short-circuit-proof fixation of anode and cathode at a small distance. The high flexibility of the mechanically heavily loaded electrode structure ensures a versatile uniform electrode spacing. In addition, the reaction space is divided by the distance element into a number of small reaction cells. Flow-related disturbances and formation of mixed gas can practically no longer occur.

Fordeler ved elektroder bestående av elektrodelementer ifølge oppfinnelser med kapillærspalteanordninger: Svært liten gassboblebelastning av elektrolytten i reaksjonsrommet ved en rettet gassbobletransport innenfor kapillærspalteelektroden. Advantages of electrodes consisting of electrode elements according to inventions with capillary gap devices: Very small gas bubble loading of the electrolyte in the reaction space by a directed gas bubble transport within the capillary gap electrode.

Jevn, og finstrukturert, gass- og væskegjennomslippelig elektrodeoppbygning av høy pakningstetthet. Smooth, finely structured, gas- and liquid-permeable electrode structure of high packing density.

Derved jevn strømbelastning og utnyttelse av den til rådighet stående reaksjonsflate, ingen lokal erosjon av elektrodeoverflåtene, spesielt av det elektrokatalytiske sjiktet. mekanisk belastbar, men fremdeles fleksibel og dermed en tilpassbar elektrodestruktur, ingen høye krav med hensyn til • planhét ,• forkastninger m.a. Thereby, even current loading and utilization of the available reaction surface, no local erosion of the electrode surfaces, especially of the electrocatalytic layer. mechanically loadable, but still flexible and thus an adaptable electrode structure, no high requirements with regard to • flatness,• faults, etc.

I det påfølgende skal oppfinnelsen beskrives ved hjelp av utførelseseksempler, og spesielt skal elektrodeelementene beskrives med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et tverrsnitt av en elektrolysecelle med In what follows, the invention will be described with the help of design examples, and in particular the electrode elements will be described with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows a cross-section of an electrolysis cell with

kapillærspalteelektroder. capillary gap electrodes.

Fig. 2 viser et perspektivriss av to kapillærspalteelektroder som katode og anode med mellomliggende skilleelement. Fig. 3 viser et forstørret utsnitt A av fig. 2 (målestokk Fig. 2 shows a perspective view of two capillary gap electrodes as cathode and anode with an intermediate separating element. Fig. 3 shows an enlarged section A of fig. 2 (scale

ca. 10:1). about. 10:1).

Fig. 4 viser et forstørret utsnitt A av fig. 2 (målestokk Fig. 4 shows an enlarged section A of fig. 2 (scale

ca. 20:1). about. 20:1).

Fig. 5 viser elektrodevikleelementet i snitt. Fig. 5 shows the electrode winding element in section.

Fig. 6 viser tverrsnittet av en kapillærspalteelektrode, som Fig. 6 shows the cross-section of a capillary gap electrode, which

består av et antall elektrodeviklede elementer. consists of a number of electrode-wound elements.

Fig. 7 viser en forstørret perspektivfremstilling av elektrodeelementene med bølget struktur (målestokk ca. 10:1). Fig. 8 viser en reell kapillærspalteelektrode (målestokk ca. Fig. 7 shows an enlarged perspective representation of the electrode elements with a wavy structure (scale approx. 10:1). Fig. 8 shows a real capillary gap electrode (scale approx.

10:1) av et vekselmessig foldet, folielignende materiale i forstørret perspektivisk fremstilling. 10:1) of an alternately folded, foil-like material in an enlarged perspective view.

Fig. 9 viser utsnittet B til kapillærspalteelektroden på Fig. 9 shows section B of the capillary gap electrode on

fig. 8. fig. 8.

Fig. 10 viser en forstørret perspektivfremstilling av et elektrodeelement med horisontalt forløpende steg-.... , .. lignende-prOfi.Ve^ån;g._(^n^i!dri;g^>::Jj Fig. 11 viser en forstørret perspektivfremstilling av et elektrodeelement med i det vesentlige horisontalt forløpende steglignende profilering (på hegge sidene). Fig. 12 viser en perspektivfremstilling av et elektrodeelement med lokale (retningsforskjellige, knastlignende) profileringer. Fig. 13 viser et utsnitt av en elektrode av vekselvis anordnede, bølgede og ikke-profilerte elektrodeelementer . Fig. 14 viser en forstørret perspektivfremstilling av et elektrodeelement med på begge sidene anordnet sikking. Fig. 15 viser en forstørret perspektivfremstilling av et Fig. 10 shows an enlarged perspective representation of an electrode element with horizontally extending step-.... , .. similar-prOfi.Ve^ån;g._(^n^i!dri;g^>::Jj Fig. 11 shows an enlarged perspective view of an electrode element with substantially horizontally running step-like profiling (on both sides). Fig. 12 shows a perspective view of an electrode element with local (different in direction, knob-like) profiling. Fig. 13 shows a section of an electrode of alternating arranged, wavy and non-profiled electrode elements. Fig. 14 shows an enlarged perspective representation of an electrode element with a zigzag arranged on both sides. Fig. 15 shows an enlarged perspective representation of a

elektrodeelement med på ene siden anordnet sikking. electrode element with siping arranged on one side.

Fig. 16 viser en perspektivfremstilling av to kapillærspalteelektroder som katode og anode med mellomliggende avstandselement (målestokk ca. 1:1). Fig. 16 shows a perspective view of two capillary gap electrodes as cathode and anode with an intermediate distance element (scale approx. 1:1).

På grunn av oversikten er på fig. 2 til 16 kun elektrodeelementet henholdsvis de derav dannede elektroder vist, som ble satt inn i en elektrolysecelle. Due to the overview, fig. 2 to 16 only the electrode element or the electrodes formed therefrom are shown, which were inserted into an electrolysis cell.

Som det fremgår av fig. 1 til 8 og 16 er elektroden bygd opp av i forhold til hverandre parallelle henholdsvis kvasiparal-lellanordnede elektrodeelementer 1, la, 28, 29, hvis tykkelse 3 og avstand 4 i forhold til hverandre er med en til to størrelsesanordninger mindre enn ved kjente elektroder. As can be seen from fig. 1 to 8 and 16, the electrode is made up of relative to each other parallel and quasi-parallel arranged electrode elements 1, 1a, 28, 29, whose thickness 3 and distance 4 in relation to each other are one to two orders of magnitude smaller than with known electrodes.

Tykkelsen■-3 til de-på fig-. 2 til 16 viste elektrodeelementer 1, la, lb, lc, ld, 15, 16, 28, 29, 30, 31, som kan være bånd, folie eller lameller, maksimalt det tredobbelte av den midlere bobleoppløsningsdiameteren. Mellom elektrodeelementene 1, la, lb, lc, ld, 15, 16, 28, 29, 30, 31 er anordnet en spalte 4, som frembringer kapillæreffekten. Fikseringen av elektrodeelementene i forhold til hverandre kan foretas f. eks. ved hjelp av flere tråder som går gjennom elektrodeelementene. Mellom elektrodeelementene kan det være anordnet avstandsholdere på trådene for å sikre kapillærspalten. Fortrinnsvis anvendes profilerte elektrodeelementer la, lb, lc, ld, 15, 16, 28, 29, 30, 31. Dette tillater en enkel beredskapsstilling av en i sin bredde lett anpassbar, transportabel og monterbar kapillærspalteelektrode. The thickness ■-3 to those-on fig-. 2 to 16 showed electrode elements 1, 1a, 1b, lc, ld, 15, 16, 28, 29, 30, 31, which may be ribbons, foils or lamellae, at most three times the mean bubble dissolution diameter. Between the electrode elements 1, la, lb, lc, ld, 15, 16, 28, 29, 30, 31, a gap 4 is arranged, which produces the capillary effect. The fixation of the electrode elements in relation to each other can be done, e.g. by means of several wires passing through the electrode elements. Spacers can be arranged between the electrode elements on the wires to secure the capillary gap. Profiled electrode elements la, lb, lc, ld, 15, 16, 28, 29, 30, 31 are preferably used. This allows a simple standby position of a capillary gap electrode that can be easily adjusted in its width, transportable and mountable.

Spesielt gunstig er fremstilling av elektrodeelementer av glassmetalliske foliebånd, som frembringes ifølge en smeltespinnmetode. De har glatte overflater og kanter og har minst en tykkelse 3 fra 20 pm til 100 pm. Det foretrukne området for elektrodeelementtykkelsen ligger rundt 40 pm, bredden på båndet utgjør ca. 5 mm. Ved anvendelse av ca. 40 elektrodeelementer for hver centimeter fremkommer en gjennomsnittlig kapillarspalte 4 med en bredde på 200 pm. En elektrode av mange i og for seg svært fleksible enkeltelemen- Particularly advantageous is the production of electrode elements from glass-metallic foil bands, which are produced according to a melt spinning method. They have smooth surfaces and edges and have at least a thickness 3 from 20 pm to 100 pm. The preferred range for the electrode element thickness is around 40 pm, the width of the band is approx. 5 mm. When using approx. 40 electrode elements for every centimeter, an average capillary gap 4 with a width of 200 pm appears. An electrode made up of many inherently very flexible individual elements

ter utgjør et mekanisk sterkt belastbart og fremdeles en plan flate av fullstendig tilpassbar struktur. For disse flatene må det ikke stilles høye krav med hensyn til planet, forkastninger bl.a. ter constitutes a mechanically strong and still flat surface of completely adaptable structure. For these surfaces, high demands must not be made with regard to the plane, faults i.a.

Fig. 2 viser to elektroder 8 av elektrodeelementene 1, hvor den ene danner katoden og den andre anoden, med mellomliggende skilleelement 7, f.eks. en membran, i en såkalt null-avstand. Elektrodestrukturen tillater storflatet en konstant og liten elektrodeavstand, som tilsvarer tykkelsen på skilleelementet 7. Føyeligheten til elektroden 8 sikrer dessuten en jevn trykkfordeling over skilleelementet 7, som ikke bare forhindrer en beskadigelse av elektrodene, men ikke påvirker i one strimen.. henholdsvis.. ele.ktro.lyttstxømm,en.. Rommet, som. tilslutter seg elektrodeflåtene,.og som er vendt bort fra skilleelementet 7, tjener som avgassingsrom for elektrolytten. Fig. 3 og 4 viser forstørret utsnittet A av elektroden 8 på fig. 1. Det anvendte elektrodeelementet 1 har en tykkelse 3 på ca. 30 pm og en bredde 5 på ca. 5 mm. Kapillærspalten 4 mellom elektrodeelementene 1 tilsvarer tilnærmet 200 pm. Flatene 2 til elektrodeelementene 1 (jfr. fig. 4) utgjør området med høy elektrolytisk reaktivitet. Dens flatespesifi-serte omsetning tilsvarer omtrent den på frontflaten til elektrodeelementet 1. Den reaksjonskraftige flaten 2, som deltar vesentlig i omsetningen, strekker seg på tvers av elektrodeplanet til en dybde, som tilsvarer tilnærmet bredden på spalten 4. For bedre å vise bredden på spalten 4 i forhold til tykkelsen og bredden på elektrodeelementet 1 ble denne utvidet til det tredobbelte. Fig. 5 viser en ytterligere variant av den jevntvirkende elektrodestrukturen med kapillærspalte. Ved spiralformet oppvikling av et elektrodeelementpar, bestående av et glatt elektrodeelement 29 og et bølget, profilert elektrodeelement 28 oppstår en kvasiparallell elektrodestruktur. Fikseringen av den ønskede kapillærspalten kan også foregå ved hjelp av på annen måte profilerte elektrodeelementer, som skal beskrives nærmere senere. Fig. 2 shows two electrodes 8 of the electrode elements 1, where one forms the cathode and the other the anode, with intermediate separating element 7, e.g. a membrane, at a so-called zero distance. The electrode structure allows a constant and small electrode distance on the large surface, which corresponds to the thickness of the separating element 7. The flexibility of the electrode 8 also ensures an even pressure distribution over the separating element 7, which not only prevents a damage to the electrodes, but does not affect the one streak.. respectively.. ele .ktro.lyttstxømm,en.. The room, which. connects to the electrode floats, and which faces away from the separating element 7, serves as a degassing space for the electrolyte. Fig. 3 and 4 show an enlarged section A of the electrode 8 in Fig. 1. The electrode element 1 used has a thickness 3 of approx. 30 pm and a width 5 of approx. 5 mm. The capillary gap 4 between the electrode elements 1 corresponds approximately to 200 pm. The surfaces 2 of the electrode elements 1 (cf. Fig. 4) constitute the area of high electrolytic reactivity. Its surface-specific turnover corresponds approximately to that of the front surface of the electrode element 1. The reactive surface 2, which participates significantly in the turnover, extends across the electrode plane to a depth which corresponds approximately to the width of the gap 4. To better show the width of the gap 4 in relation to the thickness and width of the electrode element 1, this was expanded to threefold. Fig. 5 shows a further variant of the uniformly acting electrode structure with a capillary gap. By spirally winding a pair of electrode elements, consisting of a smooth electrode element 29 and a wavy, profiled electrode element 28, a quasi-parallel electrode structure arises. The fixing of the desired capillary gap can also take place with the help of differently profiled electrode elements, which will be described in more detail later.

Et elektrodeutsnitt bestående av flere elektrodevikleelemen-ter 53 er vist på fig. 6. Denne elektroden er omfattet av en strømtilførsel 51. Elektrodevikleelementet 53 bæres av en strømfordeler 52. Som strømfordeler 52 kan anvendes enhver elektrisk tilstrekkelig ledende og mekanisk belastbar konstruksjon. I enkleste tilfelle kan det anvendes en metallisk hullplate. An electrode section consisting of several electrode winding elements 53 is shown in fig. 6. This electrode is comprised of a current supply 51. The electrode winding element 53 is carried by a current distributor 52. As current distributor 52, any electrically sufficiently conductive and mechanically loadable structure can be used. In the simplest case, a metallic perforated plate can be used.

På fig. 7 er vist elektrodeelementer la med bølget struktur. — Aksene 18 til profileringen er skråstilt i forhold til horisontalplanet. Ved vekselsidig folding av en slik profilert folie 19 i den vertikale aksen 17 liggende foldeaksen 20, vil profileringen til tilliggende elektrodeelementer 15, 16 ligge punktvis mot hverandre. Den i foldeaksen 20 anordnede perforering 21 har en bredde 22, som orienterer seg til bredden på kapillarspalten 4 henholdsvis deformeringsgraden til folien 19. In fig. 7 shows electrode elements 1a with a wavy structure. — The axes 18 of the profiling are inclined relative to the horizontal plane. By alternating folding of such a profiled foil 19 in the vertical axis 17 lying on the folding axis 20, the profiling of adjacent electrode elements 15, 16 will lie pointwise against each other. The perforation 21 arranged in the fold axis 20 has a width 22, which orients itself to the width of the capillary gap 4 or the degree of deformation of the foil 19.

Fig. 8 og 9 viser utsnitt av en slik elektrode. Den anvendte folien har en tykkelse 3 på ca. 25 pm, elektrodeelementet la, Fig. 8 and 9 show sections of such an electrode. The foil used has a thickness 3 of approx. 25 pm, the electrode element la,

som er frembrakt ved vekselsidig folding av den profilerte folien 19, har en bredde på ca. 5 mm og fikserer bredden på spalten 4 til ca. 200 pm. Flatene 2 til elementet la utgjør området med høy elektrolytisk aktivitet. Elektrodene, som fremstilles ved perforering, profilering og folding, er rasjonelle ved fremstilling og godt håndterbare og har en svært jevn finoppdelt struktur. which is produced by alternating folding of the profiled foil 19, has a width of approx. 5 mm and fixes the width of the slot 4 to approx. 200 p.m. The surfaces 2 of the element la form the area of high electrolytic activity. The electrodes, which are produced by perforating, profiling and folding, are rational in their manufacture and easy to handle, and have a very uniform finely divided structure.

Mens det på fig. 10 viste elektrodeelement lb har horisontalt forløpende, steglignende profilering 23 på kun en side, har elektrodeelementet lc vist på fig. 11 steglignende profilering 24', 24" på begge sidene. Profileringen 24' med aksen 20 til den ene siden forløper ikke parallelt mot profileringen 24" med aksen 27 til den andre siden til samme elektrodeelement lc. Derved er det mulig å fordoble kapillærspalten mellom tilliggende elektrodeelement lc. Når elektrodeelementet lc ifølge fig. 11 stables, har de seg kryssende profileringer 24', 24" punktberøring. Det er imidlertid også mulig å foreta en vekselvis anordning av de While in fig. 10, the electrode element lb shown has horizontally extending, step-like profiling 23 on only one side, the electrode element lc shown in fig. 11 step-like profiling 24', 24" on both sides. The profiling 24' with the axis 20 to one side does not extend parallel to the profiling 24" with the axis 27 to the other side of the same electrode element lc. Thereby, it is possible to double the capillary gap between adjacent electrode element lc. When the electrode element lc according to fig. 11 are stacked, they have intersecting profiles 24', 24" point contact. However, it is also possible to make an alternate arrangement of the

på begge sidene profilerte elektrodeelementer lc med glatte, ikke-profilerte elektrodeelementer. on both sides profiled electrode elements lc with smooth, non-profiled electrode elements.

Fig. 12 viser retningsforskjellige, knastlignende profileringer 25 på ene siden av elektrodeelementet ld. Det er imidlertid også mulig å anordne profileringer 25 på begge sidene av elektrodeelementet-,-.ld.;,-- r - Fig. 12 shows directional, knob-like profiles 25 on one side of the electrode element ld. However, it is also possible to arrange profiles 25 on both sides of the electrode element.

Frembringelsen av profileringene 23, 24', 24", 25 kan foregå ifølge fig. 10 til 12 ved hjelp av pregeverktøy. Spesielt økonomisk er fremstillingen av elektrodeelementer lb, lc, ld ifølge en smeltespinnmetode til glattmetalliske foliebånd. De har oftest en tykkelse 3 på 20 pm til 100 pm og kan fremstilles i ønsket bredde. For tilveiebringelse av profileringene 23, 24', 24", 25 blir overflatene til valsen tilsvarende preparert. Fig. 13 viser tverrsnittet av en del av en elektrode, som består av en pakke med vekselvis anordnet profilerte og ikke-profilerte elektrodeelementer 28, 29. Profileringen av elektrodeelementet 28 har en bølgestruktur, som forårsaker en kontinuerlig seg endrende kapillærspalte. Som midlere kapillærspaltebredde kan være den halve avstanden 34 mellom to tilliggende ikke-profilerte elektrodeelementer 29. Anvendelse av denne pakken tillater som følge av den fjærende virkningen til de bølgede elektrodeelementene 28 en svært enkel variasjon av bredden på kapillærspalten 4. Det er således mulig med en og samme profilering å fremstille elektroder for forskjellige elektrolytiske prosesser. Fig. 14 og 15 viser elektrodeelementer 30, 31 med profileringer 32 på begge sidene, henholdsvis på ene siden, utført som sikking, idet profileringenes 32 akser 36 forløper ortogonalt i forhold til lengdeaksen 35 til elektrodeelementene 30, 31. Elektrodeelementet 30 kan anvendes i denne formen i kombinasjon med ikke-profilerte elektrodeelementer 1, 29. En kombinasjon av disse elektrodeelementene 30 med den horisontale skråstilte aksen 36 til den sikkede profileringen 32 fører til elektrodestrukturer, som er svært lik de vist på fig. 7 og 8. The production of the profiling rings 23, 24', 24", 25 can take place according to Fig. 10 to 12 with the help of embossing tools. The production of electrode elements lb, lc, ld according to a melt spinning method for smooth metallic foil strips is particularly economical. They usually have a thickness of 3 20 pm to 100 pm and can be produced in the desired width. To provide the profiling rings 23, 24', 24", 25, the surfaces of the roller are prepared accordingly. Fig. 13 shows the cross-section of a part of an electrode, which consists of a pack of alternately arranged profiled and non-profiled electrode elements 28, 29. The profiling of the electrode element 28 has a wave structure, which causes a continuously changing capillary gap. The average capillary gap width can be half the distance 34 between two adjacent non-profiled electrode elements 29. Use of this package allows, as a result of the resilient effect of the wavy electrode elements 28, a very simple variation of the width of the capillary gap 4. It is thus possible with a and the same profiling to produce electrodes for different electrolytic processes. Fig. 14 and 15 show electrode elements 30, 31 with profiles 32 on both sides, respectively on one side, made as a zigzag, with the axes 36 of the profiles 32 running orthogonally in relation to the longitudinal axis 35 of the electrode elements 30, 31. The electrode element 30 can be used in this the shape in combination with non-profiled electrode elements 1, 29. A combination of these electrode elements 30 with the horizontal inclined axis 36 of the zigzag profiling 32 leads to electrode structures, which are very similar to those shown in fig. 7 and 8.

Fordelen med elektrodeelementer består deri at disse uten separate avstandsholdere kan sammenføyes til en tett, fin og ; j evn strukturert 'pakke. Kapillærspalten mellom tilliggende elektrodeelementer fiksert ved sin profilering sikrer en rettet gasstransport og en intens elektrolyttutveksling. The advantage of electrode elements is that these can be joined without separate spacers into a dense, fine and ; j even structured package. The capillary gap between adjacent electrode elements fixed by its profiling ensures a directed gas transport and an intense electrolyte exchange.

Fig. 16 viser to elektroder 8, av hvilke den ene tjener som anode og den andre som katode, idet det er anordnet mellomliggende stormaskede avstandselementer 14. Elektrodestrukturen tillater en storflatet, konstant og liten elektrodeavstand, hvilken avstand tilsvarer avstandselementets 14 tykkelse. Dessuten sikrer føyeligheten til denne elektrodestrukturen at en beskadigelse av avstandselementet 14 forhindres. Elektroden 8 består av elektrodeelementer 1. Skott 13 skiller gassen i det øvre området av cellehuset 40. Fig. 16 shows two electrodes 8, one of which serves as an anode and the other as a cathode, with large-mesh spacer elements 14 arranged in between. The electrode structure allows a large-surfaced, constant and small electrode distance, which distance corresponds to the thickness of the spacer element 14. Moreover, the flexibility of this electrode structure ensures that damage to the spacer element 14 is prevented. The electrode 8 consists of electrode elements 1. Bulkhead 13 separates the gas in the upper area of the cell housing 40.

På fig. 1 er den prinsipielle oppbygningen av en elektrolysecelle vist. Den inneholder en elektrode 8, som er dannet av elektrodeelementer ifølge oppfinnelsen. For tydeligere fremvisning av gassboblefordelingen er banen til gassboblene forenklet i fremvisningen ved å vise en perlesnor 41, og elektrolyttcellen har en forholdsmessig stor elektrodeavstand såvel som bredt avgassingsrom 10, 11. En av de vesentlige forutsetningene for funksjonering av elektrolysecellen ifølge oppfinnelsen er elektroden 8 dannet av elektrodeelementene ifølge oppfinnelsen. In fig. 1 shows the basic structure of an electrolysis cell. It contains an electrode 8, which is formed from electrode elements according to the invention. For a clearer presentation of the gas bubble distribution, the path of the gas bubbles is simplified in the presentation by showing a string of beads 41, and the electrolyte cell has a relatively large electrode distance as well as wide degassing space 10, 11. One of the essential prerequisites for the functioning of the electrolysis cell according to the invention is that the electrode 8 is formed of the electrode elements according to the invention.

Ved hjelp av pilen på fig. 1 er antydet Using the arrow in fig. 1 is implied

- elektrolyttilførselen 37, - the electrolyte supply 37,

gassbortføringen 38 og the gas removal 38 and

blandingsgassbortføringen 39. the mixed gas discharge 39.

Forbindelsen mellom reaksjonsrommet 9 og avgassingsrommene 10, 11 er maksimalt i størrelse av størrelsen på en kapillarspalte. Bedre er en fullstendig avtetning mellom rommene slik at det ikke ved elektrolyttransporten mellom elektroden 8 og cellehuset 40 kan opptre .strømningsbetingede forstyrrelser, som muligens kunne føre til oppløsning av gassboblene 6 fra elektrodereaksjonsflåtene i reaksjonsrommet 9. The connection between the reaction space 9 and the degassing spaces 10, 11 is at most the size of a capillary gap. Better is a complete sealing between the chambers so that no flow-related disturbances can occur during the electrolyte transport between the electrode 8 and the cell housing 40, which could possibly lead to the dissolution of the gas bubbles 6 from the electrode reaction rafts in the reaction chamber 9.

Det står dermed en celleoppbygning til rådighet, hydraulisk oppdelte elektrolyseceller i felles reaksjonsrom 9 og adskilt avgassingsrom 9,10. There is thus a cell structure available, hydraulically divided electrolysis cells in a common reaction room 9 and separate degassing rooms 9,10.

Kvaliteten til elektroden er avhengig av renheten til den frembrakte gassen. Også elektrodeavstanden kan virke på gassens renhet. For å forhindre en koagulering av gassboblene må det mellom elektrodene 8 være en avstand på minst tre ganger bobleoppløsningsdiameteren. Koaguleringen av gassboblene fører til blandingsgassdannelse i reaksjonsrommet 9. The quality of the electrode depends on the purity of the produced gas. The electrode distance can also affect the purity of the gas. To prevent coagulation of the gas bubbles, there must be a distance between the electrodes 8 of at least three times the bubble dissolution diameter. The coagulation of the gas bubbles leads to mixed gas formation in the reaction chamber 9.

Det skal imidlertid tilstrebes en mest mulig liten elektrodeavstand, da dette reduserer den ohmske motstanden. Elektrolyttutvekslingen mellom avgassingsrommene 10, 11 og reaksjonsrommet 9 er mer intensiv jo mindre (smalere) reaksjonsrommet 9 er (elektrodeavstanden). However, efforts should be made to keep the electrode distance as small as possible, as this reduces the ohmic resistance. The electrolyte exchange between the degassing chambers 10, 11 and the reaction chamber 9 is more intensive the smaller (narrower) the reaction chamber 9 is (the electrode distance).

Gassboblene 6, som fjerner seg fra elektroden 8 og vandrer inn i reaksjonsrommet 9, fører til den allerede nevnte ubetydelige blandingsgassdannelsen. Disse boblene kan ikke føre til forurensning av den rene gassen, da de ville koagulere før de når motelektroden med de der dannede bobler. Deres boblediameter ville da være for stor for transport gjennom en kapillarspalte 4 til elektroden 8 eller i avtetningsområdet til husveggen. Skille av ren gass i det øvre celleområdet foregår ved en eller flere skott 12, som er neddykket under væskenivået. The gas bubbles 6, which move away from the electrode 8 and migrate into the reaction space 9, lead to the already mentioned negligible mixed gas formation. These bubbles cannot lead to contamination of the pure gas, as they would coagulate before reaching the counter electrode with the bubbles formed there. Their bubble diameter would then be too large for transport through a capillary gap 4 to the electrode 8 or in the sealing area of the housing wall. Separation of clean gas in the upper cell area takes place by one or more bulkheads 12, which are submerged below the liquid level.

En optimal funksjon av elektroden 8 er gitt når strukturen er finoppdelt og jevn. Slike egenskaper tilveiebringes best ved tett pakket og jevnt profilerte elektrodeelementer 1, la, lb, lc, ld, 28, 29, 30, 31. An optimal function of the electrode 8 is provided when the structure is finely divided and uniform. Such properties are best provided by densely packed and uniformly profiled electrode elements 1, la, lb, lc, ld, 28, 29, 30, 31.

Den med en elektrode av elektrodeelementene ifølge oppfinnelsen utrustet elektrolysecelle virker som følgende: - Det, store - antall - elektrodeelementer 1, la,: ..lb ,~ lc , ld;,;.-:28, 29, 30, 31 til elektroden 8 (ca. 40 til 50 elektrodeelementer pr. cm) utgjør en høygradert utjevning av elektrodeoverflåtene. Forbundet dermed er en adekvat utjevning av det elektriske feltet såvel som strømtetthetsbelastningen. Følgelig blir en overbelastning og dermed en for tidlig slitasje av elektrodekatalytisk sjikt unngått. Dessuten er det oppnådd at flatene som tar del i reaksjonen er øket til en verdi som er større enn konstruksjonsflåtene. Under gunstige betingelser kan forholdet mellom aktiv reaksjonsflate til konstruksjonsverdi ligge rundt verdien 2. The electrolytic cell equipped with an electrode of the electrode elements according to the invention works as follows: - The, large - number - of electrode elements 1, la,: ..lb ,~ lc , ld;,;.-:28, 29, 30, 31 to the electrode 8 (approx. 40 to 50 electrode elements per cm) constitute a high degree of leveling of the electrode surfaces. Associated with this is an adequate equalization of the electric field as well as the current density load. Consequently, an overload and thus a premature wear of the electrode catalytic layer is avoided. Furthermore, it has been achieved that the surfaces that take part in the reaction have been increased to a value that is greater than the structural surfaces. Under favorable conditions, the ratio of active reaction surface to design value can be around the value 2.

Gassboblene som dannes på frontflåtene og de reaktive flatene The gas bubbles that form on the front floats and the reactive surfaces

2 til elektrodeelementene 1, la, lb, lc, ld, 28, 29, 30, 31 2 to electrode elements 1, la, lb, lc, ld, 28, 29, 30, 31

befinner seg i innstrømningsområdet til kapillærspalten 4. Ifølge gassbobledannelsen oppstår en trykkoppbygning i reaksjonsrommet 9, som utgjør årsaken for gasstransporten på tvers av elektrodeplanet. På fig. 4 er banen til gassboblen 6 vist gjennom kapillærspalten 4 mellom elektrodeelementene 1. is located in the inflow area of the capillary gap 4. According to the gas bubble formation, a pressure build-up occurs in the reaction space 9, which is the reason for the gas transport across the electrode plane. In fig. 4, the path of the gas bubble 6 is shown through the capillary gap 4 between the electrode elements 1.

I samme grad utskytes elektrolytten mellom avgassingsrommene To the same extent, the electrolyte is ejected between the degassing chambers

10, 11 og reaksjonsrommet 9. Det forefinnes praktisk talt ingen frie bevegelige gassbobler i elektrolytten til reaksjonsrommet 9. Gassboblene beveges under virkning av kapillæreffekten mot elektrodeoverflåtene og suges inn i kapillærspalten 4. Herved reduseres vesentlig den elektriske motstanden til elektrolytten. 10, 11 and the reaction chamber 9. There are practically no free moving gas bubbles in the electrolyte of the reaction chamber 9. The gas bubbles are moved under the action of the capillary effect towards the electrode surfaces and are sucked into the capillary gap 4. This significantly reduces the electrical resistance of the electrolyte.

Det skal også bemerkes at bredden 5 til elektrodeelementet 1 It should also be noted that the width 5 of the electrode element 1

kan tilpasses behovene med hensyn til mest mulig liten ohmsk spenningsavfall i elektrodematerialet. Det samme gjelder for dimensjoneringen av kapillærspalten 4 for å oppnå en uforstyrret hydraulisk betingelse i reaksjonsrommet til elektrolysecellen. can be adapted to the needs with regard to the smallest possible ohmic voltage drop in the electrode material. The same applies to the dimensioning of the capillary gap 4 in order to achieve an undisturbed hydraulic condition in the reaction space of the electrolysis cell.

Claims

1. Electrolytic cell for gas-exhausting electrolytic processes, especially for water and chloralkali electrolysis, where at least one electrode is used with parallel anode and cathode-forming foil-type electrode elements having a maximum thickness of 450 pm, and where between adjacent electrode elements are capillary gaps or slits, characterized in that the electrode elements (1, la, lb, lc, ld, 15, 16, 28, 29, 30, 31) have profiled areas (23,24,24",25,32) for fixing the capillary gaps (4) and that the capillary gaps (4) are essentially constant orthogonally on the electrode plane so that the direction of movement of the gas bubbles which are likewise formed is essentially orthogonal from the reaction surface on the front side of the electrode to the back.

2. Electrolysis cell according to claim 1, characterized in that the electrode elements (1, la, lb, lc, ld, 15, 16, 28, 29, 30, 31) have a thickness (3) of up to 3 times the average release diameter.

3. Electrolysis cell according to claim 1, characterized in that the profiled areas (23, 24, 24, 32) are material protrusions.

4. Electrolysis cell according to claim 1 and/or 3, characterized in that the profiled areas (23, 24, 24, 32) have a constant structure that runs across the electrode plane, and are more particularly designed as material waveguides or undulations.

5. Electrolysis cell according to claim 1 and/or 3, characterized in that the profiled areas (25) are designed as knobs, or warts.....

6. Electrolysis cell according to claim 1, characterized in that the width (5) of the electrode elements (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 15, 16, 28, 29, 30, 31) is at least 10 times the width of the capillary gap (4).

7 . Electrolysis cell according to claim 1, characterized in that the electrode elements (28,29) have a spiral shape.

8. Electrolysis cell according to claim 1, characterized in that the electrode elements (1a, 15, 16) are a component part of an alternating folded surface structure which has evenly distributed perforations (21) in the area of its folded edges (20).

9. Electrolysis cell according to claim 1, characterized in that the electrode elements (1, la, lb, lc, ld) which define the electrode (8) to the side, as well as the lower casing of the electrode (8) are sealed from the inner wall of the cell housing (40) up to a maximum on a gap that corresponds to the capillary gap (4), between the electrode elements, and that the degassing chambers (10,11) in the upper cell area are gas-tightly separated by means of a wall (12,13) at least up to the liquid level of the electrolyte .

10. Electrolytic cell according to claim 1, characterized in that the distance between the anode and the cathode is fixed by means of one or more electrolyte-resistant, dielectric spacer element(s) (14) which have a net, cell or tissue-like structure. .11. , . : .:. ■ ■ ■ ■ ■ ■ - . -:■r- Electrolysis cell according to claim 1, characterized in that the electrode elements (1,la,lb,lc,ld,15,16,28,29,30,

31) is made of glass-metallic foil tape.