NO832090L - Elektrodemontasje for elektrolyseceller og fremgangsmaate ved fremstilling derav - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen angår elektrolyseceller, og mer spesielt celler, som produserer et alkalisk katodeprodukt,

f.eks. celler for produksjon av kloralkali. Oppfinnelsen angår mer spesielt forbedrede katoder og katodemontasjer for anvendelse i kjemiske celler, og fremgangsmåter for fremstilling av disse forbedrede katoder og montasjer.

Oppfinnelsens bakgrunn

Elektrolyseceller for produksjon av kjemiske reak-sjonsprodukter er utstrakt anvendt. Et område hvor disse celler har funnet spesielt utstrakt anvendelse, er ved produksjon av halogener og kaustiske forbindelser fra salter av halogen. I slike Celler blir halogenet i alminnelighet ut-viklet på anoden, mens den kaustiske forbindelse blir utvik-let nær katoden.

Betydelige anstrengelser er nylig blitt rettet mot utvikling av forbedrede anodekonstruksjoner som gjør det mulig mer effektivt å drive den elektrokjemiske celle. Disse anstrengelser har båret frukter ved utviklingen av slike for-bedringer som dimensjonsstabile anoder som selges under handelsbetegnelsen DSA . Anodeforbedringer har lettet oppnåelsen av forbedret økonomi ved drift av kloralkaliceller.

I celler hvor en separator, som et diafragma, skiller de celledefinerende anode- og katodeavdelinger fra hverandre, er betraktelige anstrengelser blitt viet utviklingen av forbedrede separatorer. Separatorer som for eksempel er basert på.perfluorcarbonkopolymerer og har påhengte funksjonelle kationbyttegrupper, er blitt fastslått under visse cellearbeidsbetingelser å by på muligheten for å oppnå betydelige økonomiske fordeler ved drift av en celle.

En gjenværende utilstrekkelighet ved drift av elektrokjemiske celler er forbundet med dårlig kraftutbytte som har sin opprinnelse i den avstand sam i de fleste vanlige celler foreligger mellom separatoren og anoden og katoden som anvendes i cellen. En rekke grunner kan foreligge for å opprettholde denne avstand. En vanlig grunn gjelder for eksempel vanskeligheter med frigjøring av gassbobler dersom en elektrode er presset inn i en forholdsvis myk separator, som en separator av diafragmatypen.

Avstanden mellom anoden og katoden i den elektrokjemiske celle gjør det nødvendig at den elektriske strøm følger en bane gjennom celleelektrolytten eller -elektrolyt-tene hvor motstanden mot elektrisk strøm kan være forholdsvis høy. Jo større avstanden mellom anoden og katoden er, desto høyere må i alminnelighet den spenning være som påføres cellen for at den ønskede elektrokjemiske reaksjon skal finne sted. Dette krav til øket spenning fører til øket elektrisk kraftforbruk ved drift av cellen og dermed til høyere omkost-ninger ved drift av cellen.

En rekke forslag foreliager som er rettet mot reduksjon av anode-katodeavstanden i en celle og derved reduksjon av kraftforbruket ved drift av cellen. En redusert anode-katodeavstand er blitt foreslått for celler som er separert ved hjelp av et hydraulisk gjennomtrengelig diafragma og en hydraulisk ugjennomtrengelig membran.

I diafragmaceller er for eksempel avstanden mellom anode og katode blitt redusert inntil én eller begge elektroder kommer i kontakt med diafragmaet. En rekke diafrag-maer er laget av materialer som gjør at diafragmaet sveller under cellebetingelsene. Elektroder som anvendes i slike celler, er ofte laget av en vireduk eller maskeduk. Svelling av diafragmaet i kontakt med en slik elektrode kan forårsake delvis tilstopning av åpninger i elektroden og føre til dårlig frigjøring av gassbobler som dannes nær elektroden, og til begrenset strømning av elektrolytt fra anodeavdeling til katodeavdeling via diafragmaet. En uheldig virkning av dette kan være en overspenning på elektroden som i det minste delvis opphever effektforbruksgevinster som er blitt oppnådd ved hjelp av redusert anode-katodeavstand.

I membranceller er membranen som i alminnelighet består av et kationbyttemateriale, normalt ganske tynn av størrelsesordenen noen hundredels millimeter. Dessuten oppviser slike membraner ofte en vesentlig dimensjonsstabi-litet hvilket gjør det mulig å erstatte elektroder nær mem-branene uten vesentlig risiko for at ekspansjon av membranen skal tilstoppe åpninger i elektroden. Når imidlertid maskedukelektroder eller tråddukelektroder anbringes nær en membran slik at elektrodene vil befinne seg innen en avstand av noen få hundredels millimeter fra hverandre, vil elektriske strømlinjer mellom de enkelte elektrodeelementer ikke alltid omfatte alt membranmateriale som skiller anoden og katoden fra hverandre, og dette vil føre til lite effektiv utnyttelse av membranen og til en tilsvarende økning i spen-ningsfallet som kan tilskrives en elektrolyttstrøm gjennom membranen som er mindre enn optimal.

Når dessuten en elektrode av gitter- eller maske-typen kommer i kontakt med en membran, er gassbobler tilbøye-lige til å agglomerere i åpninger i gitteret, og disse gassbobler kan ofte føre til en overspenning på elektroden.

Ifølge et forslag for å oppnå en tettere anode-katbdeavstand, som beskrevet f.eks. i US patentskrifter 4 253 924, 4 253 922 og 4 250 013, anvendes et porøst, kan-skje ledende, sekundært elektrodemateriale for å fylle spesielt cellens katodeavdelinger og for å presse en primærelektrode inn i kontakt med en cellemembran. En grenseflate mellom primærelektroden og det porøse sekundære elektrodemateriale kan i vesentlig grad bidra^til elektrodemots,tand mellom disse to og i det minste delvis oppheve de fordeler som ellers er oppnåelige på grunn av det store elektrodeover-flateareal som potensielt frembys av de sekundære elektrode-materialer.

En cellekonstruksjon hvor en primær skum- eller nettverkselektrode befinner seg i kontakt med en celle-delingsinnretning, byr på muligheter for forbedret økonomi ved drift av elektrolysecellen.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen angår en elektrodemontasje for anvendelse i elektrokjemiske celler, hvor en separator deler cellen i anode- og katodeavdelinger. Et porøst nettverk, i alminnelighet i form av et skumlignende materiale med åpne porer, fyller i det vesentlige hele elektrodeavdelingen og befinner seg i sterkt fysikalsk kontakt med separatoren. En strømsamler er intermeta11isk bundet til elektroden slik at spenningstap som er forbundet med overføringen av elektrisk strøm mellom elektroden og strømsamleren, blir neglisjerbare. En elektrolyttfordelingsanordning anvendes for å innføre elektrolytt i og fjerne elektrolytt fra elektroden.

Elektrodemontasjen ifølge oppfinnelsen fremstilles ved i det vesentlige fullstendig å fylle en elektrodeavde-ling i en celle med det porøse elektrodemateriale som generelt er av skumtypen, slik at skum vil komme i sterkt fysikalsk kontakt med separatoren. Skummet som er gjort ledende, avsettes ved slike metoder hvor et elektrodemetall belegges på skummet under dannelse av en nettverkselektrode. En strømtilførselsinnretning er anordnet for å stå i elektrisk kontakt med skummet og er intermetallisk bundet til skumelektroden i sterkt elektrisk kontakt med skum- eller nettverks-elektroden.

Disse nettverkselektroder, i alminnelighet katoder, kan gjøres ledende ved hjelp av vanlige metoder, som impregnering med carbon eller elektrolysefri plettering. Elektroavsetning kan utføres ved hjelp av vanlige metoder. Disse metoder kan utføres in situ i elektrolysecellen eller eks-ternt i forhold til cellen.

En fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av elektrodemontasjer er at trinnene kan utføres i varierende rekkefølge. Dette innebærer at skummet først kan skjæres til den riktige størrelse, først gjøres ledende eller gjøres ledende og elektropletteres før det skjæres. Denne fleksibilitet muliggjør et omfattende valg ved fremstilling av celler for en rekke sluttanvendelser.

Når en porøs skum- eller nettverkselektrode befinner seg i kontakt med separatoren, behøver bare separatorens tykkelse å danne avstand mellom anoden og katoden i cellen, hvorved det spenningskrav som er forbundet med passeringen av den elektriske strøm gjennom celleelektrolytten, blir redusert. Tvungen sirkulasjon av elektrolytt gjennom den porøse elektrode kan lette undertrykkelsen av akkumuleringen av bobler nær overflaten av separatoren som befinner seg i kontakt med elektroden, og den kan virke slik at den reduse-rer konsentrasjonsgradienter i elektrodeavdelingen, spesielt nær separatoren. Da konsentrasjonsgradienter og bobledannelse begge kan bidra til overspenninger, kan en reduksjon av disse senke de spenninger som er nødvendige for drive en elektrokjemisk celle hvori elektrodemohtasjen ifølge oppfinnelsen anvendes.

De ovennevnte og andre særtrekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den nedenstående detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen i forbindelse med den ledsagende tegning.

Beskrivelse av tegningen

På tegningen er vist et tverrsnitt gjennom en elektrokjemisk celle som inneholder en katodemontasje ifølge oppfinnelsen.

Beste utførelsesform av oppfinnelsen

På tegningen er en elektrokjemisk celle 10 vist i tverrsnitt, ifølge den beste utførelsesform en kloralkalicelle. Cellen omfatter et hus 12, en anodemontasje 14, en separator 16 og en katodemontasje 18.

Huset 12 kan være laget av et hvilket som helst egnet eller vanlig materiale som er forholdsvis kjemisk inert overfor innholdet i cellen. Dersom den elektrokjemiske celle skal anvendes for produksjon av klor og kaustiske produkter fra en oppløsning av et alkalimetallhalogensalt, hvilket representerer den beste utførelsesform av oppfinnelsen, kan huset være laget av en plast, som polypropylen. I alminnelighet er et cellelokk (ikke vist) anbragt over den øvre del av cellen når denne drives.

Cellen er delt i anode 22- og katode 24-avdelinger ved.hjelp av separatoren 16. Denne separator kan være hydraulisk porøs, som et diafragma, eller hydraulisk ugjennomtrengelig, som en kationbyttemembran. Dersom separatoren er av diafragmatypen, kan diafragmaet være fremstilt ved hjelp av en hvilken som helst av en rekke velkjente metoder for fremstilling av en hydraulisk gjennomtrengelig separator. Slike diafragmaseparatorer omfatter i alminnelighet asbest-fibre dersom de er blitt laget for anvendelse i en kloralkalicelle.

Dersom cellen er delt av en membran, vil membranen

i alminnelighet skille avdelingene 22, 24 fra hverandre på

en slik måte at fri bevegelse av fluidum mellom avdelingene

er utelukket. Det er nødvendig at denne membran overfører elektrisk strøm mellom avdelingene, og slike membraner er derfor i alminnelighet i stand til å overføre et spesielt ion eller ladede materialer mellom avdelingene. Dersom elek-trolyttinnholdet i den elektrokjemiske celle omfatter aggressive forbindelser, er det ønskelig at membranen er laget av en forbindelse som er i det vesentlige motstandsdyktig overfor aggressivt angrep av elektrolytten i avdelingene.

For en kloralkalicelle ifølge denne beste utførel-sesform kan membranen være laget av et egnet eller vanlig materiale som er motstandsdyktig overfor aggressive materialer i elektrolytter i hver avdeling 22, 24. Et sterkt foretrukket materiale er en perfluorert kopolymer med påhengte funksjonelle kationbyttegrupper. Disse perfluorcarboner er en kopolymer av minst to monomerer, idet én monomer består av vinylfluorid, hexafluorpropylen, vinylidenfluorid, tri-fluorethylen, klortrifluorethylen, perfluoralkylvinylether, tetrafluorethylen eller blandinger derav.

Den annen monomer er ofte valgt fra en gruppe av monomerer som i alminnelighet inneholder en påhengt SC^F-gruppe eller sulfonylfluoridgruppe. Eksempler på slike andre monomerer kan generelt representeres ved hjelp av formelen CF2=CFR-^S02F. R-^i den generelle formel er et bifunksjonelt, perfluorert radikal som i alminnelighet omfatter 1-8 car-bonatomer, men som av og til kan være så mange som 25. En begrensning hva gjelder den generelle formel er et generelt krav om at minst ett fluoratom skal være tilstede på carbon-atornet som er et naboatom i forhold til -SC^F-gruppen, spesielt dersom den funksjonelle gruppe er i -(-SC^NHjmQ-formen. I denne form kan Q være hydrogen eller et alkali-eller jordalkalimetallkation, og m er valensen for Q. i den generelle formel kan ha en hvilken som helst egnet eller vanlig struktur, men det har vist seg foretrukket at vinyl-radikalkomonomeren står i forbindelse med R^-gruppen via en etherbinding.

Slike perfluorcarboner er generelt tilgjengelige

i handelen, som f.eks. under varemerket NAFION^ Perfluor-carbonkopolymerer som inneholder perfluor-(3,6-dioxa-4-methyl-

7-octensulfonylfluorid)-komonoraer, har vist seg å være spesielt anvendbare for Cl2~celler. Dersom natriumkloridsalt-oppløsning anvendes for fremstilling av kloralkaliprodukter fra en elektrokjemisk celle, har det vist seg fordelaktig å anvende membraner hvorav den hovedsakelige masse utgjøres av en perfluorcarbonkopolymer med påhengte funksjonelle grupper som er avledet fra sulfonylfluorid, og et forholdsvis tynt lag av perfluorcarbonkopolymer med carbonylfluorid-avledede funksjonelle grupper nær én membranoverflate.

Anodeavdelingen 22 omfatter en anode 26 og en ano-disk strømtilførselsanordning 28. Strømtilførselsanordningen 28 står i forbindelse med en elektrisk strømtilførsel (ikke vist). En elektrolytt 30 fyller generelt tomrom i anodeavdelingen. Denne elektrolytt 30 eller anolytt utgjøres i alminnelighet av en oppløsning av et alkalimetallhalogensalt fremstilt i overensstemmelse med velkjente metoder. Sammen-setningen av disse"saltoppløsninger er velkjent i industrien.

Anoden 26 er laget av et egnet eller vanlig materiale som på egnet måte er motstandsdyktig overfor anolytten og halogenforbindelser som dannes i elektrolysecellen. Titan med et påført belegg av ett eller flere metall eller metall-oxyder, som rutheniumoxyd, blir typisk anvendt. DSA -anoder er velegnede for anvendelse i en celle av den type som er vist ifølge denne beste utførelsesform.

Anoden 26 kan være anbragt umiddelbart nær separatoren eller i avstand fra denne. Ifølge en like foretrukken alternativ utførelsesform av denne foretrukne utførelsesform er en katalysator, som rutheniumoxyd, festet direkte til separatoren, dvs. en membran, i kontakt med en gitter- eller maskelignende strømoppsamler.

Katodeavdelingen 24 omfatter en katodemontasje 34. Den omfatter en skumlignende nettverkskatode 36, en katode-strømtilførselsanordning 38 og et innløp 40 og utløp 42 for elektrolytt. Katodeavdelingen er generelt fylt med en elektrolytt 4 2 eller katolytt som omfatter et hydroxyd av alkali-metallet for halogenidsaltet som danner saltoppløsningen. Denne katolytt fyller også den del av katodeavdelingen som ikke er okkupert av katoden 36.

Katoden er av nettverkstypen med åpne porer. Selv om porene kan ha en hvilken som helst egnet eller vanlig stør-relse, er porer med en størrelse mellom 0,5 og 10 ym foretrukne, idet porer med en størrelse mellom 1 og 5 ym er sterkt foretrukne. Med åpne porer er ment at katoden er i det vsentlige hydraulisk gjennomtrengelig over dens oppbygning.

Katoden 36 omfatter et substrat som er dannet av

et harpikslignende materiale eller plastmateriale, som ure-taner, polyestere, olefinpolymerer, som polypropylen eller polyethylen, eller andre egnede eller vanlige materialer. Substratet anvendes i form av et skum som ikke behøver å være et stivt skum.

Substratet er i det minste delvis innkapslet i ett eller flere belegg av minst ett ledende katodemetall. Disse belegg kan påføres substratet på en hvilken som helst egnet eller vanlig måte, f.eks. ved elektroavsetning. For elektroavsetning er det i alminnelighet nødvendig at det harpikslignende substrat eller plastskumsubstrat er elektrisk ledende. Skumsubstratet kan i alminnelighet gjøres ledende ved hjelp

av egnede eller vanlige velkjente metoder, som elektrolysefri plettering eller ved impregnering med et ledende materiale, som carbon.

Påføringen av beleggmetallet gjør at skumnettverket blir elektrisk ledende og derved egnet for anvendelse som katode. Selv om en rekke katodemetaller er kjent, er nikkel og/eller kobber foretrukket for den beste utførelsesform av en kloralkalicelle i henhold til den foreliggende beskrivelse. Spesielt nikkel synes å virke slik at det understøtter den elektrokjemiske reaksjon på katoden. Metallbelegget på substratet behøver bare å ha en tilstrekkelig tykkelse og en tilstrekkelig kontinuitet til at det vil by på en neglisjerbar motstand overfor elektrisk strøm gjennom katoden til et punkt for oppsamling av elektrisk strøm.

Nettverkskatoden holdes i katodeavdelingen 24 generelt i kontakt med separatoren. Da skumnettverket blir forholdsvis stivt når metallbelegget påføres, foretrekkes det ofte at skummet har en slik størrelse at det kan mottas i

katodeavdelingen før metallbelegget påføres.

Nettverkskatoden virker som primærelektrode i cellen. Elektrisk strøm tilføres den primære nettverkskatode via katodestrømtilførselsinnretningen 38. Det foretrekkes sterkt at den elektriske motstand som skyldes enhver elektrisk forbindelse mellom nettverkskatoden og strømtilførselsinnret-ningen 38, er neglisjerbar. Denne lave elektriske motstand oppnås fortrinnsvis ved at forbindelsen gjøres intermeta11isk-En metode for å feste katodestrømtilførselsinnretningen til nettverkskatoden er å innføre strømtilførelsesinnretningen 38

i skumsubstratet for nettverkskatoden 36 før belegningsmetallet påføres. innføringen kan gjøres ved å splitte opp nettverks-konstruksjonens skumsubstrat og innføre strømtilførselsinnret-ningen, idet strømtilførselsinnretningen oppvarmes til en temperatur som er høyere enn skummets smeltetemperatur og neddykkes i skummet, og samtidig ekstrudering eller formning av skummet med strømtilførselsinnretningen innleiret i dette. Intermetallisk forbindelse mellom strømtilførselsinnretningen og nettverkskatoden kan deretter oppnås ved elektrisk å avsette metallet for belegning av skumsubstratet, mens strømtil-førselsinnretningen anvendes for å tilføre elektrisk strøm for den elektriske avsetning av belegningsmetallet.

Innløpet 40 og utløpet 4 2 er anordnet slik at katolytten kan sirkuleres gjennom skumnettverkskatoden. Da nettverkskatoden er porøs, blir katolytten forholdsvis lett tvun-get gjennom katoden under anvendelse av et hvilket som helst eller vanlig middel, som f.eks. pumping. Ett eller flere inn-løp og/eller utløp kan være anordnet i avhengighet av katodens størrelse, den ønskede sirkulasjonsgrad eller andre variable.

Under bruk av den elektrolyttiske kloralkalicelle ifølge den beste utførelsesform vil metallioner, som regel natriumioner, passere gjennom separatoren fra anodeavdelingen og i det minste delvis i overensstemmelse med den elektriske strøm gjennom cellen. Disse natriumioner reagerer på katoden med hydroxylradikaler som dannes ved spaltningen av vann på katoden, men holder seg ionisert i oppløsning. Etter hvert som driften av den elektrokjemiske celle fortsettes, kan kon-sentrasjonen av disse metallioner fra separatoren typisk øke og forårsake en konsentrasjonsgradientmotstand mot ytterligere vandring av metallioner. For å overvinne denne motstand vil det normalt være nødvendig med en høyere cellespenning mellom anoden og katoden i cellen med derav følgende øket kraftbehov for drift av cellen. Sirkulasjon som er tilbøye-lig til å redusere denne konsentrasjonsgradientmotstand eller overspenningen, kan hindre øket kraftforbruk ved drift av cellen.

Spaltningen av vann som foregår,på katoden, kan danne hydrogen som fås i form av bobler. Dersom disse bobler hefter til katoden, kan boblene effektivt redusere katodeover-flater som er tilgjengelige for den elektrokjemiske reaksjon og føre til elektrisk motstand eller overspenning. Sirkulasjon av katolytt gjennom nettverkskatoden kan redusere ved-heftningen av boblene og derved hindre en forhøyet arbeidsspenning for cellene som ellers ville ha kunnet være nødven-dig-, for å kompensere for denne bobleoverspenning.

Det katolyttvolum som det er ønsket å sirkulere gjennom katoden, kan variere, idet lavere strømmengder pr. tidsenhet i alminnelighet er foretrukne for å oppnå et gunstig kraftforbruk. Strømningshastigheter av 1- - 250 liter pr. minutt pr. m 3 nettverkskatode vil i alminnelighet være foretrukne. Det er imidlertid bare nødvendig å anvende en strøm-ningshastighet som er tilstrekkelig til at bobledannelse og konsentrasjonsoverspenning vil unngås.

Det er ikke nødvendig at nettverkskatoden 36 fyllerkatodeavdelingen 24 fullstendig. Nettverksskumkatoden behøver bare å fylle deler av katodeavdelingen nær separatoren og befinne seg i fysikalsk kontakt med separatoren. Dersom nettverkskatoden ikke fyller katodeavdelingen fullstendig, kan resten av katodeavdelingen være fylt med et motstandsdyktig materiale, som et skum som er istand til å virke slik at det holder nettverkskatoden forspent i kontakt med separatoren. Alternativt kan en nettverkskatode som ikke fullstendig fyller katodeavdelingen, holdes spent i kontakt med separatoren på en hvilken som helst egnet eller vanlig måte, f.eks. ved anvendelse av et fjærende gitter.

Ifølge et alternativ til den beste utførelsesform blir katodestrømsamleren først innleiret i skumsubstratet for nettverkskatoden. Skumsubstratet er avpasset etter cellens katodeavdeling. Dersom skumsubstratet ikke tildigere er blitt gjort elektrisk ledende ved impregnering med carbon eller en lignende prosess, blir et foreløbig metallbelegg påført skumsubstratet ved plettering uten bruk av elektrolyse. Denne plettering uten bruk av elektrolyse kan utføres i elektrolysecellen, og ifølge de mest foretrukne utførelses-former blir den primært utført for å gjøre skumsubstratet ledende for påfølgende elektroavsetning av katodemetall.

Den påfølgende elektroavsetning av metall på nettverkskatodemontasjen som lages, utføres fortrinnsvis i elektrolysecellen. Pletteringsoppløsning innføres i katodeavdelingen, og den katodiske strømtilførselsinnretning kobles til en elektrisk strømkilde. Metallioner i pletteringsoppløsnin-gen vil derved bli avsatt på nettverksskumsubstratet ved anvendelse av velkjente pletteringsraetoder.

Ved anvendelse av den elektrokjemiske celle blir dette katolyttmetall som er blitt avsatt på skumsubstratet, katodisk beskyttet mot innvirkning av aggressive kjemikaler i katolytten. I en kloralkalicelle hvor separatoren er en kationbyttemembran, vil metallioner, som natriumioner, passere gjennom membranen fra anodeavdelingen og reagere med hydroxylradikalene som dannes på nettverkskatoden, under fremstilling av en metallhydroxydoppløsning som omfatter katolytten. Hydrogengass blir avgitt. Ved periodevis fjernelse av en del av katolytten fra katolytten som sirkuleres gjennom nettverkskatoden og ved supplering av vann kan metall-hydroxydkonsentrasjonen i katolytten reguleres innenfor ønskede velkjente foretrukne grenser ved driften av en membran-kloralkalicelle.

Dersom nettverksseparatoren befinner seg i kontakt med en porøs separator, som et diafragma, vil saltoppløsning som inneholder ioner av metallet, strømme gjennom diafragmaet til katodeavdelingen og føres sammen med katolytt som sirkule-rer gjennom katodeavdelingen. Fjernelse av sirkulerende katolytt vil på velkjent måte kompensere for brukte volum av saltoppløsning som passerer gjennom separatoren, og regulere metallhydroxykonsentrasjonen i den sirkulerende katolytt.

Anoder kan være laget for anvendelse i elektrolyseceller på samme måte som dannelsen av de ovenfor beskrevne skum- eller nettverkskatodemontasjer. Slike skum eller nett-verksanoder kan anvendes i elektrokjemiske celler og i det vesentlige i fysikalsk kontakt med en separator som skiller anode- og katodeavdelingene fra hverandre i cellen. Det er ofte fordelaktig at anoder som er blitt fremstilt ifølge den foreliggende oppfinnelse, omfatter et toppbelegg eller elektrokatalytisk belegg som er blitt påført etter at skum- eller nettverksanodemontasjen er blitt dannet. Typiske belegg vil omfatte beleggsysterner som i handelen er betegnet som DSA eller TIR-200J3, eller andre egnede eller vanlige elektrode-belegg.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i de nedenstående eksempler.

Eksempel 1

En nikkelnettverkskatode ble fremstilt ved først å feste en nikkelstrømfordeler som var blitt fremstilt fra en nikkelgitterplate, til en ledende stang. Gitteret og den ledende stang ble deretter oppvarmet til over smeltepunktet for polyurethanskum, idet skummet var gitt en slik størrelse at det inntok i det vesentlige hele katodeavdelingen i en elektrolysecelle. Den varme ledende stang med gitteret ble ført inn i skummet og avkjølt. Ved avkjølingen ble skum smeltet på grunn av varmen fra den ledende stang og gitteret og smeltet fast til gitteret. Den erholdte katodemontasje ble deretter plettert. Slike pletterte katoder virket effektivt i en elektrolysecelle da skummet inneholdt mellom 4 og 18 porer pr. cm (ppc).

For plettering ble katodemontasjen neddykket i et bad som hadde værelsetemperatur og besto av en vandig oppløs-ning av 10 g/l tinnklorid og 10 ml saltsyre (20° Be) pr. liter. Etter 5 minutter ble katodemontasjen skylt forsiktig med

vann med værelsetemperatur og deretter neddykket i en vandig oppløsning av 0,5 g/l PdCl2og 10 ml saltsyre pr. liter i 5 minutter. Etter skylling med vann ble skumkatodemontasjen i

10 minutter og ved 50° C neddykket i en blanding som omfattet 1 liter av en vandig oppløsning av 4 5 g/l nikkelkloridhexahydrat, 50 g/l ammoniumklorid, 100 g/l natriumnitrat, 0,5 1 ammoniumhydroxyd pr. liter og 27,3 ral av en 450 g/l vandig oppløsning av natriumhypofosfitt. Ved disse innledende trinn ble et nikkelbelegg elektrolysefritt avsatt på katodemontasjen. Den elektrolysetrie plettering ble fulgt av elektrolytisk nikkelplettering. Katodemontasjen ble neddykket 1 en vandig oppløsning av 141 g/l nikkelkloridhexahydrat, 2 91 g/l nikkelsulfathexahydrat og 4 5 g/l fosforsyre, idet oppløsnningens pH ble regulert til 4,5 - 6,5 ved anvendelse av saltsyre. Katodemontasjen ble gjort katodisk i forhold til nikkelanoder som var montert ca. 3,8 cm fra skumkatode-montasjens overflater, og plettering ble utført ved 2,25 V i 3 timer ved 30 - 4 0° C. Pletteringen ble fortsatt inntil et belegg med en tykkelse av 10 ym eller tykkere var blitt dannet på skummet.

Etter 1,5 timers plettering kan polyurethanskummet eventuelt foraskes ved å anbringe nettverket i en flamme eller en ovn inntil skummet er blitt brent ut. Etter skylling kan pletteringen fortsette.

Eksempel . 2

En nikkelnettverkskatode ble fremstilt som beskrevet i Eksempel 1, bortsett fra at etter at den elektrolyse-frie plettering var blitt avsluttet, ble katodemontasjen neddykket i en vandig oppløsning av 250 g/l nikkelkloridhexahydrat og 50 g/l sinkklorid. Oppløsningen ble holdt ved 45° C og på en pH av ca. 4,5 som ble regulert ved tilsetning av HC1. Nikkel- og nikkel-sinkanoder ble anbragt tett nær overflater av katodemontasjen i ca. 1 time og gjort anodiske i forhold til katodemontasjen ved 2,0 V. Oppløsningen ble omrørt under den elektrolyttiske plettering.

Etter at den elektrolyttiske plettering var ferdig, ble katodemontasjen neddykket i en vandig oppløsning av 200 g/l natriumhydroxyd i 1 time ved 75° C.

Eksempel 3

Fremstillingstrinnene ifølge Eksempel 1 ble gjentatt, bortsett fra at elektrolyttisk plettering ble utført med en vandig oppløsning av 265 g/l coboltkloridhexahydrat, 90 g/l sinkklordd og 30 g/l borsyre ved 50° C og en pH av 4 som ble opprettholdt ved tilsetning av saltsyre. Sinkanoder som var montert ca. 3,8 cm fra overflater av katodemontasjen, ble anvendt for ved 0,6 V å plettere sink på katodemontasjen i løpet av 1 time.

Eksempel 4

En katodemontasje ble fremstilt som beskrevet i Eksempel 1, bortsett fra at strømfordelingsgitteret var laget av kobber isteden for av nikkel. Et kobberbelegg ble uten elektrolyse avsatt på polyurethanskummet ved at katodemontas jen i 5 minutter ble neddykket i rekkefølge i to bad ved værelsetemperatur. Det første bad inneholdt 10 g/l tinnklorid og 10 ml/g saltsyre (20 Be°). Det annet bad inneholdt 0,5 g/l palladiumklorid og 10 ml/l saltsyre (20 Be°). Etter hvert bad ble skylling med vann ved værelsetemperatur utført. Katodemontasjen ble deretter i 20 minutter ved værelsetemperatur impregnert i en handelstilgjengelig kobb^roppløsning for elektrolysefri plettering laget ved blanding av 777A og 777M "Cu Electroless Makeup" i et forhold 1:1:8 i vann, og deretter forsiktig skylt.

Katodemontasjen ble deretter neddykket i et elek-trolysepletteringsbad av en vandig oppløsning av 40 g/l kobber i form av kobbersulfat og 10 g/l svovelsyre og med en pH av 1 som ble opprettholdt ved tilsetning av svovelsyre ved værelsetemperatur. Elektrolytisk avsetning av kobber ble utført ved å anbringe kobberanoden i en avstand av 3,8 cm f ra-joverf later av katodemontas jen som ble gjort katodisk i forhold til kobberanodene, og ved å påføre en spenning på 1,5 V over disse i ca. 1 time. Polyurethanskummet kan eventuelt vaskes som beskrevet i Eksempel 1, etter at ca. halvparten av den elektrolytiske avsetning har funnet sted.

Da kobber som sådant kan være sterkt utsatt for korrosjon/angrep i en kloralkalicellekatodeavdeling, ble den med kobber elektrolytiskpletterte katodemontasje på fordelaktig måte deretter belagt med nikkel ved utførelse av det elektrolytiske pletteringstrinn som er beskrevet i Eksempel 1.

Eksempel 5

En katodemontasje ble fremstilt ved å feste en strømtilførselsinnretning til et strømfordelingsgitter laget av nikkel som beskrevet i Eksempel 1. Strømfordelingsgitte-ret og strømtilførselsinnretningen ble i oppvarmet tilstand neddykket i polyurethanskum som beskrevet i Eksempel 1, og en skum- eller nettverkskatodemontasjé ble erholdt.

Skumkatodemontasjen ble deretter elektrolysetritt plettert med kobber som beskrevet i Eksempel 4, og den ble deretter påført et elektrolytisk avsatt kobberbelegg som beskrevet i Eksempel 4. Et elektrolyttisk avsatt nikkelbelegg ble deretter påført skumkatodemontasjen som beskrevet i Eksempel 1.

Nikkel og sink ble deretter elektrolytisk avsatt

på nettverkskatodemontasjen som beskrevet i Eksempel 2.

Eksempel 6

En katodemontasje ble fremstilt som beskrevet i Eksempel 1. Etter den elektrolytiske avsetning av nikkel ble et palladiumoxyd-zirconiumoxydbelegg påført katoden. Påføringen ble utført ved at en oppslemning av 10 ml vann, 1 ml eddiksyre, 1,5 g palladiumkloridpartikler og 2 g zir-conylnitrat ble malt i en kulemølle i 2 timer for å stabili-sere palladiumkloridet og redusere størrelsen av eventuelle ikke oppløste materialpartikler. Oppsleraningen ble deretter strøket på den nikkelbelagte nettverkskatodemontasje ifølge Eksempel 1 som var blitt forasket som beskrevet i Eksempel 1. Det påstrøkne belegg og katoden ble oppvarmet i 3 minutter ved 125° C og deretter herdet i 7 minutter ved 500° C i luft for å omvandle palladiumkloridet til palladiumoxyd og zirconylnitratet til zirconiumdioxyd. Fire ytterligere belegg av oppsleraningen ble deretter påført og herdet. Ved andre fremstillingsmetoder ble så meget som halvparten av palladiumkloridet erstattet med cobolt og/eller nikkel ved fremstilling av katoden.

Eksempel 7

En skum- eller nettverkskatodemontasje ble laget i overensstemmelse med de trinn som er beskrevet i Eksempel 1, omfattende elektrolytisk . påføring av et nikkelbelegg. Etter den elektrolytiske belegning med nikkel ble skumkatodemontasjen neddykket i et elektrolytiskpletteringsbad av 3,8 1 vann, 20 g sulfaminsyre og 20 g ruthenium i form av rutheniumsulfamat. Badet ble holdt ved en temperatur av 27 - 38° C, og den elektrolytiske"avsetning ble utført ved anvendelse av platinaanoder som var anbragt i en avstand av ca. 3,8 cm fra overflater av skumkatodemontasjen. Denne ble gjort katodisk, og strøm ble ledet mellom platinaanodene og skumkatodemontasjen med en strømtetthet av 0,15 A/cm<2>og en spenning på 1,75 V.

Eksempel 8

En skum- eller nettverkskatodemontasje ble fremstilt som beskrevet i Eksempel 1, omfattende elektrolytisk avsetning av et nikkelbelegg. Etter den elektrolytiske nikkelplettering ble skumkatodemontasjen neddykket i en omrørt belegningsoppløsning inneholdende 5 ml H3Pt(S03)2OH i 150 ml vann og ble regulert til en pH av 3 ved hjelp av 1 N NaOH og omfattende ca. 15 ml av en 30 %-ig hydrogenperoxydoppløsning. Skumkatodemontasjen ble impregnert i denne peroxydholdige opp-løsning i ca. 1 time i løpet av hvilken pH gradvis s.ank til 1. Oppløsningens pH ble deretter påny innstilt på 3 ved anvendelse av 1 N alkalihydroxydoppløsning, og oppløsningen og katodemontasjen ble oppvarmet til 80° C mens den peroxydholdige oppløsning ble omrørt inntil all utvikling av peroxyd-bobler stanset. Etter vasking ble skumkatodemontasjen tørket ved 125 - 150° C.

Eksempel 9

En skumkatodemontasje ble fremstilt som beskrevet

i Eksempel 1, omfattende elektrolytisk påføring av et nikkelbelegg. Sintring eller foraskning ble utført som beskrevet i Eksempel 1. Etter at nikkelbelegget var elektrolytisk avsatt, ble et åluminiumbelegg påført ved plasmasprøyting på overflater av skumkatodemontasjen. Montasjen ble deretter varmebehandlet i 8 timer ved 760° C i en nitrogenatmosfære, hvorved nikkel og aluminium diffunderte inn i hverandre.

Ved drift av en kloralkalicelle ved anvendelse av en slik katode vil aluminiumet bli utlutet fra overflatene hvor den gjensidige diffundering har funnet sted, ved innvirkning av varmt NaOH i cellen. Utlutingen gir et større overflateareal på skumkatodemontasjen enn det areal som ville ha vært tilgjengelig uten den gjensidige diffundering og utlutingen.

Eksempel 10

En skum- eller nettverkskatodemontasje ble fremstilt som beskrevet i Eksempel 1, bortsett fra at elektrolytisk plettering ble utført ved å.neddykke skumkatodemontasjen i en vandig oppløsning av 240 g/l toverdig jemsulfat ved en pH av 2,8 - 3,5 og en temperatur av 32 - 66° C. Katodemontasjen ble gjort katodisk i forhold til jernanoder som var anbragt i en avstand av ca. 3,8 cm fra overflatene av katodemontas jen. Pletteringen ble utført i 1 - 3 timer ved 0,04 - 0,11 A/cm 2. Badet av toverdig jemsulfat ble omrørt under den elektrolytiske avsetning for<å bidra til oppnåelsen av et jevnt belegg på skumkatodemontasjen.

Eksempel 11

En skum- eller nettverkskatodemontasje ble laget .som beskrevet i Eksempel 4 og deretter elektrolytisk påført et jernbelegg som beskrevet i Eksempel 10.

Eksempel 12

En skum- eller nettverkskatodemontasje ble laget som beskrevet i Eksempel 1, omfattende mellomliggende sintring eller foraskning i løpet av den elektrolytiske avset-ningsprosess. Katodemontasjen ble deretter plasmasprøytet med en blanding av 80 % nikkel, 10 % molybden og 10 % aluminium. Molybdenet og aluminiumet ble deretter utlutet med varmt natriumhydroxyd under drift i en kloralkalicelle. En katodemontasje med et vesentlig øket overflateareal ble oppnådd.

Eksempel 13

Eksempel 1 ble gjentatt, bortsett fra at det som utgangsmateriale ble anvendt polyurethanskum med en tykkelse av 1,25 cm og fremstilt ved å laminere fire skumlag hvert med en tykkelse av 0,32 cm. Det ble oppnådd en oppbygning som ikke kunne skilles fra den oppbygning som ble oppnådd i Eksempel 1.

Eksempel 14

To elektrolyseceller ble drevet parallelt. En celle var forsynt med en anode laget som beskrevet i Eksempel 1. Katoden i denne første celle var en perforert nikkelplate. Cellen inneholdt en separator av Nafion<®>295 som er et kationbyttemateriale som er egnet for anvendelse i kloralkalielek-trolyseceller. Cellen ble tilført en vandig strøm av natriumbicarbonat og natriumcarbonat i et forhold av 1:1.

Den annen celle var utrustet på samme måte som den første celle, bortsett fra at katoden i den annen celle var en porøs skum- eller nettverkskatode laget som beskrevet i Eksempel 1. Denne annen celle ble drevet med de samme til-førselsmaterialer som den første celle.

I begge celler befant elektrodene seg i vesentlig fysikalsk kontakt med separatoren. Den første celle ble drevet ved en spenning av 2,82 V og en strømtetthet av 0,15 A/cm 2, mens den annen celle ble drevet ved en spenning av 2,63 V og en strømtetthet av 0,15 A/cm 2. Den første celle oppviste en spenning av 3,33 V ved en strømtetthet av 0,31 A/cm 2, mens den annen celle oppviste en spenning av 3,05 V ved en strøm-tetthet av 0,31 A/cm<2>. Strømutbyttet for cellene var det samme innenfor grensene for eksperimentelle feil. På grunn av nærværet av nikkelnettverks- eller skumkatodemontasjen i den annen celle, ble denne drevet ved en betydelig lavere spenning som i.teknisk målestokk vil føre til et lavere behov for elektrisk kraft for å drive cellen. Nikkelnettverks-eller skumkatodemontasjen ga en driftsfordel av 200 mV ved 0,15 A/cm<2>og 280 mV ved 0,15A/cm<2>.

Eksempel 15

To elektrolyseceller ble drevet parallelt. Én celle omfattet en anode som var laget av en titanmaskeduk med diamantformede åpninger på ca. 0,64 cm x 0,32 cm og belagt med et DSA elektrokatalytisk belegg for produksjon av klor. Med DSA belagt titanmaskeduk er tilgjengelig i handelen og omfatter generelt rutheniumoxyd i form av et overflate-belegg. Katoden i den første celle var laget av en nikkelmaskeduk med diamantformede åpninger også på ca. 0,64 cm x 0,32 cm. Cellen inneholdt en separator av Nafion^295, og både anoden og katoden befant seg i intim kontakt med Nafion^-separatoren. Celleavdelingen som var avgrenset av separatoren og inneholdt anoden, ble forsynt med en natrium-kloridoppløsning (170 g/l).

Den annen celle av det parallelle cellepar var utrustet på samme måte som den første celle, bortsett fra at dens katode var en skum- eller nettverkskatodemontasje laget som beskreivet i Eksempel 1. Denne katode såvel som anoden 1 den annen celle befant seg i intim kontakt med separatoren. Tilførselsmaterialet til den annen celle var det samme som tilførselsmaterialet til den første celle. Begge celler ble drevet ved 0,31 A/cm<2>av membranoverflatearealet, og den før-ste celle krevde 3,84 V og den annen 3,18 V for elektrolysen. Strømutbyttene var de samme. Anvendelsen av en nettverks-skumelektrode ga den annen klorproduksjonscelle en spennings-fordel på 660 mV ved 0,31A/cm .

Eksempel 16

To celler ble drevet parallelt. Én celle inneholdt en anode av en titanmaskeduk med et påført elektrokatalytisk DSA-belegg. Åpningene i duken var ca. 0,32 cm x 0,32 cm. Katoden i denne første celle var laget av en nikkelmaskeduk med de samme åpningsdimensjoner. Anoden og katoden befant seg i kontakt med og var skilt fra hverandre av en Nafion® 2 90-kationbytteraembran. En vandig oppløsning inneholdende 170 g/l natriumklorid ble innført i en avdeling av cellen som var avgrenset av separatoren og inneholdt anoden.

Den annen celle av dette parallelle par inneholdt en identisk anode og separator, men var blitt laget ved anvendelse av en nikkelskum- eller-nettverkskatodemontasje fremstilt som beskrevet i Eksempel 1. Tilførselsmaterialet til denne annen celle var det samme som tilførselsmaterialet til den første celle. Den første celle ble drevet ved 3,28 V ved fremstilling av klor ved en strømtetthet av ca. 0,3 A/cm<2>målt på separatoren, og den annen celle oppnådde en arbeidsspenning av 3,13 V ved den samme strømtetthet. Strømutbyt-tene for de to celler var de samme.

Eksempel 17

To celler ble drevet parallelt. I én celle ut-gjordes anoden av efl porøs skumnettverksanodekonstruksjon laget som beskrevet i Eksempel 1. Den første celle inneholdt en katode som var laget av en perforert nikkelplate. Skum-eller nettverksanodemontasjen og nikkelplateen befant seg i det vesentlige i kontakt med en mikroporøs separator av polypropylen. 300 g/l natriumcarbonat ble innført i denne celle.

Den annen celle inneholdt en identisk anode og separator, men omfattet en skum- eller nettverkskatodemontasje som befant seg i kontakt med separatoren, og skum-el ler nettverkskatoden var laget som beskrevet i Eksempel 1. Det samme tilførselsarateriale ble innført i denne annen celle. Den første celle ble drevet ved 2,72 V og en strømtetthet av 0,15 A/cm 2, mens den annen celle hadde en arbeidsspenning av 2,44 V ved den samme strømtetthet. Strømutbyttene for de to celler var de samme innenfor grensene for eksperimentelle feil. Cellen med en nettverkskatode oppnådde en arbeidsspenningsfordel på 280 mV sammenlignet med en identisk celle uten nettverkskatode.

Eksempel 18

To celler ble drevet parallelt. Den første celle inneholdt en katode laget av en perforert nikkelplate som befant seg i intim kontakt med en porøs separator av keramisk aluminiumoxyd. Anoden i denne første celle var et ark av metallisk titanmaskeduk med åpninger på ca. 0,64 cm x 0,32 cm og belagt med TIR2000 som er et anodebelegg fra Diamond Shamrock og som er nyttig for utvikling av oxygen. Denne første celle ble tilført 300 g/l natriumcarbonat.

Den annen celle var utrustet på samme måte som

den første celle, bortsett fra at anoden i den annen celle var en skum- eller nettverksanode laget som beskrevet i Eksempel 1. Tilførselsmaterialet til denne annen celle var det samme som til den første celle. Den første celle ble drevet ved 3,4 V ved 0,15 A/cm<2>, mens den annen celle med skum- eller nettverksanodemontasjen ble drevet ved 2,72 V og den samme strømtetthet. Strømutbyttet for to de., to \ celler

var det samme innenfor grensene for eksperimentelle feil. Den annen celle med skum- eller nettverksanodemontasjen i kontakt med separatoren oppnådde en arbeidsspenningsfordel på 0,68 V sammenlignet med en celle med en perforert nikkel-plateanode i kontakt med separatoren.

Claims (20)

1. Elektrolysecelle med anode- og katodeavdelinger som er avgrenset av en separator, karakterisert ved at den omfatter (a) en primær nettverkskatode med åpne porer som i det minste delvis fyller én av avdelingene og befinner seg i vesentlig- fysikalsk kontakt med separatoren, (b) en strømtilførselsinnretning som er intermetallisk bundet til elektroden, hvorved elektrisk strøm fordeles til elektroden med neglisjerbar elektrisk motstand mellom elektroden og strømtilførselsinnretningen, og (c) en fordelingsanordning, hvorved elektrolytt kan sirkuleres inn i elektrodeavdelingen og ut av elektrodeavdelingen .

2. Elektrolysecelle ifølge krav 1, karakterisert ved at elektroden er en anode.

3. Elektrolysecelle med anode- og katodeavdelinger som er avgrenset av en separator, karakter,i sert ved at den inneholder en katodemontasje som omfatter (a) en primær nettverkskatode med åpne porer som i det vesentlige fyller katodeavdelingen og befinner seg i vesentlig fysikalsk kontakt med separatoren, (b) en katodisk strømtilførselsinnretning som er intermetallisk bundet til katoden, hvorved elektrisk strøm fordeles til katoden med neglisjerbar elektrisk motstand mellom katoden og strømtilførselsinnretningen, og (c) en katodefordelingsanordning, hvorved katolytt kan sirkuleres inn i katodeavdelingen og ut av katodeavdelingen.

4. Elektrolysecelle med en snever avstand, hvor anode-og katodeavdelingene i cellen er avgrenset av en separator og minst én elektrode i cellen befinner seg i vesentlig fysikalsk kontakt med separatoren, karakterisert ved at den inneholder en elektrodemontasje med snever avstand omfattende (a) minst én primær nettverkselektrode med åpne porer med en størrelse av 0,0127 - 0,254 mm og i vesentlig fysikalsk kontakt med separatoren, idet den i det vesentlige fyller i det minste én avdeling i cellen, (b) en strømtilførselsinnretning som intermetallisk forbinder elektroden med en kilde for elektrisk strøm, hvorved elektrisk motstand mellom strømtilførselsinnretningen og elektroden gjøres neglisjerbar, og (c) minst ett elektrolyttinnløp for innføring av elektrolytt i elektrodekohstruksjonen og minst ett utløp for å fjerne katolytt fra elektrodekonstruksjonen.

5. Elektrolysecelle ifølge krav 4, karakterisert ved at elektroden er en anode.

6. Elektrolysecelle med snever avstand, hvor anode-og katodeavdelinger i cellen er avgrenset av en separator hvor katoden i cellen befinner seg i vesentlig fysikalsk kontakt med separatoren, karakterisert ved at den inneholder en katodemontasje med snever avstand omfattende (a) en primær nettverkskatode med åpne porer med en størrelse av 0,0127 - 0,254 mm i vesentlig fysikalsk kontakt med separatoren og idet den i det vesentlige fyller katodeavdelingen i cellen, (b) en katodisk strømtilførselsinnretning som intermetallisk forbinder katoden med en kilde for elektrisk strøm, hvorved elektrisk motstand mellom strømtilførselsinnretningen og elektroden blir neglisjerbar, og (c) minst ett katolyttinnløp for innføring av katolytt i katodekonstruksjonen og minst ett katolyttutløp for å fjerne katolytt fra katodekonstruksjonen.

7. Fremgangsmåte for in situ å fremstille en elektrodemontasje for anvendelse i en elektrolysecelle med anode- og katodeavdelinger som er avgrenset av en separator, og med minst ett elektrolyttinnløp og -utløp til avdelingene, karakterisert ved at (a) minst én avdeling fylles i det vesentlige fullstendig med et plastskinn med åpne porer slik at skummet befinner seg i vesentlig fysikalsk kontakt med membranen, (b) en elektrisk ledende metallisk strømtilførselsinn-retning tilveiebringes for hver avdeling som er fylt med skum, idet strømtilførselsinnretningen i det minste delvis neddykkes i plastskummet, (c) en pletteringsoppløsning for elektrolysetri avsetning bringes i kontakt med plastskummetImed åpne porer inntil et elektrisk ledende belegg med ønsket tykkelse er blitt avsatt på skummet, (d) skummet gjøres katodisk, og (e) en elektrolysepletteringsoppløsning sirkuleres gjennom skumelektroden inntil en elektrolytisk avsatt avsetning med ønsket tykkelse er blitt dannet på skummet.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at skummet fjernes med varme under .den elektrolytiske avsetning.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at skummet har en åpen porøsitet av 0,5 - 10,0 ym.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at et metallisk nikkelbelegg avsettes på skumkatoden ved anvendelse av pletteringsoppløsningene.

11. Fremgangsmåte for in situ å fremstille en .-elektrodemontasje for anvendelse i en elektrolysecelle med anode- og katodeavdelinger som er avgrenset av én separator, og med minst ett elektrolyttinnløp og -utløp til hver avdeling, karakterisert ved at (a) i det minste én avdeling fylles i det vesentlige fullstendig med et ledende plastskinn med åpne porer, idet skummet befinner seg i vesentlig fysikalsk kontakt med membranen, og (b) en elektrisk ledende metallisk strømtilførselsinn-retning tilveiebringes for hver avdeling som er fylt med skum, og neddykkes i det minste delvis i plastskummet, (c) skummet gjøres katodisk, og (d) en oppløsning for elektrolytisk plettering bringes i kontakt med skumelektroden inntil en elektrolytisk avsatt avsetning med ønsket tykkelse er blitt avsatt på skummet.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at skummet er av en type som er impregnert med et elektrisk ledende materiale.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at en oppløsning for elektrolysetri plettering bringes i kontakt med skumkatoden for på denne å avsette et ønsket metallbelegg før katoden gjøres katodisk.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 11, karakterisert ved at det anvendes en elektropletterings-oppløsning som omfatter en vesentlig andel av nikkelioner for elektrolytisk avsetning på skumkatoden.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 11, karakterisert ved at det anvendes en separator som er en membran som er hydraulisk ugjennomtrengelig for væske mellom avdelingene, men som lett vil muliggjøre fri bevegelse av kationer mellom avdelingene.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at det.anvendes en membran som omfatter en vesentlig andel av en perfluorcarbonkopolymer med påhengte sulfonyl- eller carbonylbaserte, funksjonelle kationbyttegrupper.

17. Montasje ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, karakterisert ved at separatoren er en membran som er hydraulisk ugjennomtrengelig for væske mellom avdelingene, men som lett vil gjøre det mulig for kationene fritt å bevege seg mellom avdelingene.

18. Montasje ifølge krav 17, karakterisert ved at membranen omfatter en vesentlig andel av en perfluorcarbonkopolymer med påhengte sulfonyl- eller carbonylbaserte, funksjonelle kationbyttegrupper.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 11, karakterisert ved at strømsamleren neddykkes i skummet ved at strømsamleren oppvarmes og neddykkes i skummet.

20. Fremgangsmåte ved fremstilling av en katodemontasje for anvendelse i en elektrokjemisk celle med anode- og katodeavdelinger som er avgrenset av en separator og har minst ett katolyttinnløp og minst ett katolyttutløp, karakterisert ved at (a) et porøst nettverksskumkatodemateriale velges og innpasses i cellens katodeavdeling slik at skummet i det vesentlige fyller katodeavdelingen og er i vesentlig^-fysikalsk kontakt med separatoren, (b) skummet gjøres elektrisk ledende, (c) en katodisk strømtilførselsinnretning tilveiebringes og anbringes i elektrisk kontakt med katoden, og (d) et katodemetall avsettes elektrolytisk på skumkatoden.