WO2012003969A1 - Electrode for electrolysis cells - Google Patents
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- WO2012003969A1 WO2012003969A1 PCT/EP2011/003344 EP2011003344W WO2012003969A1 WO 2012003969 A1 WO2012003969 A1 WO 2012003969A1 EP 2011003344 W EP2011003344 W EP 2011003344W WO 2012003969 A1 WO2012003969 A1 WO 2012003969A1
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Definitions
- the invention relates to an electrode and a method for gas-generating electro-chemical processes in an electrolyzer, wherein the electrode in the
- an ion exchange membrane is arranged in parallel opposite, comprising a main body, which is three-dimensionally shaped.
- the electrolysis voltage is reduced by the closest possible arrangement of the components provided therein consisting of ion exchange membrane, anode and cathode.
- CONFIRMATION COPY negatively influenced. Another problem arises in case of operational incidents. If a reverse pressure arises, which can lead to a permanent deformation of the cathode, the anode to cathode distance increases and the
- Element voltage increases.
- the anode-side generated chlorine diffused and the activated cathode attacks, causing it is damaged and turn the
- ion exchange membrane can perforate.
- Electrode chamber partition and an electrode are provided.
- Electrodes are better suited to deformation by force application than electrodes using thin wire elements or similar elements. However, all such flat strip-shaped leaf spring elements extend from a flexible support member at an angle in the same direction.
- the flat strip-shaped leaf spring elements may be deformed and misaligned, which may result in damage to the ion exchange membrane.
- an electrolyzer in which an electrode is in contact with a plurality of comb-like flat strip-shaped leaf spring elements extending at an angle from a flat leaf spring shape of a holding member disposed on an electrode chamber partition wall disposed in an electrode chamber, wherein each pair of comb-like arranged flat plate spring members is arranged such that adjacent flat strip-shaped leaf spring members extend in mutually opposite directions.
- the electrode should be easily replaceable and have high stability.
- an electrode of an electrolytic cell for electro-chemical processes comprising a main body, which is three-dimensionally shaped, wherein the base body has electrically conductive, distance-holding means, wherein the distance-holding Means are designed spring-like.
- the electrode according to the invention is arranged in the installed state in an electrolysis cell of an ion exchange membrane parallel opposite.
- the distance-holding means are at the
- Ion exchange membrane opposite side of the base body arranged.
- the spacing-holding means which has the body, are in firm connection with this. Ie. they are part of the electrode itself.
- the distance-maintaining means are generated by, for example, in the production of the electrode, the distance-maintaining means are designed by bending the electrode at the appropriate points feathery.
- the spacer-holding means may be attached to the electrode by common methods such as screwing, welding or gluing so as to become a part of the electrode itself.
- the spring rate can be adjusted so that even in the case of a caused by an operational incident reverse pressure in the
- Electrolysis cell the cathode is not deformed.
- the cross sections of the spring-like means are variably selectable.
- a material is used which is the same or similar to that of the electrode body.
- distance-holding means helical, spiral, rod-shaped stretched and / or kinked
- the distance-maintaining means over arbitrarily shaped transition areas in solid connection with the
- the base body in the manner of a flat C-profile, of a first flat flat part, which runs parallel to the membrane in the installed state and one or more flank parts, which in the installed state at an angle of at least 10 degrees of angle Membrane are inclined away, and one or more arbitrarily shaped transition regions are arranged between the flat belly part and the one or more other flank parts.
- the main body of the electrode has continuous openings.
- the openings are preferably arranged on the flat belly part of the electrode base body.
- the invention comprises an electrolysis process for the production of halogen gases from aqueous alkali halide solutions, wherein planar electrodes are used according to one of the preceding claims.
- electrolyzers are used in the single cell construction, wherein the Einzelzellelektrolysezellen, an anode half-shell with an anode, a
- Cathode half-shell with a cathode and a arranged between the anode half-shell and cathode half-shell ion exchange membrane comprise.
- FIG.2 Schematic arrangement of the electrode according to the invention in an electrolyzer, which is shown in cross section.
- Fig. 1 shows an electrode 1 in the embodiment of a flat box profile.
- the bent down flanks 2 and 3 are kept very short in relation to the flat belly part 4, which is designed to be many times wider.
- the transition areas 5a and 5b Between Flanks 2 and 3 and the belly part 4 are the transition areas 5a and 5b.
- the electrode 1 has in the flat abdominal region 4 in rows arranged holes (not shown), wherein these rows of holes arranged parallel to each other and the holes are offset diagonally to each other.
- the available area of the abdominal part 4 can be used most effectively for the electrolysis.
- Belly part 4 is arranged in the installed state plane parallel to the membrane, in which the electrochemical reaction can proceed.
- the membrane is supplied via the holes with brine or brine.
- the electrode 1 has two permanently connected to this spring elements 6a and 6b.
- the transition regions 7a and 7b between the flank parts 2 and 3 of the electrode and the spring elements 6a, 6b can be configured as desired.
- FIG. 2 shows a schematic arrangement of the electrode 1 according to the invention, comprising the spring elements 6a and 6b in an electrolyzer.
- the electrode according to the invention is used as the cathode.
- the electrode is placed in the cathode half-shell 8.
- the spring elements 6a and 6b made of an electrically conductive material touch the
- the belly part 4 of the electrode 1 is arranged plane-parallel to the membrane 9.
- anodic electrode 10 which is arranged on a web system and is located in an anode half shell 11.
- Such individual elements 12 are stacked in an electrolyzer stapeiförmig side by side.
- about contact elements (not shown) is made between the individual internals of the electrical contact.
- Separate holding elements which press the electrode 1 against the membrane 9 and at the same time establish electrical contact with the cathode half-shell 8, are rendered superfluous by the design of the electrode 1 according to the invention.
- the electrode design has a high stability
Abstract
The invention relates to an electrode of an electrolysis cell for electrochemical processes, comprising a main body having a three-dimensional shape, wherein the main body comprises electrically conductive spacer means, the spacer means having a spring-like design.
Description
Elektrode für Elektrolysezellen Electrode for electrolysis cells
[0001] Die Erfindung betrifft eine Elektrode und ein Verfahren für gaserzeugende elektro-chemische Prozesse in einem Elektrolyseur, wobei die Elektrode im The invention relates to an electrode and a method for gas-generating electro-chemical processes in an electrolyzer, wherein the electrode in the
eingebauten Zustand einer lonenaustauschermembran parallel gegenüberliegend angeordnet ist, umfassend einen Grundkörper, welcher dreidimensional geformt ist. installed state of an ion exchange membrane is arranged in parallel opposite, comprising a main body, which is three-dimensionally shaped.
[0002] Bei Verfahren für gaserzeugende elektro-chemische Prozesse ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass der Anoden-Kathoden-Abstand einen erheblichen Einfluß auf die Elektrolysespannung hat. Aus diesem Grund wird versucht den Abstand zwischen den Elektroden gering zu halten. In processes for gas-generating electro-chemical processes, it is known from the prior art that the anode-cathode distance has a considerable influence on the electrolysis voltage. For this reason, it is attempted to keep the distance between the electrodes small.
[0003] Bei beispielsweise Chlor-Alkali-Einzelelementelektrolysezellen, wird die Elektrolysespannung durch eine möglichst enge Anordnung der darin vorgesehenen Komponenten bestehend aus lonenaustauschermembran, Anode und Kathode reduziert. [0004] Dazu sind verschiedenartige Elektrolysezellen mit flexiblen Elementen alsFor example, in chlor-alkali single element electrolysis cells, the electrolysis voltage is reduced by the closest possible arrangement of the components provided therein consisting of ion exchange membrane, anode and cathode. These are various electrolysis cells with flexible elements as
Einrichtungen zum Vermindern des Abstands zwischen den Elektroden vorgeschlagen worden. Außerdem sind flexible Elemente aus Webstoffen, Vliesstoffen, Netz- oder Maschenmaterial aus dünnen Metalldrähten, die auf die Elektroden aufgelegt werden entwickelt worden. [0005] Derartige Materialien und Ausführungsformen, die für diesen Zweck geeignet sind, sind beispielsweise in der WO2009/007366 A2, der EP1434294B1 , der Devices for reducing the distance between the electrodes have been proposed. In addition, flexible elements of woven fabrics, nonwovens, mesh or mesh of thin metal wires which are laid on the electrodes have been developed. Such materials and embodiments that are suitable for this purpose, for example, in WO2009 / 007366 A2, EP1434294B1, the
DE3028970C3 und der DE 69322527T2 offenbart. Mit diesen stromleitenden Gerippen soll eine Vielzahl von gleichmäßig über die Elektrodenoberfläche verteilte Kontakte geschaffen werden. [0006] Nachteilig ist nun, dass bei industriellen Prozessen Elektrodenoberflächen in der Größenordnung von wenigstens 0,5 m2 zum Einsatz kommen müssen. Das Problem dabei ist, dass nach dem Zusammenbau der Elektrolysezelle ein einheitlicher Kontaktdruck über die Elektrodenoberfläche gewährleitstet sein muss, was bei dieser Zellengröße sehr schwierig realisierbar ist. Dadurch kommt es zu DE3028970C3 and DE 69322527T2. With these current-conducting ribs, a plurality of uniformly distributed over the electrode surface contacts to be created. The disadvantage is that in industrial processes electrode surfaces in the order of at least 0.5 m 2 must be used. The problem with this is that after assembly of the electrolytic cell, a uniform contact pressure across the electrode surface must be ensured, which is very difficult to achieve with this cell size. This happens
Stromkonzentrationen an Punkten mit größerem Kontaktdruck. Dies führt zu Current concentrations at points with greater contact pressure. this leads to
Polarisationsphänomenen und der damit verbundenen Desaktivierung der Membran und der katalytischen Elektroden. Polarization phenomena and the associated deactivation of the membrane and the catalytic electrodes.
[0007] Zudem bieten derartige Matratzen oder gerippte Strukturen den Nachteil, dass sie sich beim Zusammenbau verdichten, was die Gasabfuhr während der Elektrolyse In addition, such mattresses or ribbed structures have the disadvantage that they condense during assembly, which is the gas removal during the electrolysis
BESTÄTIGUNGSKOPIE
negativ beeinflusst. Ein weiteres Problem zeigt sich bei betriebsbedingten Störfällen. Entsteht ein Umkehrdruck, wodurch es zu einer bleibenden Verformung der Kathode kommen kann, vergrößert sich der Anoden- zu Kathodenabstand und die CONFIRMATION COPY negatively influenced. Another problem arises in case of operational incidents. If a reverse pressure arises, which can lead to a permanent deformation of the cathode, the anode to cathode distance increases and the
Elementspannung erhöht sich. [0008] Beim Betriebsstillstand kommt es auch häufig vor, dass beispielsweise bei der Chlor-Alkalielektrolyse das Anoden-seitig erzeugte Chlor diffundiert und die aktivierte Kathode angreift, wodurch diese beschädigt wird und wiederum die Element voltage increases. When shutdown, it is also common that, for example, in the chlor-alkali electrolysis, the anode-side generated chlorine diffused and the activated cathode attacks, causing it is damaged and turn the
lonenaustauschermembran perforieren kann. ion exchange membrane can perforate.
[0009] Eine Weiterentwicklung offenbart die JP-A-57-108278, indem mehrere flache streifenfömige Blattfederelemente als elektrische Verbindung zwischen einer A further development disclosed in JP-A-57-108278 by a plurality of flat strip-shaped leaf spring elements as electrical connection between a
Elektrodenkammertrennwand und einer Elektrode vorgesehen sind. Derartige Electrode chamber partition and an electrode are provided. such
Elektroden sind hinsichtlich einer Verformung durch eine Kraftausübung besser geeignet als Elektroden, in denen dünne Drahtelemente oder ähnliche Elemente verwendet werden. Alle derartigen flachen streifenförmigen Blattfederelemente erstrecken sich jedoch von einem flexiblen Halteelement unter einem Winkel in die gleiche Richtung. Electrodes are better suited to deformation by force application than electrodes using thin wire elements or similar elements. However, all such flat strip-shaped leaf spring elements extend from a flexible support member at an angle in the same direction.
[0010] Bei Ausübung einer Kraft von der Seite einer Elektrodenfläche, werden die flachen streifenförmigen Blattfederelemente aber eventuell verformt und fehlerhaft ausgerichtete, wodurch es zu einer Schädigung der lonenaustauschermembran kommen kann. Upon application of a force from the side of an electrode surface, however, the flat strip-shaped leaf spring elements may be deformed and misaligned, which may result in damage to the ion exchange membrane.
[0011] In der DE60302610T2 ist ein Elektrolyseur offenbart, in dem eine Elektrode mit mehreren kammähnlich angeordneten flachen streifenförmigen Blattfederelementen in Kontakt steht, die sich unter einem Winkel von einer flachen Blattfederform eines Halteelements erstrecken, das auf einer in einer Elektrodenkammer angeordneten Elektrodenkammertrennwand angeordnet ist, wobei jedes Paar kammähnlich angeordneter flacher Blattfederelemente derart angeordnet ist, dass benachbarte flache streifenförmige Blattfederelemente sich in wechselseitig entgegengesetzte Richtungen erstrecken. In DE60302610T2 an electrolyzer is disclosed in which an electrode is in contact with a plurality of comb-like flat strip-shaped leaf spring elements extending at an angle from a flat leaf spring shape of a holding member disposed on an electrode chamber partition wall disposed in an electrode chamber, wherein each pair of comb-like arranged flat plate spring members is arranged such that adjacent flat strip-shaped leaf spring members extend in mutually opposite directions.
[0012] In der DE 102006046807 A1 wird eine Elektrolysezelle offenbart, bei der eine Elektrode in Richtung der gegenüber liegenden Elektrode gewölbt wird. Dadurch wird ein flächiges Einpressen der Membran zwischen den beiden Elektroden erreicht. Die Wölbung wird dabei idealerweise über eine Mehrzahl von Federn erreicht, die zwischen der Elektrode und der Rückwand der Elektrolysezelle gespannt werden. Die Federn sind dabei nicht Bestandteil der Elektrode.
[0013] Nachteilig an dieser Technologie ist immer noch, dass die Elektrode, die mit den Kontaktfederelementen in Kontakt steht, ein Verrutschen der Einzelelemente beim Zusammenbau und damit eine gleichmäßige Kontaktfläche oder eine Beschädigung der Elektrode nicht ausgeschlossen werden kann. [0014] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb eine Elektrode zur In DE 102006046807 A1 discloses an electrolytic cell is disclosed in which an electrode is curved in the direction of the opposite electrode. As a result, a flat pressing of the membrane between the two electrodes is achieved. The curvature is ideally achieved by a plurality of springs, which are stretched between the electrode and the rear wall of the electrolysis cell. The springs are not part of the electrode. A disadvantage of this technology is still that the electrode, which is in contact with the contact spring elements, slipping of the individual elements during assembly and thus a uniform contact surface or damage to the electrode can not be excluded. The object of the present invention is therefore an electrode for
Verfügung zu stellen, die die aufgezeigten Probleme nicht mehr aufweist. To provide that no longer has the problems indicated.
Insbesondere soll die Elektrode leicht auswechselbar sein und eine hohe Stabilität aufweisen. In particular, the electrode should be easily replaceable and have high stability.
[0015] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Einsatz einer Elektrode einer Elektrolysezelle für elektro-chemische Prozesse, umfassend einen Grundkörper, welcher dreidimensional geformt ist, gelöst, wobei der Grundkörper elektrisch leitende, Abstands-haltende Mittel aufweist, wobei die Abstands-haltenden Mittel federartig ausgestaltet sind. The object of the present invention is achieved by the use of an electrode of an electrolytic cell for electro-chemical processes, comprising a main body, which is three-dimensionally shaped, wherein the base body has electrically conductive, distance-holding means, wherein the distance-holding Means are designed spring-like.
[0016] Dabei ist die erfindungsgemäße Elektrode im eingebauten Zustand in eine Elektrolysezelle einer lonenaustauschermembran parallel gegenüberliegend angeordnet. Die Abstands-haltenden Mittel sind dabei an der der In this case, the electrode according to the invention is arranged in the installed state in an electrolysis cell of an ion exchange membrane parallel opposite. The distance-holding means are at the
lonenaustauschermembran gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers angeordnet. Ion exchange membrane opposite side of the base body arranged.
[0017] Die Abstands-haltenden Mittel, welche der Grundkörper aufweist, stehen mit diesem in fester Verbindung. D. h. sie sind Bestandteil der Elektrode selbst. Mit Vorteil werden die Abstands-haltenden Mittel dadurch generiert, dass beispielsweise bei der Fertigung der Elektrode die Abstands-haltenden Mittel durch Biegen der Elektrode an den entsprechenden Stellen federartig ausgestaltet werden. Alternativ können die Abstands-haltenden Mittel an der Elektrode über gängige Verfahren wie Schrauben, Schweißen oder Kleben angebracht werden, um so ein Bestandteil der Elektrode selbst zu werden. The spacing-holding means, which has the body, are in firm connection with this. Ie. they are part of the electrode itself. Advantageously, the distance-maintaining means are generated by, for example, in the production of the electrode, the distance-maintaining means are designed by bending the electrode at the appropriate points feathery. Alternatively, the spacer-holding means may be attached to the electrode by common methods such as screwing, welding or gluing so as to become a part of the electrode itself.
[0018] Dabei kann die Federhärte so eingestellt werden, dass auch im Falle eines durch einen betriebsbedingten Störfalls verursachten Umkehrdruck in der In this case, the spring rate can be adjusted so that even in the case of a caused by an operational incident reverse pressure in the
Elektrolysezelle die Kathode nicht verformt wird. Dabei sind die Querschnitte der federartigen Mittel variabel wählbar. [0019] Außerdem bleibt es dem Fachmann überlassen ein Material für die Abstandhaltenden Mittel auszuwählen, das elektrisch leitende Eigenschaften mitbringt. Mit Vorteil wird ein Material verwendet, das dem des Elektrodengrundkörpers gleich oder ähnlich ist.
[0020] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind als Abstands-haltende Mittel schraubenförmige, spiralförmige, stabförmig gestreckte und/oder abgeknickte Electrolysis cell, the cathode is not deformed. The cross sections of the spring-like means are variably selectable. In addition, it is up to those skilled in the art to select a material for the spacing means which provides electrically conductive properties. Advantageously, a material is used which is the same or similar to that of the electrode body. In an advantageous embodiment of the invention are as distance-holding means helical, spiral, rod-shaped stretched and / or kinked
Bauformen vorgesehen. Designs provided.
[0021] In weiterer Ausführungsform der Erfindung stehen die Abstands-haltenden Mittel über beliebig geformte Übergangsbereiche in fester Verbindung mit dem In a further embodiment of the invention, the distance-maintaining means over arbitrarily shaped transition areas in solid connection with the
Grundkörper. Body.
[0022] Bevorzugt besteht der Grundkörper, in der Art eines flachen C-Profils, aus einem ersten flachen Bauchteil, welches im eingebauten Zustand parallel zur Membran verläuft und einem oder weiteren Flankenteilen, welche im eingebauten Zustand in einem Winkel von mindestens 10 Winkelgrad von der Membran weg geneigt sind, und zwischen dem flachen Bauchteil und dem oder den weiteren Flankenteilen ein oder mehrere beliebig geformte Übergangsbereiche angeordnet sind. Preferably, the base body, in the manner of a flat C-profile, of a first flat flat part, which runs parallel to the membrane in the installed state and one or more flank parts, which in the installed state at an angle of at least 10 degrees of angle Membrane are inclined away, and one or more arbitrarily shaped transition regions are arranged between the flat belly part and the one or more other flank parts.
[0023] Mit Vorteil weist der Grundkörper der Elektrode durchgängige Öffnungen auf. Dabei sind die Öffnungen bevorzugt am flachen Bauchteil des Elektrodengrundkörpers angeordnet. Advantageously, the main body of the electrode has continuous openings. In this case, the openings are preferably arranged on the flat belly part of the electrode base body.
[0024] Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Elektrolyseverfahren zur Herstellung von Halogengasen aus wässrigen Alkalihalogenidlösungen, wobei flächige Elektroden gemäß einem der vorstehenden Ansprüche eingesetzt werden. Furthermore, the invention comprises an electrolysis process for the production of halogen gases from aqueous alkali halide solutions, wherein planar electrodes are used according to one of the preceding claims.
[0025] In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die Herstellung der Halogengase Elektrolyseure in Einzelzellenbauweise eingesetzt, wobei die Einzelzellelektrolysezellen, eine Anodenhalbschale mit einer Anode, eine In a further embodiment of the method according to the invention electrolyzers are used in the single cell construction, wherein the Einzelzellelektrolysezellen, an anode half-shell with an anode, a
Kathodenhalbschale mit einer Kathode und einer zwischen Anodenhalbschale und Kathodenhalbschale angeordnete lonenaustauschermembran, umfassen. Cathode half-shell with a cathode and a arranged between the anode half-shell and cathode half-shell ion exchange membrane comprise.
[0026] Nachstehend soll die Erfindung anhand von 2 Figuren näher erläutert werden. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to 2 figures. Show it:
Fig.1 Eine erfindungsgemäße Elektrode in vorteilhafter Kasten-artiger Ausgestaltung An inventive electrode in an advantageous box-like design
Fig.2 Schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Elektrode in einem Elektrolyseur, der im Querschnitt gezeigt ist. Fig.2 Schematic arrangement of the electrode according to the invention in an electrolyzer, which is shown in cross section.
[0027] Fig. 1 zeigt eine Elektrode 1 in der Ausführungsform eines flachen Kasten- Profils. Die nach unten geknickten Flanken 2 und 3 sind sehr kurz gehalten in Relation zum flachen Bauchteil 4, das um ein Vielfaches breiter ausgestaltet ist. Zwischen den
Flanken 2 und 3 und dem Bauchteil 4 befinden sich die Übergangsbereiche 5a und 5b. Vorteilhaft besitzt die Elektrode 1 im flachen Bauchbereich 4 in Reihen angeordnete Löcher (nicht gezeigt), wobei diese Lochreihen parallel zueinander angeordnet und die Löcher diagonal zueinander versetzt sind. Dadurch kann die zur Verfügung stehende Fläche des Bauchteils 4 am effektivsten für die Elektrolyse genutzt werden. Vorteilhaft findet sich eine weitere Lochreihe in den Übergangsbereichen 5a oder 5b, Fig. 1 shows an electrode 1 in the embodiment of a flat box profile. The bent down flanks 2 and 3 are kept very short in relation to the flat belly part 4, which is designed to be many times wider. Between Flanks 2 and 3 and the belly part 4 are the transition areas 5a and 5b. Advantageously, the electrode 1 has in the flat abdominal region 4 in rows arranged holes (not shown), wherein these rows of holes arranged parallel to each other and the holes are offset diagonally to each other. As a result, the available area of the abdominal part 4 can be used most effectively for the electrolysis. Advantageously, there is another row of holes in the transition regions 5a or 5b,
beziehungsweise sind noch weitere zusätzliche Lochreihen in den Flanken 2 und 3 selbst vorgesehen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass der or are even more additional rows of holes in the flanks 2 and 3 itself provided. An essential advantage of this embodiment is that the
Bauchteil 4 im eingebauten Zustand planparallel zur Membran angeordnet ist, in welchem die elektrochemische Reaktion ablaufen kann. Dabei wird die Membran über die Löcher mit Lauge oder Sole versorgt. Belly part 4 is arranged in the installed state plane parallel to the membrane, in which the electrochemical reaction can proceed. The membrane is supplied via the holes with brine or brine.
[0028] Des Weiteren besitzt die Elektrode 1 zwei fest mit dieser in Verbindung stehende Federelemente 6a und 6b. Dabei können die Übergangsbereiche 7a und 7b zwischen den Flankenteilen 2 und 3 der Elektrode und den Federelementen 6a, 6b beliebig ausgestaltet sein. Furthermore, the electrode 1 has two permanently connected to this spring elements 6a and 6b. In this case, the transition regions 7a and 7b between the flank parts 2 and 3 of the electrode and the spring elements 6a, 6b can be configured as desired.
[0029] In Fig. 2 ist eine schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Elektrode 1 , umfassend die Federelemente 6a und 6b in einem Elektrolyseur gezeigt. Beispielhaft wird die erfindungsgemäße Elektrode als Kathode eingesetzt. Dabei wird die Elektrode in die Kathodenhalbschale 8 gesetzt. Im zusammengebauten Zustand berühren die aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigten Federelemente 6a und 6b dieFIG. 2 shows a schematic arrangement of the electrode 1 according to the invention, comprising the spring elements 6a and 6b in an electrolyzer. By way of example, the electrode according to the invention is used as the cathode. The electrode is placed in the cathode half-shell 8. In the assembled state, the spring elements 6a and 6b made of an electrically conductive material touch the
Kathodenhalbschale, so dass der elektrische Kontakt gewährleistet ist. Das Bauchteil 4 der Elektrode 1 ist planparallel zur Membran 9 angeordnet. Auf der Cathode half shell, so that the electrical contact is ensured. The belly part 4 of the electrode 1 is arranged plane-parallel to the membrane 9. On the
gegenüberliegenden Seite der Membran 9 befindet sich die anodische Elektrode 10, die auf einem Stegsystem angeordnet ist und sich in einer Anodenhalbschale 11 befindet. Derartige Einzelelemente 12 werden in einem Elektrolyseur stapeiförmig nebeneinander geschichtet. Über Kontaktelemente (nichtgezeigt) wird zwischen den einzelnen Einbauten der elektrische Kontakt hergestellt. Separate Halteelemente, die die Elektrode 1 an die Membran 9 anpressen und gleichzeitig den elektrischen Kontakt zu der Kathodenhalbschale 8 herstellen werden durch die erfindungsgemäße Bauform der Elektrode 1 überflüssig. opposite side of the membrane 9 is the anodic electrode 10, which is arranged on a web system and is located in an anode half shell 11. Such individual elements 12 are stacked in an electrolyzer stapeiförmig side by side. About contact elements (not shown) is made between the individual internals of the electrical contact. Separate holding elements, which press the electrode 1 against the membrane 9 and at the same time establish electrical contact with the cathode half-shell 8, are rendered superfluous by the design of the electrode 1 according to the invention.
[0030] Vorteile, die sich aus der Erfindung ergeben: kein Verrutschen von Einzelelementen beim Zusammenbau möglich, da die Elektrode aus einem einzigen Bauteil gefertigt ist. Advantages resulting from the invention: no slippage of individual elements during assembly possible because the electrode is made of a single component.
durch einfaches Einstellen der Elektrode in die Elektrodenhalbschale wird der elektrische Kontakt gewährleistet.
durch einfaches Einstellen der erfindungsgemäßen Elektrode in die Elektrodenhalbschale ist eine einfache Wartung und Auswechselbarkeit gewährleitstet. simply by setting the electrode in the electrode half shell, the electrical contact is ensured. simply by setting the electrode according to the invention in the electrode half shell a simple maintenance and interchangeability is gewährleitstet.
durch Einstellung der Federhärte kann eine bleibende Umformung der Elektrode vermieden werden. By adjusting the spring hardness, permanent reshaping of the electrode can be avoided.
gleichmäßiger Anpressdruck über die gesamte Elektrodenfläche wird erreicht die Elektrodenbauart weist eine hohe Stabilität auf uniform contact pressure over the entire electrode surface is achieved the electrode design has a high stability
ein minimierter Strömungswiderstand kann gewährleistet werden. a minimized flow resistance can be ensured.
[0031] Bezugszeichenliste [0031] List of Reference Numerals
1 Kathodische Elektrode 1 cathodic electrode
2 Flanke 2 flank
3 Flanke 3 flank
4 Bauchteil 4 belly part
5a, b Übergangsbereiche zwischen Bachteil und Flankenteilen 5a, b Transition areas between stream and flank parts
6a, b Federelemente 6a, b spring elements
7 Übergangsbereiche zwischen Flankenteilen und Federelementen 7 transition areas between flank parts and spring elements
8 Kathodenhalbschale 8 cathode half shell
9 Membran 9 membrane
10 Anodische Elektrode 10 Anodic electrode
11 Anodenhalbschale 11 anode half shell
12 Einzelelement
12 single element
Claims
1. Elektrode einer Elektrolysezelle für elektro-chemische Prozesse, umfassend einen Grundkörper, welcher dreidimensional geformt ist, 1. Electrode of an electrolytic cell for electrochemical processes, comprising a main body, which is shaped in three dimensions,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Grundkörper elektrisch leitende, Abstands-haltende Mittel aufweist, wobei die Abstands-haltenden Mittel federartig ausgestaltet sind. the base body has electrically conductive, distance-holding means, wherein the distance-holding means are designed spring-like.
2. Elektrode nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abstands- haltenden Mittel aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, das demjenigen des Grundkörpers gleich oder ähnlich ist. 2. An electrode according to claim 1, characterized in that the distance-holding means consist of an electrically conductive material which is the same or similar to that of the base body.
3. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als federartige Ausgestaltung der Abstands-haltenden Mittel 3. Electrode according to one of claims 1 or 2, characterized in that as a spring-like configuration of the distance-holding means
schraubenförmige, spiralförmige, stabförmig gestreckte und/oder abgeknickte Bauformen vorgesehen sind. helical, spiral, rod-shaped elongated and / or kinked designs are provided.
4. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstands-haltenden Mittel über beliebig geformte Übergangsbereiche in fester Verbindung mit dem Grundkörper stehen. 4. An electrode according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the distance-holding means are about arbitrarily shaped transition regions in solid connection with the body.
5. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper in der Art eines flachen Kasten-Profils aus einem ersten flachen Bauchteil und einem oder weiteren Flankenteilen besteht, und zwischen dem flachen Bauchteil und dem oder den weiteren Flankenteilen ein oder mehrere beliebig geformte Übergangsbereiche angeordnet sind. 5. Electrode according to one of claims 1 to 4, characterized in that the base body in the manner of a flat box profile consists of a first flat belly part and one or more flank parts, and between the flat belly part and the one or more flank parts or several arbitrarily shaped transition regions are arranged.
6. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper der Elektrode durchgängige Öffnungen aufweist. 6. Electrode according to one of claims 1 to 5, characterized in that the main body of the electrode has continuous openings.
7. Elektrolyseverfahren zur Herstellung von Halogengasen aus wässrigen 7. electrolysis process for the production of halogen gases from aqueous
Alkalihalogenidlösungen, dadurch gekennzeichnet, dass flächige Elektroden gemäß einem der vorstehenden Ansprüche eingesetzt werden. Alkali halide solutions, characterized in that planar electrodes are used according to one of the preceding claims.
8. Elektrolyseverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung der Halogengasen Elektrolyseure in Einzelzellenbauweise eingesetzt werden, wobei die Einzelzellelektrolysezellen, eine 8. electrolysis process according to claim 7, characterized in that for the production of halogen gases electrolyzers are used in single-cell construction, wherein the Einzelzellelektrolysezellen, a
Anodenhalbschale mit einer Anode, eine Kathodenhalbschale mit einer Kathode und einer zwischen Anodenhalbschale und Kathodenhalbschale angeordnete lonenaustauschermembran, umfassen. Anode half-shell with an anode, a cathode half-shell with a cathode and an ion exchange membrane arranged between anode half-shell and cathode half-shell.
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