SK282156B6 - Replaceable compact operating electrode and three-electrode flow electrochemical cell with replaceable porous operating electrode - Google Patents

Replaceable compact operating electrode and three-electrode flow electrochemical cell with replaceable porous operating electrode Download PDF

Info

Publication number
SK282156B6
SK282156B6 SK768-95A SK76895A SK282156B6 SK 282156 B6 SK282156 B6 SK 282156B6 SK 76895 A SK76895 A SK 76895A SK 282156 B6 SK282156 B6 SK 282156B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
electrode
replaceable
working electrode
auxiliary
compact
Prior art date
Application number
SK768-95A
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK76895A3 (en
Inventor
Ernest Beinrohr
Original Assignee
Ernest Beinrohr
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 Ernest Beinrohr filed Critical Ernest Beinrohr
Priority to SK768-95A priority Critical patent/SK282156B6/en
Publication of SK76895A3 publication Critical patent/SK76895A3/en
Publication of SK282156B6 publication Critical patent/SK282156B6/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

Opísaná je vymeniteľná kompaktná pracovná elektróda pozostávajúca z nepravidelných častíc vodivého materiálu, ktorý je uzavretý z dvoch strán poréznou látkou, a trojelektródová prietoková elektrochemická cela s vymeniteľnou kompaktnou poréznou pracovnou elektródou a s hydrodynamicky oddeleným priestorom na pomocnú a referenčnú elektródu.ŕDisclosed is a replaceable compact working electrode consisting of irregular particles of conductive material that is closed from two sides by a porous fabric, and a three-electrode flow electrochemical cell with a replaceable compact porous working electrode and a hydrodynamically separated compartment on the auxiliary and reference electrodes.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka vymeniteľnej kompaktnej pracovnej elektródy a prietokovej elektrochemickej cely s vymeniteľnou kompaktnou poréznou pracovnou elektródou a hydrodynamický oddeleným priestorom na pomocnú a referenčnú elektródu.The invention relates to a replaceable compact working electrode and a flow-through electrochemical cell with a replaceable compact porous working electrode and a hydrodynamically separated space for the auxiliary and reference electrodes.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Elektrochemické cely sa používajú prevažne na analytické účely na stanovenie rôznych látok. Taktiež sa používajú na elektrochemické syntézy a na čistenie roztokov a odpadových vôd. Elektrochemická účinnosť týchto ciel závisí predovšetkým od charakteru pracovnej elektródy, hydrodynamických podmienok elektrolýzy a od konštrukcie cely. Účinnú elektrolýzu možno dosiahnuť najmä v prietokových usporiadaniach. V podstate existujú dva spôsoby ako dosiahnuť vysoké elektrochemické konverzie v tečúcich roztokoch: a) Použitím tenkovrstvových ciel, kde roztok prúdi po povrchu pracovnej elektródy vo vrstve zodpovedajúcej hrúbke difúznej vrstvy, b) Roztok prúdi cez poréznu elektródu, kde pomer celkovej účinnej plochy elektródy a objemu roztoku v styku s ňou môže byť tiež veľký. Prvé riešenie je technicky veľmi náročné a z hľadiska praktických aplikácií nevýhodné pre zdĺhavú a ťažkopádnu prípravu a regeneráciu pracovnej elektródy. Cely s prietokovými poréznymi elektródami možno síce ľahšie pripraviť, ale sú značné problémy s ich regeneráciou a s homogenitou potenciálového rozdielu medzi elektródou a roztokom v objeme elektródy, od čoho vlastne závisí elektrochemická selektivita i účinnosť cely. Ďalším problémom je hydrodynamické oddelenie priestoru pomocnej a referenčnej elektródy od spracovaného roztoku, so súčasným zaistením malého ohmického odporu medzi nimi. Vzhľadom na to, že regenerácia poréznych elektród, napr. brúsením a leštením povrchu je prakticky nemožná, opotrebovanú elektródu treba nahradiť novou. Výmena opotrebovanej elektródy musí byť preto jednoduchá a nenákladná.Electrochemical cells are mainly used for analytical purposes to determine various substances. They are also used for electrochemical synthesis and for purification of solutions and waste water. The electrochemical efficiency of these targets depends primarily on the nature of the working electrode, the hydrodynamic conditions of the electrolysis, and the cell design. In particular, efficient electrolysis can be achieved in flow-through arrangements. There are basically two ways to achieve high electrochemical conversions in flowing solutions: a) Using thin film targets where the solution flows over the working electrode surface in a layer corresponding to the diffusion layer thickness, b) The solution flows through the porous electrode, where the total effective electrode area to volume ratio solution in contact with it can also be large. The first solution is technically very demanding and disadvantageous in terms of practical applications for the lengthy and cumbersome preparation and regeneration of the working electrode. Cells with flow-through porous electrodes may be easier to prepare, but there are considerable problems with their regeneration and homogeneity of the potential difference between the electrode and the solution in the electrode volume, which in fact depends on the electrochemical selectivity and cell efficiency. Another problem is the hydrodynamic separation of the auxiliary and reference electrode compartments from the treated solution, while ensuring a low ohmic resistance between them. Since the regeneration of porous electrodes, e.g. grinding and polishing the surface is virtually impossible, the worn electrode must be replaced with a new one. Replacing a worn electrode must therefore be simple and inexpensive.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené problémy a nedostatky sú odstránené riešením podľa vynálezu, ktorého podstatou je vymeniteľná kompaktná pracovná elektróda pozostávajúca z nepravidelných častíc inertného vodivého materiálu, ktorý je uzavretý z dvoch strán pórovitou látkou. Vo výhodnom uskutočnení je veľkosť častíc v rozmedzí 1 až 1000 pm. Ďalšie výhodné uskutočnenie spočíva v tom, že do tela elektródy je upevnený vodivý kontakt.These problems and drawbacks are overcome by the solution according to the invention, which is based on a replaceable compact working electrode consisting of irregular particles of an inert conductive material which is closed on two sides by a porous substance. In a preferred embodiment, the particle size is in the range of 1 to 1000 µm. Another advantageous embodiment is that the conductive contact is fastened to the electrode body.

Prietoková elektrolýza sa uskutočňuje v objeme tejto poréznej elektródy. Elektróda je kompaktná a vymeniteľná. Pomocná a referenčná elektróda je od pracovného priestoru oddelená ionexovou membránou.The flow electrolysis is performed in the volume of this porous electrode. The electrode is compact and replaceable. The auxiliary and reference electrodes are separated from the working space by an ion exchange membrane.

Ďalším uskutočnením tohto vynálezu je trojelektródová prietoková elektrochemická cela s hydrodynamický oddeleným pomocným priestorom, v ktorom je umiestnená pomocná a referenčná elektróda, pričom uvedená cela ako pracovnú elektródu obsahuje vymeniteľnú kompaktnú elektródu, ktorá obsahuje nepravidelné póry na prechod roztoku, ktorý sa má podrobiť elektrochemickej konverzii, a integrovaný pomocný priestor s vymeniteľným telesom na produkty elektrochemickej reakcie pomocnej elektródy, ktoré sú hydrodynamický oddelené od pracovnej elektródy.Another embodiment of the present invention is a three-electrode flow electrochemical cell with a hydrodynamically separated auxiliary space in which the auxiliary and reference electrodes are located, said cell as a working electrode comprising a replaceable compact electrode having irregular pores to pass the solution to be subjected to electrochemical conversion. and an integrated auxiliary space with a replaceable body for the electrochemical reaction products of the auxiliary electrode that are hydrodynamically separated from the working electrode.

Elektrochemická cela umožňuje dosiahnutie nového a vyššieho účinku elektrolýzy tým, že jej konštrukcia umožňuje vznik turbulencií roztoku prúdiaci cez póry elektródy, a to aj pri nižších prietokových rýchlostiach, v dôsledku nepravidelných a ostrých hrán častíc rôznych veľkostí, čím sa zvýši rýchlosť látkového prenosu a tým aj elektrochemická účinnosť. Plochý diskový tvar elektródy a paralelne umiestnená pomocná elektróda zaručujú homogenitu potenciálu pracovnej elektródy a tým aj vysokú selektivitu elektrolýzy, podobne ako pri použití malých a geometricky vhodne umiestnených elektród. Pracovná elektróda je kompaktná a ľahko vymeniteľná, čim sa umožní jej jednoduchá a rýchla výmena po opotrebovaní.The electrochemical cell enables a new and higher electrolysis effect to be achieved by designing the turbulence of solution flowing through the electrode pores, even at lower flow rates, due to irregular and sharp edges of particles of different sizes, thereby increasing the transfer rate and hence electrochemical efficiency. The flat disc shape of the electrode and the parallel auxiliary electrode ensure homogeneity of the working electrode potential and hence a high selectivity of electrolysis, similar to the use of small and geometrically suitably positioned electrodes. The working electrode is compact and easy to replace, allowing easy and quick replacement after wear.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na priložených výkresoch je znázornený prierez elektrochemickej cely (obr. 1) a celkový pohľad na ňu (obr. 2).The accompanying drawings show a cross-section of an electrochemical cell (Fig. 1) and an overall view thereof (Fig. 2).

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Vymeniteľná disková pracovná elektróda 3 obsahuje vnútri elektródový materiál a vodivý kontakt. Elektródový materiál je pripravený z elektricky vodivého materiálu. Veľkosť častíc je v rozmedzí 1 až 1000 um. Vodivý kontakt je upevnený do tela elektródy. Elektróda je z oboch strán uzavretá poréznou látkou. Pomocná a referenčná elektróda sú upevnené vo vymeniteľnom telese 8, ktoré je zasunuté do pomocného priestoru. Elektródy sú upevnené s dielmi 1, 10. Na utesnenie elektród sa používajú tesniace krúžky 2, 4,7 a 9.The removable disk working electrode 3 comprises an electrode material and a conductive contact inside. The electrode material is prepared from an electrically conductive material. The particle size is in the range of 1 to 1000 µm. The conductive contact is fixed to the electrode body. The electrode is closed on both sides with a porous substance. The auxiliary and reference electrodes are mounted in a replaceable body 8 which is inserted into the auxiliary space. The electrodes are fixed with parts 1, 10. Sealing rings 2, 4, 7 and 9 are used to seal the electrodes.

Roztok vzorky alebo základný elektrolyt prúdia cez pracovnú elektródu. Pracovný a pomocný priestor sú od seba hydrodynamický oddelené pomocou ionexovej membrány 6. Tým je zabránené tomu, aby sa elektrolyt, prípadne vzorka zmiešali s pomocným elektrolytom a produktmi, ktoré vzniknú elektrochemickou reakciou pri pomocnej elektróde.The sample solution or base electrolyte flows through the working electrode. The working space and auxiliary space are hydrodynamically separated from each other by means of an ion exchange membrane 6. This prevents the electrolyte or sample from being mixed with the auxiliary electrolyte and the products resulting from the electrochemical reaction at the auxiliary electrode.

Pomocný priestor je naplnený pomocným elektrolytom, ktorý sa vymieňa podľa potreby cez prívody v diele 10.The auxiliary space is filled with an auxiliary electrolyte, which is replaced as necessary via the inlets in the part 10.

Elektrický kontakt elektród je zaistený pomocou pohyblivej tlačky 12,15 a 22, skrutky s pružinkou 13,16 a 21 a kontaktov 14,17 a 20 zaskrutkovaných do cely.The electrical contact of the electrodes is provided by the movable pushbuttons 12, 15 and 22, the spring bolts 13, 16 and 21 and the contacts 14, 17 and 20 screwed into the cell.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Uvedená cela je využiteľná na analytické účely a to na detekciu a stanovenie elektroaktívnych látok, na čistenie roztokov od ťažkých kovov, ďalej na elektrochemickú úpravu roztokov, ako je odstránenie organických látok pomocou oxidačnej elektrolýzy. Využiteľná je aj na vykonávanie elektrochemických syntéz.Said cell is useful for analytical purposes, namely for detection and determination of electroactive substances, for cleaning solutions from heavy metals, as well as for electrochemical treatment of solutions, such as removal of organic substances by oxidative electrolysis. It is also useful for performing electrochemical syntheses.

Claims (4)

1. Vymeniteľná kompaktná pracovná elektróda, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z nepravidelných častíc inertného vodivého materiálu, ktorý je uzavretý z dvoch strán pórovitou látkou.A replaceable compact working electrode, characterized in that it consists of irregular particles of an inert conductive material which is closed on two sides by a porous substance. 2. Vymeniteľná kompaktná pracovná elektróda podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že veľkosť častíc je v rozmedzí 1 až 1000 μηι.A replaceable compact working electrode according to claim 1, characterized in that the particle size is in the range of 1 to 1000 µηι. SK 282156 Β6SK 282156-6 3. Vymeniteľná kompaktná pracovná elektróda podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým,že do tela elektródy je upevnený vodivý kontakt.A replaceable compact working electrode according to claim 1 or 2, characterized in that a conductive contact is fastened to the electrode body. 4. Trojelektródová prietoková elektrochemická cela s hydrodynamický oddeleným pomocným priestorom, v ktorom je umiestnená pomocná a referenčná elektróda, vyznačujúca sa tým, že ako pracovnú elektródu obsahuje vymeniteľnú kompaktnú elektródu (3) podľa nároku 1, ktorá obsahuje nepravidelné póry na prechod roztoku, ktorý sa má podrobiť elektrochemickej konverzii, a integrovaný pomocný priestor s vymeniteľným telesom (8) na produkty elektrochemickej reakcie pomocnej elektródy, ktoré sú hydrodynamický oddelené od pracovnej elektródy.A three-electrode flow electrochemical cell with a hydrodynamically separated auxiliary space containing an auxiliary and reference electrode, characterized in that it comprises, as a working electrode, a replaceable compact electrode (3) according to claim 1, which comprises irregular pores for solution passage; is to undergo an electrochemical conversion, and an integrated auxiliary space with a replaceable body (8) for electrochemical reaction products of the auxiliary electrode that are hydrodynamically separated from the working electrode.
SK768-95A 1995-06-09 1995-06-09 Replaceable compact operating electrode and three-electrode flow electrochemical cell with replaceable porous operating electrode SK282156B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK768-95A SK282156B6 (en) 1995-06-09 1995-06-09 Replaceable compact operating electrode and three-electrode flow electrochemical cell with replaceable porous operating electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK768-95A SK282156B6 (en) 1995-06-09 1995-06-09 Replaceable compact operating electrode and three-electrode flow electrochemical cell with replaceable porous operating electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK76895A3 SK76895A3 (en) 1998-10-07
SK282156B6 true SK282156B6 (en) 2001-11-06

Family

ID=20433939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK768-95A SK282156B6 (en) 1995-06-09 1995-06-09 Replaceable compact operating electrode and three-electrode flow electrochemical cell with replaceable porous operating electrode

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK282156B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK76895A3 (en) 1998-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3919062A (en) Electrochemical system graduated porous bed sections
EP0794157B1 (en) Water treatment by means of electroflotation and electrocoagulation
Jagur-Grodzinski et al. Novel process for direct conversion of free energy of mixing into electric power
JP3302443B2 (en) Flat-plate flow-through type electric double layer capacitor and liquid processing method using the same
US8968546B2 (en) Capacitive deionization cell with radial flow
Denkhaus et al. Electrolytic hydride generation (EC-HG)—a sample introduction system with some special features
US20100059378A1 (en) Apparatus and method for removal of ions from a porous electrode that is part of a deionization system
CN106044965B (en) Device and method for recovering heavy metals in electroplating wastewater
US6298996B1 (en) Three dimensional electrode for the electrolytic removal of contaminants from aqueous waste streams
US8449747B2 (en) Method and device for selective cation extraction by electrochemical transfer in solution and applications of said method
HUP9903107A2 (en) A method and a reactor for electrochemical conversion of a material e.g. soot particles being insoluble in a fluid, ion-selective electrolyte and electrolyte material
CN109205744A (en) A kind of the flowing electrode Electro Sorb process for purifying water and water purifier of low wastewater rate
Agarwal et al. Electrodeposition of six heavy metals on reticulated vitreous carbon electrode
KR950031932A (en) Silver removal methods and devices
US4292160A (en) Apparatus for electrochemical removal of heavy metals such as chromium from dilute wastewater streams using flow-through porous electrodes
Abda et al. Removal of chromium from aqueous solutions by treatment with fibrous carbon electrodes: column effects
EP1466656A3 (en) Electrodeionization device
KR20180077750A (en) Manufacturing apparatus of hydrogen water
US20200407246A1 (en) Electrochemical Removal of Arsenic Using An Air Diffusion Cathode
US20140251813A1 (en) Bipolar electrode sample preparation devices
SK282156B6 (en) Replaceable compact operating electrode and three-electrode flow electrochemical cell with replaceable porous operating electrode
US8143471B2 (en) Electrochemical capacitive concentration and deactivation of actinide nuclear materials
Wenger et al. Electrochemical concentrating and purifying from dilute copper solutions
CN1403811A (en) Electrochemical ion chromatographic eliminator with integral electrode and electrolyte liquor chamber
JP2012086189A (en) Electric double-layer capacitor, deionizer using the same, and operation method for the deionizer