NO813552L - Stroemfordelingsanordning for elektrolysecelle med permionisk membran - Google Patents

Stroemfordelingsanordning for elektrolysecelle med permionisk membran

Info

Publication number
NO813552L
NO813552L NO813552A NO813552A NO813552L NO 813552 L NO813552 L NO 813552L NO 813552 A NO813552 A NO 813552A NO 813552 A NO813552 A NO 813552A NO 813552 L NO813552 L NO 813552L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
cathode
membrane
electrically conductive
permionic membrane
anode
Prior art date
Application number
NO813552A
Other languages
English (en)
Inventor
Donald Wayne Dubois
Preston Samuel White
Arthur Charles Ellsworth
Original Assignee
Ppg Industries Inc
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
Application filed by Ppg Industries Inc filed Critical Ppg Industries Inc
Publication of NO813552L publication Critical patent/NO813552L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C25B9/23Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded

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)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

Elektrolysecelle med permionisk membran, deriblant elektrolyseceller med nullgap-permionisk membran har en kation-selektiv permionisk membran. Den kation-selektive perioniske membran skiller anolyttkammeret som inneholder en anode, fra katolyttkammeret som omfatter en katode. I en elektrolysecelle med nullgap-permionisk membran står den anodiske elektrokatalysator og den katodiske elektrokatalysator i kontakt med den permioniske membranens respektive sider. I en elektrolysecelle med fast polymerelektrolytt er anode-elektrokatalysatoren og katode-elektrokatalysatoren forbundet med og innleiret i den permioniske membran.
Elektrolysecellen med nullgap-permionisk membran
gir fordelen med hurtig fjerning av elektrokatalysatoren.
Dvs. at anode- og katode-elektrokatalysatoren kan fjernes
fra kontakt med den permioniske membran uten at membranen ødelegges eller nedbrytes. En annen fordel ved elektrolyseceller med nullgap-permionisk membran i forhold til elektrolyseceller med fast polymerelektrolytt er den høyere strøm-effekt. Imidlertid oppnås den høyere strømeffekt på bekost-ning av høyere cellespenning.
I henhold til foreliggende oppfinnelse har man nå funnet at spenningen i elektrolyseceller med nullgap-permionisk membran kan reduseres hvis det på og i katodeoverflaten hos den permioniske membran finnes egnede strømfordel-ingsanordninger som øker den elektroniske ledning langs den permioniske membranens katodiske overflate. Således vil katoden stå i kontakt med den permioniske membran idet membranens katodiske overflate er forsynt med strømfordelende materiale, dvs. elektrisk ledende og i det vesentlige ikke-katalytisk materiale fordelt på den permioniske membranens katodeoverflate. Det ikke-katalytiske materiale kan være forbundet med og innleiret i permionemembranens katodeoverflate.
Det foreslås således en elektrolysecelle med et anolyttkammer inneholdende en anode, et katolyttkammer inneholdende en katode og en permionisk membran mellom kamrene hvor i det minste katoden står i kontakt med den permioniske membran. Den permioniske membran erkarakterisertat katodeoverflaten står i kontakt med elektrisk ledende og vesentlig ikke-elektrokatalytisk materiale som hefter til katodeoverflaten eller til den katodiske elektrokatalysator. Med vesentlig ikke-katalytisk materiale mener man at materialet tjener som en elektronisk strømfordeler som har metallisk elektrisk ledningsevne, men har en høy hydrogenutviklings-overspenning og minst ca. 0,1 volt høyere enn hydrogenutviklings-overspenningen til den katodiske elektrokatalysator som brukes i kombinasjonen.
Fortrinnsvis velges det elektrisk ledende og vesentlig ikke-katalytiske materiale blant metaller i atom-tabellens gruppe IB og deres korrosjonsbestandige, elektrisk ledende, men vesentlig ikke-elektrokatalytiske forbindelser. Slike materialer er kopper, sølv og gull samt oksyder av
disse som er stabile i vandige alkalimetallhydroksyder. Det foretrekkes særlig på bakgrunn av pris, tilgjengelighet og lav elektrokatalytisk aktivitet, sølvoksyd, sølv og kopper.
Nevnte elektrisk ledende og vesentlig ikke-elektrokatalytiske materialer kan være i partikkelform og f.eks. ha partikkelstørrelse på fra 0,1 mikron til -200 mesh, fortrinnsvis fra 0,5 mikron til -325 mesh. Det vesentlig ikke-elektrokatalytiske, elektrisk ledende materiale hefter fortrinnsvis til den permioniske membranen. Dvs. at materialet fortrinnsvis er sammenføyd med og innleiret i den perioniske membran og ikke kan fjernes fra membranen uten nedbrytning eller del-vis ødeleggelse av enten materialet eller den permioniske membran eller begge. Alternativt og særlig når det ikke-katalytiske materialet har finere gradering enn elektrokatalysatoren, kan materialet hefte til enten elektrokatalysatoren eller til underlaget som bærer elektrokatalysatoren, som når elektrokatalysatoren er en partikkelformet elektrokatalysator forbundet til et metallisk underlag hvor det ledende partikkelmaterialet er på underlaget og mellom og på elektro-kataly se-partiklene.
Katode-elektrokatalysatoren i elektrolysecellen er typisk et overgangsmetall fra gruppe VIII, med lavere hydrogen utviklings-overspenning enn det elektrisk ledende, vesentlig ikke-elektrokatalytiske materialet. Typiske katodiske elek-trokatalysatorer er jern, kobolt, nikkel og metaller fra platinagruppen, særlig elektrokatalytiske former som Raney-nikkel, platinisert platina og platinasvart.
I henhold til et alternativt eksempel på oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for elektrolyse av vandige alkalimetallklorider i en elektrolysecelle med et anolyttkammer inneholdende en anode, et katolyttkammer inneholdende en katode og en mellomliggende perionisk membran. Katoden ligger i kontakt med den permioniske membran, fortrinnsvis og fjernbar, dvs. at den på enkel måte kan fjernes uten nedbrytning eller ødeleggelse av hverken den katodiske elektrokatalysator eller den permioniske membran. Metoden består i å føre en elektrisk strøm fra anoden til katoden for utvikling av klor ved anoden og hydroksylioner ved katoden. Metoden karakteriseres ved at den permioniske membran på katodeflaten er forsynt med et elektrisk ledende, i det vesentlige ikke-elektrokatalytisk materiale som enten hefter til eller er i kontakt med den permioniske membran som tid-ligere nevnt.
I henhold til et eksempel kan strømfordeleren være sammenføyd med katodeoverflaten på den permioniske membran alene, dvs. uten at elektrokatalysator finnes på denne. På denne måten kan elektrokatalysatoren lett fjernes fra overflaten og foreligger på en separat elektrodestruktur, f.eks.
en metallduk, -gitter, -plate eller lignende med et belegg av elektrokatalysator som beskrevet.
I henhold til en annen utførelse foreligger elektrokatalysatoren som et andre sjikt på toppen av laget av partikkelformet, elektrisk ledende, men vesentlig ikke-elektrokatalytisk ledende materiale som er sammenføyd med og innleiret i den permioniske membran. I henhold til dette eksempel blir det vesentlig ikke-elektrokatalytiske, men elektrisk ledende materialet påført først på den permioniske membran og derpå påføres elektrokatalysator både oppå og mellom partik-lene av ledende, ikke-elektrokatalytisk materiale.
Ifølge en annen utgave av oppfinnelsens fremgangsmåte kan elektrokatalysatoren foreligge på overflaten av den permioniske membran i blanding med elektrisk ledende og vesentlig ikke-katalytisk materiale som også hefter til den permioniske membranens overflate.
I henhold til ennå et eksempel kan elektrokatalysatoren og det ikke-katalytiske materiale begge foreligge på og hefte til et elektrisk ledende underlag og kunne fjernes fra den permioniske membran.
Vanligvis er belastningen på den elektronisk ledende strømfordeler fra ca. 1 mg/cm 2 til 100 mg/cm 2, mer spesielt på 2 - 20 mg/cm 2 . Lavere strømtetthet enn 1 mg/cm<2>
gir ikke vesentlig strømfordeling mens strømtettheter på over 100 mg/cm 2 kan ha vesentlig innvirkning på den elektrokjem-iske prosess og danne en ugjennomtrengelig barriere eller film på den permioniske membranens katodeoverflate.
Den permioniske membran innsatt mellom anolytten
og det porøse materialet er laget av en fluorkarbon-kopolymer med faststående, kationselektive ionevekslergrupper på halogenkarbon-kjeden. Membranen kan være fra 0,05 - 0,63 mm tykk, selv om tykkere eller tynnere permioniske membraner kan brukes. Den permioniske membran kan være et laminat av to eller flere membranark. Dessuten kan den være forsynt med forsterkende fibre.
Den permioniske membran kan være en kopolymer av
(I) en fluorvinylpolyeter med utstikkende ionevekslergrupper og med formel (I) CF2=CF-Oa-[(CX'X")c(CFX')d(CFj-O-(X<*>X") (CX"X' O- CF2)f]-A
hvor a er lik 0 eller 1, b er 0-6, c er 0-6, d er 0-6,
e er 0 - 6, f er 0 - 6, X, X' og X" betegner -H, -Cl, -F og -(CF2)gCF3, g betegner 1-5, [] betegner en vilkårlig ord-ning av gruppene og A betegner den utstikkende funksjonelle gruppe som skal beskrives i det følgende. Fortrinnsvis er A lik 1 og X, X<1>og X" betegner -F og (CF2)gCF3.
Nevnte fluorvinylpolyeter kan være kopolymerisert med en fluorvinylforbindelse (II)
og en perfluorert olefin (III) eller (I) kan være kopolymerisert med bare et perfluorert olefin (III) eller (I) kan være kopolymerisert med bare en perfluorvinylforbindelse (II). Den funksjonelle gruppe er en kationselektiv gruppe. Den kan være en sulfonsyregruppe, en fosforsyregruppe, en fosfonsyregruppe, en karboksylsyregruppe, forløper eller reaksjonsprodukt av denne som f.eks. en ester. Karboksyl-syregrupper, deres forløpere og reaksjonsprodukter foretrekkes. Følgelig foretrekkes A-grupper i form av hvor betegner en C^-C-^-alkylgruppe, R2og R2 betegner hydrogen eller C^-C^Q-alkylgrupper, M betegner en alkalime-tallgruppe eller en kvaternær ammoniumgruppe. Fortrinnsvis betegner A
hvor R1betegner C1-C5-alkyl.
Som nevnt er den permioniske membran fortrinnsvis en kopolymer som kan ha:
(I) fluorvinyletersyregrupper avledet fra
som f.eks. (II) fluorvinylgrupper avledet fra CF2=CF-(0)a-(CFX-)d-A, som f.eks. (III) fluorerte olefingrupper avledet fra som f.eks. tetrafluoretylen, triklorfluoretylen, heksafluor-propylen, trifluoretylen, vinylidenfluorid o.l., og (IV) vinyletere avledet fra
Den permioniske membran har en ionevekslerkapasi-tet på fra 0,5-2 milliekvivalenter pr. g tørr polymer, fortrinnsvis fra 0,9 - 1,8 milliekvivalenter pr. g tørr polymer
og helst fra 1,0 - 1,6 milliekvivalenter pr. g 'tørr polymer.
Den permioniske membran har en volumetrisk gjennomstrømnings-grad på 100 mm^/sek. ved 150 - 300°C, fortrinnsvis mellom 160 og 250°C. Glassomvandlingstemperaturen for den permioniske membran-polymer er under 70°C og fortrinnsvis under ca. 50°C.
Den permioniske membran kan fremstilles som beskrevet i U.S. patent 4.126.588, som det herved vises til.
Vanligvis vil ionevekslerharpiksen være i termoplastisk form, f.eks. en karboksylsyreester, eksempelvis en karboksylsyreester av en metyl-, etyl-, propyl-, isopropyl-eller butylalkohol eller et sulfonylhalogenid som sulfonyl-klorid eller sulfonylfluorid, ved fremstilling i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte og vil deretter hydrolyseres.
I henhold til et eksempel på oppfinnelsen kan det sammensettes en elektrolysecelle med en anode i kontakt med den permioniske membranens anbdiske overflate og platina-
svart og sølvoksyd, Aq^ O, sammenføyd med den permioniske membranens katodeside. I henhold til dette eksempel fikk man en perfluorkarbonpolymer med utstikkende karboksylsyreestergrupper, dvs. i termoplastisk form, belegges med et plastiseringsmiddel som f.eks. bis(2-etylheksyl)isoftalat, 1 del platinasvart og 4 deler sølvoksyd for påføring av et sjikt som inneholder ca. 12 mg sølvoksyd pr. cm 2 og 3 mg platinasvart pr.
cm 2. Den belagte permioniske membran kan derpå varmpresses, f.eks. ved 180 - 225°C og et trykk på 7 - 105 kg/cm<2>i 2 - 10 minutter, for fremstilling av en katodisk elektrolyttoverflate av fast polymer. Deretter kan det settes sammen en elektrolysecelle med en belagt titananode i kontakt med den permioniske membranens anodeoverflate og en nikkel-strømkollektor i kontakt med katodeoverflaten av den permioniske polymermembran.
Ifølge ennå en utgave av oppfinnelsen kan det fremstilles en elektrolysecelle med permionisk membran som har en anode i kontakt med den permioniske membranens anodeoverflate og et sammensatt sjikt av sølvoksyd og platinasvart av-satt på membranens katodiske overflate. Et ark av perfluorkarbonkopolymer med utstikkende karboksylsyreestergrupper kan belegges med et egnet plastiseringsmiddel, f.eks. dioktyl-ftalat, tilsatt sølvoksydpartikler med diameter 1 mikron. Derpå kan det påføres partikler av platinasvart med gradering -325 mesh og det dannede dobbeltsjikt presses ved en temperatur på 100 - 225°C og et trykk på 56 - 105 kg/cm<2>12-10 minutter for fremstilling av en katodeoverflate av fast polymer med sølvoksydpartikler i intim kontakt med den permioniske membran og utvendige partikler av platinasvart.
I henhold til ennå et eksempel kan man belegge en 0,2 mm tykk permionisk membran av en perfluorkarbonkopolymer med utstikkende karboksylsyreestergrupper med didecylftalat og kopperpartikler med størrelse -325 mesh. Deretter kan den permioniske membran varmpresses ved 180 - 220°C og et trykk på 50 - 105 kg/cm 2 i 2 - 10 minutter. Katoden kan være en duk med 20 x 30 mesh (20 masker pr. tomme x 30 masker pr. tomme) og en tykkelse på ca. 0,13 mm forsynt med elektrolytisk belegg av platina. På denne måten fremstilles en 0-gap-elektrolysecelle med permionisk membran hvor membranen har kopperpartikler som strømfordelere på overflaten.
Bruken av plastiseringsmidler som f.eks. ftalater, fosfater og fettsyreestere er særlig fordelaktig i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte til forbedring av hefteevnen mellom elektronisk strømfordeler og permionisk membran, særlig ved nedsatt temperatur, trykk og tid form varmpressingen.
Eksempel I
Det sammensettes en elektrolysecelle med permionisk membran forsynt med rutheniumdioksyd-belagt anode i kontakt med membranens anodeside og platinasvart og sølvoksyd, Ag20, bundet til membranens katodeside.
En permionisk membran med tykkelse 0,28 mm og flate 12,5 x 12,5 cm (Asahi Glass Co., Ltd., "Flemion HB") av perfluorkarbonkopolymer med utstikkende karboksylsyreestergrupper, ble belagt med bis(2-etylheksyl)isoftalat-plastiseringsmiddel tilsatt 0,2 g platinasvart, partikkelstørrelse -325 mesh og 0,8 g sølvoksyd, Ag^O, med partikkelstørrelse -325 mesh, hvil-ket ga 3,4 mg/cm 2 platina og 12,8 mg/cm 2 sølvoksyd. Den belagte permioniske membran ble varmpresset ved 200°C og 20 tonn
trykk i 5 minutter.
Deretter ble elektrolysecellen sammensatt med en rutheniumdioksyd-belagt titananode i form av en 40 x 40 mesh duk med mål 7,5 x 7,5 cm presset mot den anodiske overflate
på den permioniske membran av en rutheniumdioksyd-belagt titanduk med maskevidde 2,5x5 mesh og størrelse 7,5 x 7,5 cm. Katodesidens strømkollektor var en nikkelduk med maskestør-relse 2,5 x 5 mesh og målene 7,5 x 7,5 cm.
Etter 14 dagers elektrolyse var cellespenningen
3,36 volt ved 43,2 A/dm<2>og 86% katodestrøm-effekt.
Eksempel II
Det ble satt sammen en elektrolysecelle med permionisk membran bestående av en titanduk belagt med rutheniumdioksyd i kontakt med anodesiden hos den permioniske membran og et dobbeltsjikt av sølvoksyd, Ag20, og platinasvart på membranens katodeside.
En 0,28 mm tykk membran med yttermål 12,5 x 12,5 cm (Asahi Glass Co., Ltd., "Flemion HB") av perfluorkarbonkopolymer med utstikkende karboksylsyreestergrupper ble belagt med bis(2-etylheksyl)isoftalat som plastiseringsmiddel. Sølv-oksydpartikler, med diameter 1 mikron, ble fordelt på toppen av plastiseringsmidlet i en mengde på 12 mg sølvoksyd pr.
cm 2. På sølvoksydet påførte man platinasvart med kornstør-reise -325 mesh til en dekkevne på 3,4 g platina pr. cm 2.
Den belagte permioniske membran ble varmpresset ved 200°C og :20 tonn trykk i 5 minutter.
Deretter satte man sammen elektrolysecellen av en rutheniumdioksyd-belagt titananode med maskevidde 40 x 40 mesh og størrelse 7,5 x 7,5 cm presset mot den permioniske membranens anodeoverflate av en rutheniumdioksyd-belagt titanduk med maskevidde 2,5 x 5 mesh og yttermål 7,5 x 7,5 cm.
Etter 31 dagers elektrolyse var cellespenningen
3,56 volt ved 42,8 A/dm<2>og katodestrøm-effekten var 87£.
Eksempel III
Man satte sammen en elektrolysecelle med permionisk membran bestående av en rutheniumdioksyd-belagt titananode-duk i kontakt mot den permioniske membranens anodeside og en plati- nabelagt nikkelkat<p>de i kontakt mot den permioniske membranens katodeside som var belagt med sølvoksyd.
En permionisk membran med tykkelse 0,28 mm og mål på 12,5 x 12,5 cm (Asahi Glass Co., Ltd. "Flemion type HB")
av perfluorkarbonkopolymer med hengende karboksylsyreestergrupper ble belagt med bis(2-etylheksyl)isoftalat-plastiseringsmiddel. Til membranen satte man 0,8 g 1 mikron sølvok-syd, Ag20. Membranen ble varmpressed ved 200°C og 20 tonn trykk i 5 minutter.
Katoden ble laget ved elektrolytisk utfelling av platinasvart på en 0,127 mm tykk strekkduk av nikkel med maskevidde 40 x 40 mesh og størrelse 7,5 x 7,5 cm. Elektrolysecellen ble satt sammen med en rutheniumdioksyd-belagt titan-dukanode med maskevidde 40 x 40 mesh og størrelse 7,5 x 7,5 cm i kontakt mot den permioniske membranens anodeside, og med den platinabelagte nikkelduk i kontakt med den sølvoksyd-belagte katodesiden av den permioniske membranen.
Etter 22 dagers elektrolyse var cellespenningen 3,41 volt ved strømtetthet 42,8A/dm<2>og katodestrøm-effekten var 83,7%.
Eksempel IV
Det ble laget en elektrolysecelle med permionisk membran forsynt med rutheniumdioksyd-belagt titananode-duk i kontakt med anodesiden på den permioniske membran og en nik-keldukkatode i kontakt med den sølvoksyd-belagte katodesiden av den permioniske membran.
En permionisk membran med tykkelse 0,28 mm og stør-relse 12,5 x 12,5 cm (Asahi Glass, Ltd, "Flemion type HB")
av perfluorkarbonkopolymer med hengende karboksylsyreestergrupper ble belagt med bis(2-etylheksyl)isoftalat-plastiseringsmiddel. Til membranen satte man 0,8 g sølvoksydpulver, Kq^ O, med partikkelstørrelse 1 mikron. Membranen ble varmpresset ved 200°C og 20 tonns trykk i 5 minutter.
Katoden var en ubelagt nikkelduk med tykkelse 0,12 7 mm og maskevidde 20 x 30 mesh. Elektrolysecellen ble satt sammen med en rutheniumdioksyd-belagt titanduk-anode med maskevidde 40 x 40 mesh og størrelse 7,5 x 7,5 cm i kontakt med anodesiden hos den permioniske membran og nikkelkatoden presset mot den sølvoksydbelagte katodesiden av permionemembranen.
Etter 29 dagers elektrolyse var cellespenningen
3,31 volt ved 42,8 A/dm 2og katodestrøm-effekten var 87,1%.
Eksempel V
En elektrolysecelle med permionisk membran ble fremstilt ved å avsette katodisk elektrokatalysator på membranens katodeside ved å benytte et plastiseringsmiddel sam-med elektrokatalysator før varmpressing av elektrokatalysatoren inn i den permioniske membran.
En permionisk membran med tykkelse 0,28 mm og stør-relse 12,5 x 12,5 cm (Ashai Glass Co., Ltd., "Flemion type HB") av perfluorkarbonkopolymer med hengende karboksylsyreestergrupper ble belagt med bis(2-etylheksyl)isoftalat som plastiseringsmiddel. På membranens plastiseringsmiddel-belagte side fordelte man 0,8 g platinasvart med partikkelstørrelse -325 mesh. Platinasvart ble påført ved luftsprøytning.
Deretter ble den permioniske membranen varmpresset ved 200°C og 20 tonn trykk i 5 minutter. Cellen ble satt sammen ved pressing av en rutheniumdioksyd-belagt titanduk med maskevidde 40 x 40 mesh og størrelse 7,5 x 7,5 cm presset mot membranens anodeside og en katodestrømkollektor med maskevidde 20 x 30 mesh og størrelse 7,5 x 7,5 cm i press mot den permioniske membranens katodeside belagt med platinasvart .
Etter 31 dagers elektrolyse var cellespenningen
3,86 volt ved strømtetthet 42,8 A/dm<2>og katodestrøm-effekten var 87,0%.
Eksempel VI
Det ble laget en elektrolysecelle med permionisk membran ved avsetning av katode-elektrokatalysator på katodesiden av den permioniske membran ved hjelp av et plastiseringsmiddel sammen med finfordelt katode-elektrokatalysator.
En 0,127 mm tykk permionisk membran med størrelse 7,5 x 7,5 cm (Asahi Glass Co., Ltd., "Flemion type H") av perfluorkarbonkopolymer med hengende karboksylsyreestergrupper ble belagt med bis(2-etylheksyl)isoftalat som plastiserings middel. Til den plastiseringsmiddelbelagte siden av permionemembranen påsprøytet man 0,4 g platinasvart. Membranen ble varmpresset ved 200°C og 20 tonn trykk i 5 minutter for å forbinde katalysatoren med membranen.
Derpå satte man sammen cellen ved å presse en ruthe-niumdioksydbelagt titanduk med maskevidde 40 x 40 mesh og størrelse 7,5 x 7,5 cm mot den permioniske membranens anodeside og en katodestrømkollektor med maskevidde 20 x 30 mesh og størrelse 7,5 x 7,5 cm i press mot membranens katodeside belagt med platinasvart.
Etter 13 dagers elektrolyse var cellespenningen 3,79 volt ved 42,8 A/dm 2og katodestrøm-effekten var 75,2%.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for elektrolyse av en vandig oppløs-ning av et alkalimetallklorid i en elektrolysecelle som har et anolyttkammer med en anode, et katolyttkammer med en katode og en permionisk membran mellom kamrene, hvilken katode befinner seg i kontakt med den permioniske membran ved at en elektrisk strøm føres fra anoden til katoden under utvikling av klor ved anoden og hydroksylioner ved katoden, karakterisert ved at den permioniske membran har en anodeoverflate og en katodeoverflate hvor katodeoverflaten står i kontakt med elektrisk ledende, i det vesentlige ikke-elektrokatalytisk materiale.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at elektrisk ledende, vesentlig ikke-elektrokatalytisk materiale er valgt blant metaller i periodesystemets gruppe IB og deres korrosjonsresistente, elektrisk ledende forbindelser.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det elektrisk ledende, vesentlig ikke-elektrokatalytiske materiale er i partikkelform.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at partikkelmaterialet er bundet til og innleiret i den permioniske membran.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at katoden omfatter en elektrokatalysator av et overgangsmetall i gruppe VIII, som har lavere hydrogenutviklings-overspenning enn nevnte elektrisk ledende, vesentlig ikke-elektrokatalytiske materiale.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at det elektrisk ledende, ikke-katalytiske materiale og elektrokatalysatoren er bundet til samme underlag.
7. Elektrolysecelle med et anolyttkammer inneholdende en anode, et katolyttkammer med en katode og en mellomliggende permionisk membran, hvilken katode er i kontakt med den permioniske membran, karakterisert ved at den permioniske membranens katodiske overflate har kontakt med et elektrisk ledende, vesentlig ikke-elektrokatalytisk materiale.
8. Elektrolysecelle som angitt i krav 7, karakterisert ved at det elektrisk ledende, vesentlig ikke-elektrokatalytiske materiale er valgt blant metaller i periodesystemets gruppe IB og korrosjonsbestandige, elektrisk ledende forbindelser av disse.
9. Elektrolysecelle som angitt i krav 8, karakterisert ved at det elektrisk ledende, vesentlig ikke-elektrokatalytiske materiale er i partikkelform.
10. Elektrolysecelle som angitt i krav 9, karakterisert ved at partikkelmaterialet er bundet til og innleiret i den permioniske membran.
11. Elektrolysecelle som angitt i krav 7, karakterisert ved at katoden er av et overgangsmetall fra gruppe VIII som har lavere hydrogenutviklings-overspenning enn det elektrisk ledende, vesentlig ikke-elektrokatalytiske materiale.
12. Elektrolysecelle som angitt i krav 11, karakterisert ved at det elektrisk ledende, ikke-katalytiske materiale og elektrokatalysatoren er bundet til samme underlag.
NO813552A 1980-11-17 1981-10-21 Stroemfordelingsanordning for elektrolysecelle med permionisk membran NO813552L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US20758080A 1980-11-17 1980-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO813552L true NO813552L (no) 1982-05-18

Family

ID=22771167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO813552A NO813552L (no) 1980-11-17 1981-10-21 Stroemfordelingsanordning for elektrolysecelle med permionisk membran

Country Status (13)

Country Link
JP (1) JPS57114674A (no)
KR (1) KR890000626B1 (no)
AU (1) AU529875B2 (no)
BE (1) BE891133A (no)
CA (1) CA1187442A (no)
DE (1) DE3145324A1 (no)
ES (2) ES8206666A1 (no)
FR (1) FR2494305B1 (no)
GB (1) GB2087433B (no)
IT (1) IT1144932B (no)
NL (1) NL8104559A (no)
NO (1) NO813552L (no)
SE (1) SE443582B (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4832805A (en) * 1981-12-30 1989-05-23 General Electric Company Multi-layer structure for electrode membrane-assembly and electrolysis process using same
IT1197007B (it) * 1986-07-28 1988-11-25 Oronzio De Nora Impianti Catodo incollato alla superficie di una membrana a scambio ionico, per l'impiego in un elettrolizzatore per processi elettrochimici e relativo metodo di elettrolisi

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1118243B (it) * 1978-07-27 1986-02-24 Elche Ltd Cella di elettrolisi monopolare

Also Published As

Publication number Publication date
ES8300145A1 (es) 1982-10-01
KR830007880A (ko) 1983-11-07
ES506560A0 (es) 1982-08-16
AU529875B2 (en) 1983-06-23
GB2087433A (en) 1982-05-26
IT1144932B (it) 1986-10-29
FR2494305B1 (fr) 1986-02-28
ES8206666A1 (es) 1982-08-16
IT8125134A0 (it) 1981-11-17
KR890000626B1 (en) 1989-03-22
AU7637681A (en) 1982-07-29
FR2494305A1 (fr) 1982-05-21
GB2087433B (en) 1984-02-22
NL8104559A (nl) 1982-06-16
SE443582B (sv) 1986-03-03
CA1187442A (en) 1985-05-21
JPS57114674A (en) 1982-07-16
BE891133A (fr) 1982-05-17
DE3145324C2 (no) 1987-01-02
SE8105932L (sv) 1982-05-18
ES506561A0 (es) 1982-10-01
DE3145324A1 (de) 1982-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4732660A (en) Membrane electrolyzer
US8785013B2 (en) Compositions containing modified fullerenes
EP0199493A1 (en) Electrode for electrochemical cell
JPH0125836B2 (no)
CA2845679A1 (en) Gas-diffusion electrode
NO810191L (no) Fast polymerelektrolytt og fremstilling derav.
NL8003324A (nl) Werkwijze voor het elektrolyseren van een waterige alkalimetaalchlorideoplossing.
US4571288A (en) Process for the electrolysis of aqueous alkali metal chloride solution
EP0047083B1 (en) Process for electrolyzing aqueous solution of alkali metal chloride
US4519888A (en) Electrolytic cell
US4749452A (en) Multi-layer electrode membrane-assembly and electrolysis process using same
US4311567A (en) Treatment of permionic membrane
EP0228602B1 (en) A method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a liquid or solvent
JPH0631457B2 (ja) 電極−膜集成体用の多層構造体及びそれを使用する電解法
US4369103A (en) Solid polymer electrolyte cell
NO813552L (no) Stroemfordelingsanordning for elektrolysecelle med permionisk membran
US4364813A (en) Solid polymer electrolyte cell and electrode for same
CA1117473A (en) Electrolytic cell
JPS621652B2 (no)
JP2504135B2 (ja) 電解用陽イオン交換膜
US4361601A (en) Method of forming a permionic membrane
US4469808A (en) Permionic membrane electrolytic cell
JPS6147230B2 (no)
JPS6053756B2 (ja) イオン交換膜電解槽
JPS5867879A (ja) イオン交換膜電解槽