EP4124677A1

EP4124677A1 - Fracture-stable partition comprising solid electrolyte ceramics for electrolytic cells

Info

Publication number: EP4124677A1
Application number: EP21188420.0A
Authority: EP
Inventors: Philip Heinrich REINSBERG; Michael Horn
Original assignee: Evonik Functional Solutions GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-02-01
Also published as: WO2023006493A1; CN117813419A; KR20240034777A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Trennwand W, welche sich zum Einsatz in einer Elektrolysezelle E eignet. Die Trennwand W umfasst mindestens zwei alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken FA und FB, die durch mindestens ein Trennelement T voneinander getrennt sind. Im Vergleich zu den Fällen gemäß Stand der Technik, in denen die Trennwand W den Festelektrolyten in einem Stück umfasst, ist diese Anordnung flexibler, und den einzelnen Keramiken stehen mehr Freiheitsgrade zur Verfügung, um z.B. mit Schrumpfung oder Ausdehnung auf Temperaturschwankungen zu reagieren. Dadurch erhöht sich die Stabilität gegenüber mechanischen Spannungen in der Keramik.In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Elektrolysezelle E, welche eine Kathodenkammer KK umfasst, die durch die Trennwand W von der benachbarten Kammer, bei der es sich um die Anodenkammer KA oder eine Mittelkammer KM der Elektrolysezelle E handelt, abgetrennt ist.In einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Alkalimetallalkoholatlösung in der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.In a first aspect, the present invention relates to a partition wall W which is suitable for use in an electrolytic cell E. The dividing wall W comprises at least two alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics FA and FB, which are separated from one another by at least one separating element T. Compared to the cases according to the prior art, in which the partition wall W comprises the solid electrolyte in one piece, this arrangement is more flexible and the individual ceramics have more degrees of freedom to react to temperature fluctuations, for example by shrinking or expanding. This increases the stability against mechanical stresses in the ceramic. In a second aspect, the present invention relates to an electrolytic cell E, which comprises a cathode chamber KK, which is separated by the partition wall W from the adjacent chamber in which it is the anode chamber KA or a central chamber KM of the electrolytic cell E. In a third aspect, the present invention relates to a method for preparing an alkali metal alkoxide solution in the Electrolytic cell E according to the second aspect of the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Trennwand W, welche sich zum Einsatz in einer Elektrolysezelle E eignet. Die Trennwand W umfasst mindestens zwei alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F _A und F _B, die durch mindestens ein Trennelement T voneinander getrennt sind. Im Vergleich zu den Fällen gemäß Stand der Technik, in denen die Trennwand W den Festelektrolyten in einem Stück umfasst, ist diese Anordnung flexibler, und den einzelnen Keramiken stehen mehr Freiheitsgrade zur Verfügung, um z.B. mit Schrumpfung oder Ausdehnung auf Temperaturschwankungen zu reagieren. Dadurch erhöht sich die Stabilität gegenüber mechanischen Spannungen in der Keramik.In a first aspect, the present invention relates to a partition wall W which is suitable for use in an electrolytic cell E. The partition W comprises at least two alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics F _A and F _B , which are separated from one another by at least one separating element T. Compared to the cases according to the prior art, in which the partition wall W comprises the solid electrolyte in one piece, this arrangement is more flexible and the individual ceramics have more degrees of freedom to react to temperature fluctuations, for example by shrinking or expanding. This increases the stability against mechanical stresses in the ceramic.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Elektrolysezelle E, welche eine Kathodenkammer K _K umfasst, die durch die Trennwand W von der benachbarten Kammer, bei der es sich um eine Anodenkammer K _A oder eine Mittelkammer K _M der Elektrolysezelle E handelt, abgetrennt ist.In a second aspect, the present invention relates to an electrolytic cell E comprising a cathode chamber K _K separated by the partition wall W from the adjacent chamber, which is an anode chamber KA or a middle chamber K _M of _the electrolytic cell E .

In einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Alkalimetallalkoholatlösung in der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.In a third aspect, the present invention relates to a method for producing an alkali metal alkoxide solution in the electrolytic cell E according to the second aspect of the invention.

1. Hintergrund der Erfindung1. Background of the Invention

Die elektrochemische Herstellung von Alkalimetallalkoholatlösungen ist ein wichtiger industrieller Prozess, der beispielsweise in der DE 103 60 758 A1 , der US 2006/0226022 A1 und der WO 2005/059205 A1 beschrieben ist. Das Prinzip dieser Verfahren spiegelt sich in einer Elektrolysezelle wider, in deren Anodenkammer sich die Lösung eines Alkalisalzes, beispielsweise Kochsalz oder NaOH, und in deren Kathodenkammer sich der betreffende Alkohol oder eine niedrig konzentrierte alkoholische Lösung des betreffenden Alkalimetallalkoholates, beispielsweise Natriummethanolat oder Natriumethanolat, befinden. Die Kathodenkammer und die Anodenkammer sind durch eine das eingesetzte Alkalimetallion leitende Keramik getrennt, beispielsweise NaSICON oder ein Analogon für Kalium oder Lithium. Bei Anlegen eines Stroms entstehen an der Anode - wenn ein Chloridsalz des Alkalimetalls eingesetzt wird - Chlor und an der Kathode Wasserstoff und Alkoholationen. Der Ladungsausgleich erfolgt dadurch, dass Alkalimetallionen aus der Mittelkammer in die Kathodenkammer über die für sie selektive Keramik wandern. Der Ladungsausgleich zwischen Mittelkammer und Anodenkammer erfolgt durch die Wanderung von Kationen bei Einsatz von Kationenaustauschermembranen oder die Wanderung von Anionen bei Einsatz von Anionenaustauschermembranen oder durch Wanderung beider lonenarten bei Einsatz nichtspezifischer Diffusionsbarrieren. Dadurch erhöht sich die Konzentration des Alkalimetallalkoholats in der Kathodenkammer und es erniedrigt sich die Konzentration der Natriumionen im Anolyten.The electrochemical production of alkali metal alkoxide solutions is an important industrial process that is used, for example, in DE 103 60 758 A1 , the U.S. 2006/0226022 A1 and the WO 2005/059205 A1 is described. The principle of this process is reflected in an electrolytic cell in whose anode chamber there is a solution of an alkali salt, for example common salt or NaOH, and in whose cathode chamber there is the alcohol in question or a low-concentration alcoholic solution of the alkali metal alcoholate in question, for example sodium methoxide or sodium ethoxide. The cathode compartment and the anode compartment are separated by a ceramic which conducts the alkali metal ion used, for example NaSICON or an analog for potassium or lithium. When a current is applied, chlorine is formed at the anode - if a chloride salt of the alkali metal is used - and hydrogen and alcohol ions are formed at the cathode. The charge is equalized by the alkali metal ions migrating from the middle chamber into the cathode chamber via the ceramic that is selective for them. The charge equalization between the middle chamber and the anode chamber takes place through the migration of cations when using cation exchange membranes or the migration of anions when using anion exchange membranes or through the migration of both types of ions when using non-specific diffusion barriers. This increases the concentration of the alkali metal alcoholate in the cathode chamber and the concentration of the sodium ions in the anolyte decreases.

NaSICON-Festelektrolyte werden auch bei der elektrochemischen Herstellung anderer Verbindungen eingesetzt:
WO 2014/008410 A1 beschreibt ein elektrolytisches Verfahren zur Herstellung von elementarem Titan oder Seltenen Erden. Dieses Verfahren beruht darauf, dass Titanchlorid aus TiO₂ und der entsprechenden Säure gebildet wird, dieses mit Natriumalkoholat zum Titaniumalkoholat und NaCl reagiert und schließlich elektrolytisch zu elementarem Titan und Natriumalkoholat umgesetzt wird.NaSICON solid electrolytes are also used in the electrochemical production of other compounds:
WO 2014/008410 A1 describes an electrolytic process for the production of elemental titanium or rare earths. This process is based on the fact that titanium chloride is formed from TiO ₂ and the corresponding acid, this reacts with sodium alcoholate to form titanium alcoholate and NaCl and is finally converted electrolytically to form elemental titanium and sodium alcoholate.

WO 2007/082092 A2 und WO 2009/059315 A1 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Biodiesel, in denen mithilfe von über NaSICON elektrolytisch hergestellten Alkoholaten zunächst Triglyceride in die entsprechenden Alkalimetalltriglyceride überführt werden und in einem zweiten Schritt mit elektrolytisch erzeugten Protonen zu Glycerin und dem jeweiligen Alkalimetallhydroxid umgesetzt werden. WO 2007/082092 A2 and WO 2009/059315 A1 describe processes for the production of biodiesel in which triglycerides are first converted into the corresponding alkali metal triglycerides with the aid of alcoholates electrolytically produced via NaSICON and in a second step are converted into glycerol and the respective alkali metal hydroxide with electrolytically produced protons.

Diese Festelektrolytkeramiken weisen allerdings typischerweise einige Nachteile auf. Beim Betrieb der Elektrolysezelle kommt es unweigerlich zu Temperaturschwankungen in der Zelle, durch welche sich die Festelektrolytkeramik ausdehnt oder schrumpft. Da diese Keramiken zerbrechlich sind, kann dies zu einem Bruch der Keramik führen.However, these solid electrolyte ceramics typically have some disadvantages. During operation of the electrolytic cell, temperature fluctuations inevitably occur in the cell, causing the solid electrolyte ceramic to expand or shrink. Since these ceramics are fragile, this can lead to the ceramic breaking.

Diese Problematik ergibt sich insbesondere bei den sich immer wieder wiederholenden An- und Abfahrprozessen, die beim Betrieb der Elektrolyse unumgänglich sind. Während des Aufheizens und Abkühlens kommt es zu Ausdehnungs- und Schrumpfungsphasen, wodurch sich die Keramik in der Elektrolysezelle hin- und herbewegt. Diese Bewegungen können aufgrund der unkontrollierten Kräfteverteilung in der Keramik dazu führen, dass diese bricht.This problem arises in particular in the repeatedly repeated start-up and shut-down processes that are unavoidable when operating the electrolysis. Expansion and contraction phases occur during heating and cooling, causing the ceramic to move back and forth in the electrolytic cell. These movements can cause the ceramic to break due to the uncontrolled distribution of forces in the ceramic.

Daneben können Undichtigkeiten entstehen, die zu einer Leckage von Sole in Alkohol oder umgekehrt führen kann. Dadurch wird das Produkt der Elektrolyse - die Alkoholatlösung - verwässert. Daneben kann auch die Elektrolysezelle selbst undicht werden und auslaufen.In addition, leaks can occur, which can lead to leakage of brine into alcohol or vice versa. As a result, the product of the electrolysis - the alcoholate solution - is diluted. In addition, the electrolytic cell itself can leak and leak.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag deshalb darin, eine Elektrolysezelle zur Verfügung zu stellen, die diese Nachteile nicht aufweist.The object of the present invention was therefore to provide an electrolytic cell which does not have these disadvantages.

Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Elektrolysezellen auf diesem technischen Gebiet ergibt sich daraus, dass der Festelektrolyt nicht gegenüber wässrigen Säuren langzeitstabil ist. Dies ist insofern problematisch, als während der Elektrolyse in der Anodenkammer der pH durch Oxidationsprozesse sinkt (zum Beispiel bei Herstellung von Halogenen durch Disproportionierung oder durch Sauerstoffbildung). Diese sauren Bedingungen greifen den NaSICON-Festelektrolyten an, so dass das Verfahren nicht großtechnisch eingesetzt werden kann. Um diesem Problem zu begegnen, wurden im Stand der Technik verschiedene Ansätze beschrieben.A further disadvantage of conventional electrolytic cells in this technical field results from the fact that the solid electrolyte is not stable over the long term with respect to aqueous acids. This is problematic insofar as the pH drops in the anode chamber during electrolysis as a result of oxidation processes (for example when halogens are produced by disproportionation or by oxygen formation). These acidic conditions attack the NaSICON solid electrolyte, so the process cannot be used on an industrial scale. Various approaches have been described in the prior art to address this problem.

So wurden im Stand der Technik Dreikammerzellen vorgeschlagen. Solche sind auf dem Gebiet der Elektrodialyse bekannt, zum Beispiel US 6,221,225 B1 .Thus, three-chamber cells have been proposed in the prior art. Such are known in the field of electrodialysis, for example US 6,221,225 B1 .

WO 2012/048032 A2 und US 2010/0044242 A1 beschreiben beispielsweise elektrochemische Verfahren zur Herstellung von Natriumhypochlorit und ähnlichen Chlorverbindungen in einer solchen Dreikammerzelle. Die Kathodenkammer und die mittlere Kammer der Zelle werden dabei durch einen für Kationen durchlässigen Festelektrolyten wie zum Beispiel NaSICON getrennt. Um diesen vor dem sauren Anolyten zu schützen, wird der Mittelkammer beispielsweise Lösung aus der Kathodenkammer zugeführt. Die US 2010/0044242 A1 beschreibt außerdem in Abbildung 6, dass Lösung aus der mittleren Kammer mit Lösung aus der Anodenkammer außerhalb der Kammer vermischt werden kann, um Natriumhypochlorit zu erhalten. WO 2012/048032 A2 and US 2010/0044242 A1 describe, for example, electrochemical processes for the production of sodium hypochlorite and similar chlorine compounds in such a three-chamber cell. The cathode chamber and the middle chamber of the cell are separated by a cation-permeable solid electrolyte such as NaSICON. In order to protect this from the acidic anolyte, the middle chamber is supplied with solution from the cathode chamber, for example. The US 2010/0044242 A1 also describes in Figure 6 that solution from the middle chamber can be mixed with solution from the anode chamber outside the chamber to obtain sodium hypochlorite.

Auch für die Herstellung oder Reinigung von Alkalialkoholaten wurden solche Zellen im Stand der Technik vorgeschlagen.Such cells have also been proposed in the prior art for the production or purification of alkali metal alkoxides.

So beschreibt die US 5,389,211 A ein Verfahren zur Reinigung von Alkoholatlösungen, in denen eine Dreikammerzelle eingesetzt wird, in welcher die Kammern durch kationenselektive Festelektrolyten oder auch nichtionische Trennwände voneinander abgegrenzt sind. Die Mittelkammer wird als Pufferkammer eingesetzt, um zu verhindern, dass sich die gereinigte Alkoxid- oder Hydroxidlösung aus der Kathodenkammer mit der verunreinigten Lösung aus der Anodenkammer mischt.That's how she describes it US 5,389,211A a process for the purification of alcoholate solutions in which a three-chamber cell is used, in which the chambers are separated from one another by cation-selective solid electrolytes or non-ionic partitions. The center compartment is used as a buffer compartment to prevent the purified alkoxide or hydroxide solution from the cathode compartment from mixing with the contaminated solution from the anode compartment.

Die DE 42 33 191 A1 beschreibt die elektrolytische Gewinnung von Alkoholaten aus Salzen und Alkoholaten in Mehrkammerzellen und Stapeln aus mehreren Zellen.The DE 42 33 191 A1 describes the electrolytic production of alcoholates from salts and alcoholates in multi-chamber cells and stacks of several cells.

Die WO 2008/076327 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Alkalimetallalkoholaten. Dabei wird eine Dreikammerzelle eingesetzt, deren Mittelkammer mit Akalimetallalkoholat gefüllt ist (siehe zum Beispiel Absätze [0008] und [0067] der WO 2008/076327 A1 ). Dadurch wird der die Mittelkammer und die Kathodenkammer abtrennende Festelektrolyt vor der in der Anodenkammer befindlichen Lösung, die bei der Elektrolyse saurer wird, geschützt. Eine ähnliche Anordnung beschreibt die WO 2009/073062 A1 . Diese Anordnung hat allerdings den Nachteil, dass es sich bei der Alkalimetallalkoholatlösung, welche als Pufferlösung verbraucht und kontinuierlich kontaminiert wird, um das gewünschte Produkt handelt. Ein weiterer Nachteil des in der WO 2008/076327 A1 beschriebenen Verfahrens ist, dass die Bildung des Alkoholats in der Kathodenkammer von der Diffusionsgeschwindigkeit der Alkalimetallionen durch zwei Membranen bzw. Festelektrolyten abhängt. Dies führt wiederum zu einer Verlangsamung der Bildung des Alkoholats.The WO 2008/076327 A1 describes a process for preparing alkali metal alkoxides. A three-chamber cell is used, the middle chamber of which is filled with alkali metal alkoxide (see, for example, paragraphs [0008] and [0067] of WO 2008/076327 A1 ). This protects the solid electrolyte separating the middle chamber and the cathode chamber from the solution in the anode chamber, which becomes more acidic during the electrolysis. A similar arrangement is described in WO 2009/073062 A1 . However, this arrangement has the disadvantage that the alkali metal alkoxide solution, which is consumed as a buffer solution and is continuously contaminated, is the desired product. Another disadvantage of the in the WO 2008/076327 A1 The method described is that the formation of the alcoholate in the cathode chamber depends on the diffusion rate of the alkali metal ions through two membranes or solid electrolytes. This in turn slows down the formation of the alcoholate.

Ein weiteres Problem ergibt sich durch die Geometrie der Dreikammerzelle. Die Mittelkammer ist in einer solchen Kammer durch eine Diffusionsbarriere von der Anodenkammer und durch eine ionenleitende Keramik von der Kathodenkammer abgetrennt. Während der Elektrolyse kommt es damit unvermeidlich zur Ausbildung von pH-Gradienten und zu Totvolumina. Dies kann die ionenleitende Keramik schädigen und infolgedessen den Spannungsbedarf der Elektrolyse erhöhen und/oder zum Bruch der Keramik führen.Another problem arises from the geometry of the three-chamber cell. The center chamber is in such a chamber by a diffusion barrier from the anode chamber and by a ion-conducting ceramic separated from the cathode chamber. During the electrolysis, this inevitably leads to the formation of pH gradients and dead volumes. This can damage the ion-conducting ceramic and consequently increase the voltage requirement of the electrolysis and/or lead to breakage of the ceramic.

Während dieser Effekt in der gesamten Elektrolysekammer stattfindet, ist der Abfall des pH-Wertes besonders kritisch in der Mittelkammer, da diese von der ionenleitenden Keramik begrenzt wird. An der Anode und der Kathode werden üblicherweise Gase gebildet, sodass es in diesen Kammern zumindest bis zu einem gewissen Grad zur Durchmischung kommt. Eine solche Durchmischung findet dagegen in der Mittelkammer nicht statt, so dass sich in ihr der pH-Gradient ausbildet. Dieser unerwünschte Effekt verstärkt sich dadurch, dass die Sole im Allgemeinen relativ langsam durch die Elektrolysezelle gepumpt wird.While this effect takes place throughout the electrolysis chamber, the drop in pH is particularly critical in the middle chamber, as this is bounded by the ion-conducting ceramic. Gases are usually formed at the anode and the cathode, so that there is at least a certain degree of mixing in these chambers. On the other hand, such mixing does not take place in the middle chamber, so that the pH gradient develops in it. This undesirable effect is amplified by the fact that the brine is generally pumped relatively slowly through the electrolytic cell.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein verbessertes Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Alkalimetallalkoholat wie auch eine insbesondere für ein solches Verfahren geeignete Elektrolysezelle zu Verfügung zu stellen. Diese sollen die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen und insbesondere einen verbesserten Schutz des Festelektrolyten vor der Ausbildung des pH-Gradienten sowie einen gegenüber dem Stand der Technik sparsameren Einsatz der Edukte gewährleisten.A further object of the present invention was therefore to provide an improved process for the electrolytic production of alkali metal alkoxide and an electrolytic cell which is particularly suitable for such a process. These should not have the aforementioned disadvantages and should in particular ensure improved protection of the solid electrolyte against the formation of the pH gradient and more economical use of the educts compared to the prior art.

2. Kurzbeschreibung der Erfindung2. Summary of the Invention

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gelöst. Die Trennwand W <16> umfasst eine Seite S_KK <161> mit der Oberfläche O_KK <163> und eine der Seite S _KK <161> gegenüberliegende Seite S _A/MK <162> mit der Oberfläche O _A/MK <164>. Sie umfasst außerdem mindestens zwei, durch mindestens ein Trennelement T <17> voneinander getrennte, alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F_A <18> und F _B <19>. Dabei sind die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement T <17>, sowohl über die Oberfläche O_KK <163> als auch über die Oberfläche O _A/MK <164> direkt kontaktierbar.The object according to the invention is achieved by a partition wall W according to the first aspect of the invention. The partition W <16> comprises a side S _KK <161> with the surface O _KK <163> and a side S _A/MK <162> opposite the side S _KK <161> with the surface O _A/MK <164> . It also comprises at least two alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics F _A <18> and F _B <19>, separated from one another by at least one separating element T <17>. The alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics enclosed by the dividing wall W <16>, and in particular also the separating element T <17>, can be contacted directly both via the surface O _KK <163> and via the surface O _A/MK <164>.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Elektrolysezelle E <1>, umfassend

mindestens eine Anodenkammer K_A <11> mit mindestens einem Zulauf Z_KA <110>, mindestens einem Ablauf A_KA <111> und einem Innenraum I_KA <112>, der eine anodische Elektrode E _A <113> umfasst,
mindestens eine Kathodenkammer K_K <12> mit mindestens einem Zulauf Z_KK <120>, mindestens einem Ablauf A_KK <121> und einem Innenraum I_KK <122>, der eine kathodische Elektrode E_K <123> umfasst,
und gegebenenfalls mindestens eine dazwischen liegende Mittelkammer K_M <13> mit mindestens einem Zulauf Z_KM <130>, mindestens einem Ablauf A_KM <131> und einem Innenraum I_KM <132>,
wobei dann I_KA <112> und I_KM <132> durch eine Diffusionsbarriere D <14> voneinander abgetrennt sind, und A_KM <131> durch eine Verbindung V_AM <15> mit dem Zulauf Z_KA <110> verbunden ist, so dass durch die Verbindung V_AM <15> Flüssigkeit aus I_KM <132> in I_KA <112> geleitet werden kann,

wobei

in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> keine Mittelkammer K_M <13> umfasst, I_KA <112> und I_KK <122> durch eine Trennwand W <16> gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung voneinander abgetrennt sind,
in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> mindestens eine Mittelkammer K_M <13> umfasst, I_KA <112> und I_KM <132> durch eine Trennwand W <16> gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung voneinander abgetrennt sind,

dadurch gekennzeichnet, dass
die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement T <17>, den Innenraum I_KK <122> auf der Seite S_KK <161> über die Oberfläche O_KK <163> direkt kontaktieren,
und

in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> keine Mittelkammer K_M <13> umfasst, die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement T <17>, den Innenraum I_KA <112> auf der Seite S_A/MK <162> über die Oberfläche O_A/MK <164> direkt kontaktieren,
in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> mindestens eine Mittelkammer K_M <13> umfasst, die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement T <17>, den Innenraum I_KM <132> auf der Seite S_A/MK <162> über die Oberfläche O_A/MK <164> direkt kontaktieren.

In a second aspect, the present invention relates to an electrolytic cell E<1>, comprising

at least one anode chamber K _A <11> with at least one inlet Z _KA <110>, at least one outlet A _KA <111> and an interior space I _KA <112>, which includes an anodic electrode E _A <113>,
at least one cathode chamber K _K <12> with at least one inlet Z _KK <120>, at least one outlet A _KK <121> and an interior space I _KK <122>, which comprises a cathodic electrode E _K <123>,
and optionally at least one intermediate chamber K _M <13> with at least one inlet Z _KM <130>, at least one outlet A _KM <131> and an interior space I _KM <132>,
in which case I _KA <112> and I _KM <132> are separated from one another by a diffusion barrier D <14>, and A _KM <131> is connected to the inlet Z _KA <110> by a connection V _AM <15>, see above that liquid can be conducted from I _KM <132> to I _KA <112> through the connection V _AM <15>,

whereby

in cases where the electrolytic cell E <1> does not comprise a central chamber K _M <13>, I _KA <112> and I _KK <122> are separated from one another by a partition wall W <16> according to the first aspect of the invention,
in cases where the electrolytic cell E <1> comprises at least one central chamber K _M <13>, I _KA <112> and I _KM <132> are separated from one another by a partition wall W <16> according to the first aspect of the invention,

characterized in that
the alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics enclosed by the dividing wall W <16>, and in particular the dividing element T <17>, directly contact the interior space I _KK <122> on the side S _KK <161> via the surface O _KK <163>,
and

in cases in which the electrolytic cell E <1> does not include a central chamber K _M <13>, the solid electrolyte ceramics which conduct alkali cations and are enclosed by the partition W <16>, and in particular also the separating element T <17>, the interior I _KA <112> contact S _A/MK <162> directly via the interface O _A/MK <164> on the side,
in cases in which the electrolytic cell E <1> comprises at least one central chamber K _M <13>, the solid electrolyte ceramics which conduct alkali cations and are enclosed by the partition W <16>, and in particular also the separating element T <17>, the interior I _KM <132 > Contact S _A/MK <162> directly via the O _A/MK <164> page.

In einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung L₁ eines Alkalimetallalkoholats XOR im Alkohol ROH, wobei X ein Alkalimetallkation ist und R ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist,In a third aspect, the present invention relates to a method for preparing a solution L ₁ of an alkali metal alkoxide XOR in the alcohol ROH, where X is an alkali metal cation and R is an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms,

(α) wobei in einer Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, die keine Mittelkammer K_M umfasst, die folgenden, gleichzeitig ablaufenden Schritte (α1), (α2), (α3) durchgeführt werden:

(a1) eine Lösung L₂ umfassend den Alkohol ROH wird durch K_K geleitet,
(a2) eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L₃ eines Salzes S umfassend X als Kation wird durch K_A geleitet,
(a3) zwischen E_A und E_K wird Spannung angelegt,

oder
(β) wobei in einer Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, die eine Mittelkammer K_M umfasst, die folgenden, gleichzeitig ablaufenden Schritte (β1), (β2), (β3) durchgeführt werden:

(β1) eine Lösung L₂ umfassend den Alkohol ROH wird durch K_K geleitet,
(β2) eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L₃ eines Salzes S umfassend X als Kation wird durch K_M, dann über V_AM, dann durch K_A geleitet,
(β3) zwischen E_A und E_K wird Spannung angelegt,

wodurch am Ablauf A_KK die Lösung L₁ erhalten wird, wobei die Konzentration von XOR in L₁ höher ist als in L₂,
und wodurch am Ablauf A_KA eine wässrige Lösung L₄ von S erhalten wird, wobei die Konzentration von S in L₄ geringer ist als in L₃. (α) wherein in an electrolytic cell E according to the second aspect of the invention, which does not include a central chamber K _M , the following steps (α1), (α2), (α3) are carried out simultaneously:

(a1) a solution L ₂ comprising the alcohol ROH is passed through K _K ,
(a2) a neutral or alkaline, aqueous solution L ₃ of a salt S comprising X as a cation is passed through K _A ,
(a3) voltage is applied between E _A and E _K ,

or
(β) wherein in an electrolytic cell E according to the second aspect of the invention, which comprises a central chamber K _M , the following steps (β1), (β2), (β3) occurring simultaneously are carried out:

(β1) a solution L ₂ comprising the alcohol ROH is passed through K _K ,
(β2) a neutral or alkaline aqueous solution L ₃ of a salt S comprising X as a cation is passed through K _M , then over V _AM , then through K _A ,
(β3) voltage is applied between E _A and E _K ,

whereby the solution L ₁ is obtained at the outlet A _KK , the concentration of XOR in L ₁ being higher than in L ₂ ,
and whereby at outlet A _KA an aqueous solution L ₄ of S is obtained, the concentration of S in L ₄ being lower than that in L ₃ .

3. Abbildungen3. Pictures 3.1 Abbildungen 1 A und 1 B3.1 Figures 1A and 1B

Abbildung 1A (= "Fig. 1 A") zeigt eine nicht erfindungsgemäße Elektrolysezelle E. Diese umfasst eine Kathodenkammer K_K <12> und eine Anodenkammer K_A <11>. Figure 1A (= " 1 A") shows an electrolytic cell E not according to the invention. This comprises a cathode chamber K _K <12> and an anode chamber K _A <11>.

Die Kathodenkammer K_K <12> umfasst eine kathodische Elektrode E_K <123> im Innenraum I_KK <122>, einen Zulauf Z_KK <120> und einen Ablauf A_KK <121>.The cathode chamber K _K <12> comprises a cathodic electrode E _K <123> in the interior I _KK <122>, an inlet Z _KK <120> and an outlet A _KK <121>.

Die Anodenkammer K_A <11> umfasst eine anodische Elektrode E_A <113> im Innenraum I_KA <112>, einen Zulauf Z_KK <110> und einen Ablauf A_KA <111>.The anode chamber K _A <11> comprises an anodic electrode E _A <113> in the interior I _KA <112>, an inlet Z _KK <110> and an outlet A _KA <111>.

Die beiden Kammern werden von einer Außenwand <80> der Zweikammerzelle E begrenzt. Der Innenraum I_KK <122> ist außerdem durch eine Trennwand, die aus einer Scheibe eines für Natriumionen selektiv permeablen NaSICON-Festelektrolyten F_A <18> besteht, vom Innenraum I_KA <112> abgetrennt. Der NaSICON-Festelektrolyt F_A <18> erstreckt sich über die gesamte Tiefe und Höhe der Zweikammerzelle E. Die Trennwand weist zwei Seiten S_KK <161> und S_A/MK <162> auf, deren Oberflächen O_KK <163> und O_A/MK <164> den jeweiligen Innenraum I_KK <122> bzw. I_KA <112> kontaktieren.The two chambers are delimited by an outer wall <80> of the two-chamber cell E. The interior I _KK <122> is also separated from the interior I _KA <112> by a dividing wall, which consists of a disc of a _NaSICON solid electrolyte FA <18> that is selectively permeable for sodium ions. The NaSICON solid electrolyte F _A <18> extends over the entire depth and height of the two-chamber cell E. The partition has two sides S _KK <161> and S _A/MK <162>, the surfaces of which are O _KK <163> and O _A/MK <164> Contact the respective interior I _KK <122> or I _KA <112>.

Eine wässrige Lösung von Natriumchlorid L₃ <23> mit pH 10.5 wird über den Zulauf Z_KA <110> entgegen der Schwerkraft in den Innenraum I_KA <112> gegeben.An aqueous solution of sodium chloride L ₃ <23> with pH 10.5 is added counter to gravity into the interior I _KA <112> via the inlet Z _KA <110>.

Über den Zulauf Z_KK <120> wird eine Lösung von Natriummethanolat in Methanol L₂ <22> in den Innenraum I_KK <122> geleitet.A solution of sodium methoxide in methanol L ₂ <22> is fed into the interior space I _KK <122> via the inlet Z _KK <120>.

Es wird dabei eine Spannung zwischen der kathodischen Elektrode E_K <123> und der anodischen Elektrode E_A <113> angelegt. Dadurch wird im Innenraum I_KK <122> Methanol im Elektrolyten L₂ <22> zu Methanolat und H₂ reduziert (CH₃OH + e^- → CH₃O^- + ½ H₂). Natriumionen diffundieren dabei vom Innenraum I_KA <112> durch den NaSICON-Festelektrolyten F_A <18> in den Innenraum I_KK <122>. Insgesamt erhöht sich dadurch die Konzentration von Natriummethanolat im Innenraum I_KK <122>, wodurch eine methanolische Lösung von Natriummethanolat L₁ <21> erhalten wird, deren Konzentration an Natriummethanolat gegenüber L₂ <22> erhöht ist.A voltage is applied between the cathodic electrode E _K <123> and the anodic electrode E _A <113>. As a result, in the interior I _KK <122>, methanol in the electrolyte L ₂ <22> is reduced to methoxide and H ₂ (CH ₃ OH + e ^- → CH ₃ O ^- + ½ H ₂ ). Sodium ions diffuse from the interior I _KA <112> through the _NaSICON solid electrolyte FA <18> into the interior I _KK <122>. Overall, this increases the concentration of sodium methoxide in the interior I _KK <122>, as a result of which a methanolic solution of sodium methoxide L ₁ <21> is obtained, the concentration of sodium methoxide being higher than that of L ₂ <22>.

Im Innenraum I_KA <112> findet die Oxidation von Chloridionen zu molekularem Chlor statt (Cl^- → ½ Cl₂ + e^-). Am Ablauf A_KA <111> wird eine wässrige Lösung L₄ <24> erhalten, in der der Gehalt an NaCl gegenüber L₃ <23> verringert ist. Chlorgas Cl₂ bildet in Wasser gemäß der Reaktion Cl₂ + H₂O → HOCl + HCl hypochlorige Säure und Salzsäure, welche mit weiteren Wassermolekülen sauer reagieren. Die Acidität schädigt den NaSICON-Festelektrolyten F_A <18>.In the interior I _KA <112> the oxidation of chloride ions to molecular chlorine takes place (Cl ^- → ½ Cl ₂ + e ^- ). At the outflow A _KA <111>, an aqueous solution L ₄ <24> is obtained in which the NaCl content is reduced compared to L ₃ <23>. Chlorine gas Cl ₂ forms hypochlorous acid and hydrochloric acid in water according to the reaction Cl ₂ + H ₂ O → HOCl + HCl, which react acidically with other water molecules. The acidity damages the NaSICON solid electrolyte F _A <18>.

Abbildung 1B (= "Fig. 1 B") zeigt eine weitere nicht erfindungsgemäße Elektrolysezelle E. Diese Dreikammerzelle E umfasst eine Kathodenkammer K_K <12>, eine Anodenkammer K_A <11> und eine dazwischen liegende Mittelkammer K_M <13>. Figure 1B (= " 1 B") shows a further electrolysis cell E not according to the invention. This three-chamber cell E comprises a cathode chamber K _K <12>, an anode chamber K _A <11> and a central chamber K _M <13> lying in between.

Die Mittelkammer K_M <13> umfasst einen Innenraum I_KM <132>, einen Zulauf Z_KM <130> und einen Ablauf A_KM <131>.The middle chamber K _M <13> comprises an interior space I _KM <132>, an inlet Z _KM <130> and an outlet A _KM <131>.

Der Innenraum I_KA <112> ist mit dem Innenraum I_KM <132> über die Verbindung V_AM <15> verbunden.The interior space I _KA <112> is connected to the interior space I _KM <132> via the connection V _AM <15>.

Die drei Kammern werden von einer Außenwand <80> der Dreikammerzelle E begrenzt. Der Innenraum I_KM <132> der Mittelkammer K_M <13> ist außerdem durch eine Trennwand, die aus einer Scheibe eines für Natriumionen selektiv permeablen NaSICON-Festelektrolyten F_A <18> besteht, vom Innenraum I_KK <122> der Kathodenkammer K_K <12> abgetrennt. Der NaSICON-Festelektrolyt F_A <18> erstreckt sich über die gesamte Tiefe und Höhe der Dreikammerzelle E. Die Trennwand weist zwei Seiten S_KK <161> und S_A/MK <162> auf, deren Oberflächen O_KK <163> und O_A/MK <164> den jeweiligen Innenraum I_KK <122> bzw. I_KM <132> kontaktieren.The three chambers are delimited by an outer wall <80> of the three-chamber cell E. The interior I _KM <132> of the central chamber K _M <13> is also separated from the interior I _KK <122> of the cathode chamber _K K by a partition wall, which consists of a disc of a _NaSICON solid electrolyte FA <18> that is selectively permeable for sodium ions <12> detached. The NaSICON solid electrolyte F _A <18> extends over the entire depth and height of the three-chamber cell E. The partition has two sides S _KK <161> and S _A/MK <162>, the surfaces of which are O _KK <163> and O _A/MK <164> contact the respective interior I _KK <122> or I _KM <132>.

Der Innenraum I_KM <132> der Mittelkammer K_M <13> ist zusätzlich wiederum durch eine Diffusionsbarriere D <14> vom Innenraum I_KA <112> der Anodenkammer K_A <11> abgetrennt. Der NaSICON-Festelektrolyt F_A <18> und die Diffusionsbarriere D <14> erstrecken sich über die gesamte Tiefe und Höhe der Dreikammerzelle E. Die Diffusionsbarriere D <14> ist eine Kationenaustauschermembran (sulfoniertes PTFE).The interior I _KM <132> of the middle chamber _K _M <13> is additionally separated from the interior I _KA <112> of the anode chamber KA <11> by a diffusion barrier D <14>. The NaSICON solid electrolyte F _A <18> and the diffusion barrier D <14> extend over the entire depth and height of the three-chamber cell E. The diffusion barrier D <14> is a cation exchange membrane (sulfonated PTFE).

In der Ausführungsform gemäß Abbildung 1B wird die Verbindung V_AM <15> außerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet, insbesondere durch ein Rohr oder Schlauch, dessen Material aus Gummi, Metall oder Kunststoff ausgewählt sein kann. Durch die Verbindung V_AM <15> kann Flüssigkeit aus dem Innenraum I_KM <132> der Mittelkammer K_M <13> in den Innenraum I_KA <112> der Anodenkammer K_A <11> außerhalb der Außenwand W_A <80> der Dreikammerzelle E geleitet werden. Die Verbindung V_AM <18> verbindet einen Ablauf A_KM <131>, der am Boden der Mittelkammer K_M <13> die Außenwand W_A <80> der Elektrolysezelle E durchbricht, mit einem Zulauf Z_KA <110>, der am Boden der Anodenkammer K_A <11> die Außenwand W_A <80> der Elektrolysezelle E durchbricht.In the embodiment according to Figure 1B the connection V _AM <15> is formed outside the electrolytic cell E , in particular by a tube or hose, the material of which can be selected from rubber, metal or plastic. Through the connection V _AM <15>, liquid can flow from the interior I _KM <132> of the middle chamber K _M <13> into the interior I _KA <112> of the anode chamber K _A <11> outside the outer wall W _A <80> of the three-chamber cell E to be directed. The connection V _AM <18> connects an outlet A _KM <131>, which breaks through the outer wall _WA <80> of the electrolytic cell E at the bottom of the middle chamber K _M <13>, with an inlet Z _KA <110>, which is at the bottom of the anode chamber K _A <11> breaks through the outer wall W _A <80> of the electrolytic cell E.

Eine wässrige Lösung von Natriumchlorid L₃ <23> mit pH 10.5 wird über den Zulauf Z_KM <130> gleichgerichtet mit der Schwerkraft in den Innenraum I_KM <132> der Mittelkammer K_M <13> gegeben. Durch die Verbindung V_AM <15>, die zwischen einem Ablauf A_KM <131> der Mittelkammer K_M <13> und einem Zulauf Z_KA <110> der Anodenkammer K_A <11> ausgebildet ist, ist der Innenraum I_KM <132> der Mittelkammer K_M <13> mit dem Innenraum I_KA <112> der Anodenkammer K_A <11> verbunden. Natriumchloridlösung L₃ <23> wird durch diese Verbindung V_AM <15> vom Innenraum I_KM <132> in den Innenraum I_KM <112> geleitet.An aqueous solution of sodium chloride L ₃ <23> with pH 10.5 is added via the inlet Z _KM <130> in the same direction as gravity into the interior I _KM <132> of the central chamber K _M <13>. The interior space I _KM <132 is formed by the connection V _AM <15>, which is formed between an outlet A _KM <131> of the central chamber _K _M <13> and an inlet Z _KA <110> of the anode chamber KA <11>> of the middle chamber K _M <13> connected to the interior I _KA <112> of the anode chamber K _A <11>. Sodium chloride solution L ₃ <23> is conducted through this connection V _AM <15> from the interior space I _KM <132> into the interior space I _KM <112>.

Es wird dabei eine Spannung zwischen der kathodischen Elektrode E_K <123> und der anodischen Elektrode E_A <113> angelegt. Dadurch wird im Innenraum I_KK <122> Methanol im Elektrolyten L₂ <22> zu Methanolat und H₂ reduziert (CH₃OH + e^- → CH₃O^- + ½ H₂). Natriumionen diffundieren dabei vom Innenraum I_KM <132> der Mittelkammer K_M <103> durch den NaSICON-Festelektrolyten F_A <18> in den Innenraum I_KK <122>. Insgesamt erhöht sich dadurch die Konzentration von Natriummethanolat im Innenraum I_KK <122>, wodurch eine methanolische Lösung von Natriummethanolat L₁ <21> erhalten wird, deren Konzentration an Natriummethanolat gegenüber L₂ <22> erhöht ist.A voltage is applied between the cathodic electrode E _K <123> and the anodic electrode E _A <113>. As a result, in the interior I _KK <122>, methanol in the electrolyte L ₂ <22> is reduced to methoxide and H ₂ (CH ₃ OH + e ^- → CH ₃ O ^- + ½ H ₂ ). Sodium ions diffuse in the process from the interior I _KM <132> of the middle chamber K _M <103> through the _NaSICON solid electrolyte FA <18> into the interior I _KK <122>. Overall, this increases the concentration of sodium methoxide in the interior I _KK <122>, as a result of which a methanolic solution of sodium methoxide L ₁ <21> is obtained, the concentration of sodium methoxide being higher than that of L ₂ <22>.

Im Innenraum I_KA <112> findet die Oxidation von Chloridionen zu molekularem Chlor statt (Cl^- → ½ Cl₂ + e^-). Am Ablauf A_KA <111> wird eine wässrige Lösung L₄ <24> erhalten, in der der Gehalt an NaCl gegenüber L₃ <23> verringert ist. Chlorgas Cl₂ bildet in Wasser gemäß der Reaktion Cl₂ + H₂O → HOCl + HCl hypochlorige Säure und Salzsäure, welche mit weiteren Wassermolekülen sauer reagieren. Die Acidität würde den NaSICON-Festelektrolyten F_A <18> schädigen, wird aber durch die Anordnung in der Dreikammerzelle auf die Anodenkammer K_A <11> begrenzt und somit in der Elektrolysezelle E vom NaSICON-Festelektrolyten F_A <18> ferngehalten. Dadurch erhöht sich dessen Lebensdauer beträchtlich.In the interior I _KA <112> the oxidation of chloride ions to molecular chlorine takes place (Cl ^- → ½ Cl ₂ + e ^- ). At the outflow A _KA <111>, an aqueous solution L ₄ <24> is obtained in which the NaCl content is reduced compared to L ₃ <23>. Chlorine gas Cl ₂ forms hypochlorous acid and hydrochloric acid in water according to the reaction Cl ₂ + H ₂ O → HOCl + HCl, which react acidically with other water molecules. The acidity would damage the _NaSICON solid electrolyte FA <18>, but is limited to the anode chamber _KA <11> by the arrangement in the three-chamber cell and is thus kept away from the _NaSICON solid electrolyte FA <18> in the electrolytic cell E. This increases its lifespan considerably.

3.2 Abbildungen 2 A und 2 B3.2 Figures 2A and 2B

Abbildung 2A (= "Fig. 2 A") zeigt eine erfindungsgemäße Trennwand W <16>. Diese umfasst zwei NaSICON-Festelektrolytkeramiken F_A <18> und F_B <19>, die durch ein Trennelement T <17> voneinander getrennt sind und jeweils lückenlos daran befestigt sind. Das Trennelement T <17> weist die geometrische Form eines Quaders auf, an dessen gegenüberliegenden Seiten F_A <18> und F_B <19> lückenlos befestigt sind (z.B. durch Klebstoff). Figure 2A (= " 2 A") shows a dividing wall W <16> according to the invention. This comprises two NaSICON solid electrolyte ceramics F _A <18> and F _B <19>, which are separated from one another by a separating element T <17> and are each attached to it without gaps. The separating element T <17> has the geometric shape of a cuboid, on the opposite sides of which _FA <18> and _FB <19> are attached without gaps (eg by means of an adhesive).

Die Seite S_KK <161> mit der Oberfläche O_KK <163> liegt in der Bildebene, die Seite S_A/MK <162> mit der nicht in Fig. 2A sichtbaren Oberfläche O_A/MK <164> hinter der Bildebene.The side S _KK <161> with the surface O _KK <163> is in the image plane, the side S _A/MK <162> with the not in Figure 2A visible surface O _A/MK <164> behind the image plane.

Abbildung 2B (= Fig. 2 B) zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trennwand W <16>. Diese umfasst vier NaSICON-Festelektrolytkeramiken F_A <18>, F_B <19>, F_C <28>, F_D <29>, die durch ein Trennelement T <17> voneinander getrennt sind und jeweils lückenlos daran befestigt sind. Das Trennelement T <17> weist die Form eines Kreuzes auf, an dessen gegenüberliegenden Seiten F_A <18>, F_B <19>, F_C <28> und F_D <29> festgeklebt sind. Die Seite S_KK <161> mit der Oberfläche O_KK <163> liegt in der Bildebene, die Seite S_A/MK <162> mit der nicht in Fig. 2B sichtbaren Oberfläche O_A/MK <164> hinter der Bildebene. Figure 2B (= Fig. 2B) Fig. 12 shows another embodiment of a partition W <16> according to the present invention. This comprises four _NaSICON solid electrolyte ceramics FA <18>, _FB <19>, _FC <28>, _FD <29>, which are separated from one another by a separating element T <17> and are each attached to it without gaps. The separator T <17> has the shape of a cross, on the opposite sides of which _FA <18>, _FB <19>, _FC <28> and _FD <29> are glued. The side S _KK <161> with the surface O _KK <163> is in the image plane, the side S _A/MK <162> with the not in Figure 2B visible surface O _A/MK <164> behind the image plane.

3.3 Abbildungen 3 A bis 3 C3.3 Figures 3A to 3C

Abbildung 3A (= "Fig. 3 A") zeigt die Detailansicht, welche in den Abbildungen 2 A und 2 B durch einen gestrichelten Kreis hervorgehoben ist. Wie beschrieben sind die jeweiligen Festelektrolytkeramiken F_A <18> und F_B <19> am Trennelement T <17> beispielsweise durch Klebstoff befestigt. Figure 3A (= " 3 A") shows the detailed view, which is highlighted in Figures 2 A and 2 B by a dashed circle. As described, the respective solid electrolyte ceramics F _A <18> and F _B <19> are attached to the separating element T <17>, for example by adhesive .

Abbildung 3B (= "Fig. 3 B") illustriert eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trennwand W. Hier weist das Trennelement T <17> zwei konkave Vertiefungen (Rillen) auf, in welche die beiden Festelektrolytkeramiken F_A <18> und F_B <19> eingepasst werden. Dazu kann die Form der Ränder der Festelektrolytkeramiken F_A <18> und F_B <19> entsprechend mechanisch angepasst werden. Zusätzlich wird eine Dichtung Di <40> eingesetzt, die zum Beispiel aus einem mit einem Klebstoff am Trennelement T <17> und der jeweiligen Festelektrolytkeramik F_A <18> bzw. F_B <19> angebracht wird. Das Trennelement T <17> kann dabei aus zwei oder mehreren Teilen <171> und <172> bestehen, die, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 3B angedeutet, aneinander befestigt werden können. Bei einer entsprechenden Geometrie und Anpassung der Form der Ränder der Festelektrolytkeramiken F_A <18> bzw. F_B <19> können letztere zwischen die beiden Teile <171> und <172> geklemmt werden, was die Stabilität der Verbindung Trennelement T <17> / Keramik F_A <18> bzw. F_B <19> und die Dichtheit der Trennwand W <16> weiter verbessert. Figure 3B (= " 3 B") illustrates a further embodiment of the partition wall W according to the invention. Here the partition element T <17> has two concave depressions (grooves) into which the two solid electrolyte ceramics F _A <18> and F _B <19> are fitted The shape of the edges of the solid electrolyte ceramics F _A <18> and F _B <19> must be mechanically adapted accordingly.In addition, a seal Di <40> is used, which consists, for example, of a material with an adhesive on the separating element T <17> and the respective solid electrolyte ceramic F _A <18> or F _B <19> The separating element T <17> can consist of two or more parts <171> and <172> which, as indicated by the dashed line in Figure 3B indicated, can be attached to each other. With a corresponding geometry and adaptation of the shape of the edges of the solid electrolyte ceramics F _A <18> and F _B <19>, the latter can be clamped between the two parts <171> and <172>, which increases the stability of the connection between the separating element T <17> / Ceramic F _A <18> or F _B <19> and the tightness of the partition wall W <16> further improved.

Abbildung 3C (= "Fig. 3 C") illustriert eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trennwand W. Diese entspricht der in Abbildung 3B beschriebenen, bis darauf, dass die Vertiefungen (Rillen) im Trennelement T <17>, in welche die beiden Festelektrolytkeramiken F_A <18> und F_B <19> eingepasst werden, nicht konkav, sondern spitz zulaufend sind. Figure 3C (= " 3 C") illustrates a further embodiment of the partition wall W according to the invention. This corresponds to that in Figure 3B described, except that the depressions (grooves) in the separating element T <17>, into which the two solid electrolyte ceramics F _A <18> and F _B <19> are fitted, are not concave, but tapering to a point.

3.4 Abbildungen 4 A bis 4 D3.4 Figures 4A to 4D

Die Abbildungen 4 A (= "Fig. 4 A") bis 4 D zeigen weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trennwand W <16>.The figures 4 A (= " 4 A") to 4D show further embodiments of the partition wall W <16> according to the invention.

Die in Abbildung 4A dargestellt Trennwand W <16> entspricht der in Abbildung 2A dargestellten Trennwand W <16>, bis darauf, dass sie auch ein Rahmenelement R <20> umfasst. Dieses bedeckt alle Oberflächen der Trennwand W <16> außer O_KK <163> und O_A/MK <164> vollständig. Das Rahmenelement R <20> ist nicht einstückig mit dem Trennelement T <17> ausgeführt.In the Figure 4A shown partition W <16> corresponds to in Figure 2A Partition W <16> as shown, except that it also includes a frame member R <20>. This completely covers all surfaces of partition W <16> except O _KK <163> and O _A/MK <164>. The frame element R <20> is not made in one piece with the separating element T <17>.

Abbildung 4B (= "Fig. 4 B") zeigt eine weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trennwand W <16>. Diese entspricht der in Abbildung 4A dargestellten Ausführungsform, außer das sie zwei Rahmenelemente R <20> umfasst, die die obere und untere Oberfläche der Trennwand W <16> begrenzen. Figure 4B (= " 4 B") shows a further embodiment of the partition wall W <16> according to the invention. This corresponds to that in Figure 4A embodiment shown, except that it includes two frame members R <20> that define the top and bottom surfaces of partition W <16>.

Abbildung 4C (= "Fig. 4 C") zeigt eine weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trennwand W <16>. Die in Abbildung 4C dargestellt Trennwand W <16> entspricht der in Abbildung 2B dargestellten Trennwand W <16>, bis darauf, dass sie auch ein Rahmenelement R <20> umfasst. Dieses bedeckt alle Oberflächen der Trennwand W <16> außer O_KK <163> und O_A/MK <164> vollständig. Das Rahmenelement R <20> ist nicht einstückig mit dem Trennelement T <17> ausgeführt. Figure 4C (= " 4 C") shows a further embodiment of the partition wall W <16> according to the invention Figure 4C shown partition W <16> corresponds to in Figure 2B Partition W <16> as shown, except that it also includes a frame member R <20>. This completely covers all surfaces of partition W <16> except O _KK <163> and O _A/MK <164>. The frame element R <20> is not made in one piece with the separating element T <17>.

Abbildung 4D (= "Fig. 4 D") zeigt eine weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trennwand W <16>. Diese entspricht der in Abbildung 4C dargestellten Ausführungsform, außer das sie zwei Rahmenelemente R <20> umfasst, die die obere und untere Oberfläche der Trennwand W <16> begrenzen. Figure 4D (= " 4 D") shows a further embodiment of the partition wall W <16> according to the invention. This corresponds to that in Figure 4C embodiment shown, except that it includes two frame members R <20> that define the top and bottom surfaces of partition W <16>.

3.5 Abbildungen 5 A und 5 B3.5 Figures 5A and 5B

Abbildung 5A (= "Fig. 5 A") zeigt eine Elektrolysezelle E <1> gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese entspricht der in Abbildung 1A dargestellten Elektrolysezelle mit dem Unterschied, dass eine Trennwand W <16> den Innenraum I_KK <122> der Kathodenkammer K_K <12> vom Innenraum I_KA <112> der Anodenkammer K_A <11> abtrennt. Die Trennwand ist jene, die in Abbildungen 2 A und 2 B dargestellt ist. Figure 5A (= " figure 5 A") shows an electrolytic cell E <1> according to the second aspect of the invention. This corresponds to that in Figure 1A shown electrolytic cell with the difference that a partition W <16> separates the interior I _KK <122> of the cathode chamber K _K <12> from the interior I _KA <112> of the anode chamber K _A <11>. The partition is the one shown in Figures 2A and 2B.

Abbildung 5B (= "Fig. 5 B") zeigt eine Elektrolysezelle E <1> gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese entspricht der in Abbildung 1A dargestellten Elektrolysezelle mit dem Unterschied, dass eine Trennwand W <16> den Innenraum I_KK <122> der Kathodenkammer K_K <12> vom Innenraum I_KA <112> der Anodenkammer K_A <11> abtrennt. Die Trennwand W <16> ist jene, die in Abbildungen 4 A bis 4 D dargestellt ist. Das Rahmenelement R <20> bildet einen Teil der Außenwand W_A <80>, so dass die von der Trennwand W <16> umfassten Festelektrolytkeramiken vor dem Druck, der durch die Trennwand W <16> auf sie wirken würde, wenn sie Teil der Trennwand W <16> wären, geschützt sind. Zusätzlich werden die Festelektrolytkeramiken so vollständig zur Trennung der Innenräume I_KK <122> und I_KA <112> innerhalb der Elektrolysezelle E <1> eingesetzt, da sie nicht teilweise durch die Außenwand verdeckt werden. Figure 5B (= " figure 5 B") shows an electrolytic cell E <1> according to the second aspect of the invention. This corresponds to that in Figure 1A shown electrolytic cell with the difference that a partition W <16> separates the interior I _KK <122> of the cathode chamber K _K <12> from the interior I _KA <112> of the anode chamber K _A <11>. The partition W <16> is that shown in Figures 4A to 4D. The frame member R <20> forms part of the outer wall W _A <80> so that the solid electrolyte ceramics comprised by the partition W <16> are protected from the pressure that would be exerted on them by the partition W <16> if they were part of the Partition W <16> would be protected. In addition, the solid electrolyte ceramics are used to completely separate the interior spaces I _KK <122> and I _KA <112> within the electrolytic cell E <1> because they are not partially covered by the outer wall.

3.6 Abbildungen 6 A und 6 B3.6 Figures 6A and 6B

Abbildung 6A (= "Fig. 6 A") zeigt eine Elektrolysezelle E <1> gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese entspricht der in Abbildung 1B dargestellten Elektrolysezelle mit dem Unterschied, dass eine Trennwand W <16> den Innenraum I_KK <122> der Kathodenkammer K_K <12> vom Innenraum I_KM <132> der Mittelkammer K_M <13> abtrennt. Die Trennwand W <16> ist jene, die in Abbildungen 4 A bis 4 D dargestellt ist. Figure 6A (= " 6 A") shows an electrolytic cell E <1> according to the second aspect of the invention. This corresponds to that in Figure 1B shown electrolytic cell with the difference that a partition W <16> separates the interior I _KK <122> of the cathode chamber K _K <12> from the interior I _KM <132> of the central chamber K _M <13>. The partition W <16> is that shown in Figures 4A to 4D.

Abbildung 6B (= "Fig. 6 B") zeigt eine Elektrolysezelle E <1> gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese entspricht der in Abbildung 6A dargestellten Elektrolysezelle E <1> mit dem Unterschied, dass die Verbindung V_AM<15> vom Innenraum I_KM <132> der Mittelkammer K_M <13> zum Innenraum I_KA <112> der Anodenkammer K_A <11> durch eine Perforation in der Diffusionsbarriere D <14> gebildet wird. Diese Perforation kann in die Diffusionsbarriere D <14> gegeben werden oder schon bei der Herstellung der Diffusionsbarriere D <14> von Vorneherein in dieser vorliegen (z.B. bei textilen Geweben wie Filtertüchern oder Metallgeweben). Figure 6B (= " 6 B") shows an electrolytic cell E <1> according to the second aspect of the invention. This corresponds to that in Figure 6A shown electrolytic cell E <1> with the difference that the connection V _AM <15> from the interior I _KM <132> of the middle chamber K _M <13> to the interior I _KA <112> of the anode chamber K _A <11> through a perforation in of the diffusion barrier D <14> is formed. This perforation can be placed in the diffusion barrier D <14> or already be present in the diffusion barrier D <14> from the outset when it is produced (eg in the case of textile fabrics such as filter cloths or metal fabrics).

3.7 Abbildungen 7 A und 7 B3.7 Figures 7A and 7B

Abbildung 7A (= "Fig. 7 A") zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trennwand W <16>. Diese umfasst vier NaSICON-Festelektrolytkeramiken F_A <18>, F_B <19>, Figure 7A (= " 7 A") shows a further embodiment of a partition W <16> according to the invention. This comprises four NaSICON solid electrolyte ceramics F _A <18>, F _B <19>,

F_C <28> und F_D <29>, die durch ein Trennelement T <17>, welches zwei Hälften <171> und <172> umfasst, voneinander getrennt sind. Die Trennwand W <16> umfasst auch ein Rahmenelement R <20>, welches ebenfalls aus zwei Hälften <201> und <202> besteht. F _C <28> and F _D <29> separated from each other by a separator T <17> comprising two halves <171> and <172>. The partition wall W <16> also comprises a frame element R <20>, which also consists of two halves <201> and <202>.

Die Trennwand W <16> besteht aus zwei zusammenklappbaren Teilen, in denen die Hälfte <171> des Trennelements T <17> mit der Hälfte <201> des Rahmenelements R <20> einstückig vorliegt und die Hälfte <172> des Trennelements T <17> mit der Hälfte <202> des Rahmenelements R <20> einstückig vorliegt. Diese beiden Teile können optional über ein Scharnier <50> miteinander verbunden und im zusammengeklappten Zustand über das Schloss <60> arretiert werden. Zwischen diesen Hälften werden die vier NaSICON-Festelektrolytkeramiken F_A <18>, F_B <19>,Partition W <16> consists of two collapsible parts in which half <171> of partition T <17> is integral with half <201> of frame element R <20> and half <172> of partition T <17 > Present in one piece with half <202> of the frame element R <20>. These two parts can optionally be connected to each other via a hinge <50> and locked in the folded state via the lock <60>. The four NaSICON solid electrolyte ceramics F _A <18>, F _B <19>,

F_C <28> und F_D <29> eingeklemmt, wobei zur Abdichtung jeweils ein als Dichtung Di <40> fungierender Ring eingesetzt wird. F _C <28> and F _D <29> are clamped in, with a ring functioning as a seal Di <40> being used in each case for sealing.

Die linke Seite der Abbildung 7A zeigt die Frontalansicht auf die Seite S_KK <161> mit der Oberfläche O_KK <163> der Trennwand W <16>. Die als Dichtung Di <40> fungierenden Ringe sind mit gestrichelten Umrissen angegeben. Die rechte Seite der Abbildung zeigt die seitliche Ansicht der Trennwand W <16>.The left side of the Figure 7A shows the frontal view of the side S _KK <161> with the surface O _KK <163> of the partition wall W <16>. The rings functioning as seal Di <40> are indicated with dashed outlines. The right side of the figure shows the side view of the partition W <16>.

Abbildung 7B (= "Fig. 7 B") zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trennwand W <16>. Diese entspricht der in Abbildung 7A beschriebenen Ausführungsform, bis darauf dass sie neun NaSICON-Festelektrolytkeramiken F_A <18>, F_B <19>, F_C <28>, F_D <29>, F_E <30>, F_F <31>, F_G <32>, F_H <33>, F_I <34> umfasst. Figure 7B (= " 7 B") shows a further embodiment of a partition wall W <16> according to the invention. This corresponds to that in Figure 7A described embodiment, except that they nine _NaSICON solid electrolyte ceramics FA <18>, _FB <19>, _FC <28>, _FD <29>, _FE <30>, _FF <31>, _FG <32>, _FH <33>, _FI <34>.

4. Detaillierte Beschreibung der Erfindung4. Detailed Description of the Invention 4.1 Trennwand W 4.1 Partition W

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Trennwand W. Diese eignet sich insbesondere als Trennwand in einer Elektrolysezelle, insbesondere einer Elektrolysezelle E. In a first aspect, the present invention relates to a partition wall W. This is particularly suitable as a partition wall in an electrolytic cell, in particular an electrolytic cell E.

In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung somit auch eine Elektrolysezelle umfassend die Trennwand W, insbesondere eine Elektrolysezelle E umfassend die Trennwand W. In one aspect, the present invention thus also relates to an electrolytic cell comprising the partition wall W, in particular an electrolytic cell E comprising the partition wall W.

Die Trennwand W umfasst mindestens zwei, durch ein Trennelement T voneinander getrennte, alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken ("alkalikationenleitende Festelektrolytkeramik" wird im Folgenden durch "AFK" abgekürzt) F_A und F_B. The dividing wall W comprises at least two alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics ("alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics" is abbreviated to "AFK" below) F _A and F _B , separated from one another by a separating element T.

Die Trennwand W umfasst zwei Seiten S_KK und S_A/MK, die einander gegenüberliegen, das heißt, die Seite S_A/MK liegt der Seite S_KK gegenüber (und umgekehrt). Die beiden Seiten S_KK und S_A/MK umfassen insbesondere im Wesentlichen zueinander parallele Ebenen.The partition wall W comprises two sides S _KK and S _A/MK that face each other, that is, the side S _A/MK faces the side S _KK (and vice versa). In particular, the two sides S _KK and S _A/MK comprise planes which are essentially parallel to one another.

Die Geometrie der Trennwand W ist ansonsten nicht weiter beschränkt und kann insbesondere an den Querschnitt der Elektrolysezelle E angepasst werden, in der sie zum Einsatz kommt. Beispielsweise kann sie die Geometrie eines Quaders aufweisen und somit einen rechteckigen Durchschnitt aufweisen, oder die Geometrie eines stumpfen Kegels oder Zylinders und demnach einen kreisförmigen Durchschnitt aufweisen.The geometry of the partition wall W is otherwise not further restricted and can in particular be adapted to the cross section of the electrolytic cell E in which it is used. For example, it may have the geometry of a parallelepiped and thus have a rectangular cross-section, or the geometry of a truncated cone or cylinder and thus have a circular cross-section.

Optional kann die Trennwand W auch die Geometrie eines Quaders mit abgerundeten Ecken und/oder Auswölbungen aufweisen, die wiederum Löcher aufweisen können. Die Trennwand W hat dann Auswölbungen ("Hasenohren"), mit denen die Trennwand W an Elektrolysezellen fixiert werden kann oder auch Rahmenteile der Trennwand W aneinander fixiert werden können.Optionally, the partition W can also have the geometry of a cuboid with rounded corners and/or bulges, which in turn can have holes. The dividing wall W then has bulges ("rabbit ears") with which the dividing wall W can be fixed to electrolytic cells or also frame parts of the dividing wall W can be fixed to one another.

Die Seite S_KK der Trennwand W weist die Oberfläche O_KK auf, und die Seite S_A/MK der Trennwand W weist die Oberfläche O_A/MK auf.The side S _KK of the partition W has the surface O _KK and the side S _{A / MK} of the partition W has the surface O _{A / MK} .

Das Merkmal "Trennwand" bedeutet, dass die Trennwand W flüssigkeitsdicht ist. Dies bedeutet, dass die AFKs und das mindestens eine Trennelement T lückenlos aneinander anschließen. Somit existieren keine Lücken zwischen Trennelement T und den von der Trennwand W umfassten AFKs, durch welche wässrige Lösung, alkoholische Lösung, Alkohol oder Wasser von der Seite S_KK auf die Seite S_A/MK oder umgekehrt fließen könnte.The feature "partition wall" means that the partition wall W is liquid-tight. This means that the AFKs and the at least one separating element T connect to one another without a gap. There are thus no gaps between the separating element T and the AFKs enclosed by the dividing wall W , through which aqueous solution, alcoholic solution, alcohol or water could flow from side S _KK to side S _A/MK or vice versa.

Gibt es zwei oder mehr Paare gegenüberliegender Seiten, über deren Oberflächen die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement T, direkt kontaktierbar sind, dann wird bevorzugt das Paar gegenüberliegender Seiten als S_KK und S_A/MK im Sinne der Erfindung bezeichnet, welche die größten Oberflächen O_KK und O_A/MK umfasst. Sind die durch das jeweilige Paar gegenüberliegender Seiten umfassten Oberflächen gleich groß, kann vom Fachmann ein Paar als S_KK und S_A/MK mit Oberflächen O_KK bzw. O_A/MK ausgewählt werden.If there are two or more pairs of opposite sides, via the surfaces of which the alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics contained by the partition W , and in particular also the separating element T, can be contacted directly, then the pair of opposite sides is preferably designated as S _KK and S _A/MK within the meaning of Invention referred to, which includes the largest surfaces O _KK and O _{A / MK} . If the surfaces encompassed by the respective pair of opposite sides are of the same size, a pair can be selected by the person skilled in the art as S _KK and S _A/MK with surfaces O _KK and O _A/MK , respectively.

Unter Trennwänden W, bei denen es zwei oder mehr Paare gegenüberliegender Seiten gibt, über deren Oberflächen die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken und insbesondere auch das Trennelement T, direkt kontaktierbar sind, sind die Trennwände W bevorzugt, bei denen die vom jeweiligen Paar gegenüberliegender Seiten umfassten Oberflächen unterschiedlich groß sind, wobei dann das Paar gegenüberliegender Seiten als S_KK und S_A/MK im Sinne der Erfindung bezeichnet wird, welche die größten Oberflächen O_KK und O_A/MK umfasst.Among partitions W, in which there are two or more pairs of opposite sides, via whose surfaces the alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics comprised by the partition W and in particular also the separating element T can be directly contacted, the partitions W are preferred in which the of the respective pair of opposite Sides comprised surfaces are of different sizes, in which case the pair of opposite sides is referred to as S _KK and S _{A / MK} within the meaning of the invention, which comprises the largest surfaces O _KK and O _{A / MK} .

Die Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, in denen die Trennwand W mehr als zwei AFKs, z.B. vier oder neun oder zwölf AFKs, umfasst, wobei von den AFKs mindestens zwei, aber nicht alle AFKs durch ein Trennelement T voneinander getrennt sind, wobei die nicht durch ein Trennelement T voneinander getrennten AFKs direkt aneinander grenzen. Dies erfordert jedoch eine genaue Passung der jeweils angrenzenden AFKs, um das Entstehen einer Lücke zwischen ihnen, durch welche wässrige Flüssigkeit oder Wasser oder Alkohol oder alkoholische Lösung von der Seite S_KK auf die Seite S_A/MK fließen könnte, auszuschließen. Es ist deshalb vorteilhaft und bevorzugt, dass in der Trennwand W alle von der Trennwand W umfassten AFKs durch mindestens ein Trennelement T voneinander getrennt sind, das heißt kein AFK direkt, also ohne dass ein Trennelement T dazwischen wäre, an ein anderes AFK anschließt.The partition wall W according to the first aspect of the present invention also includes embodiments in which the partition wall W comprises more than two AFKs, for example four or nine or twelve AFKs, with at least two of the AFKs, but not all AFKs being separated by a separating element T are separated, with the AFKs not separated from one another by a separating element T directly adjoining one another. However, this requires an exact fit of the respective adjacent AFKs in order to preclude the creation of a gap between them through which aqueous liquid or water or alcohol or alcoholic solution could flow from side S _KK to side S _A/MK . It is therefore advantageous and preferred that in the partition W all the AFKs comprised by the partition W are separated from one another by at least one separating element T , i.e. no AFK is directly connected to another AFK, i.e. without a separating element T being in between.

Die Trennwand W ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die von der Trennwand W umfassten AFKs sowohl über die Oberfläche O_KK als auch über die Oberfläche O_A/MK direkt kontaktierbar sind.The partition wall W is further characterized in that the AFKs encompassed by the partition wall W can be contacted directly both via the surface O _KK and via the surface O _A/MK .

"Direkt kontaktierbar" bedeutet mit Bezug auf die von der Trennwand W umfassten AFKs, dass ein Teil der Oberflächen O_KK und O_A/MK durch die Oberfläche der von der Trennwand W umfassten AFKs gebildet wird, das heißt, dass die von der Trennwand W umfassten AFKs an den beiden Oberflächen O_KK und O_A/MK unmittelbar zugänglich sind, so dass sie an den beiden Oberflächen O_KK und O_A/MK zum Beispiel mit wässriger Lösung, alkoholischer Lösung, Alkohol oder Wasser benetzt werden können."Directly contactable" means, with regard to the AFKs enclosed by the partition W , that part of the surfaces O _KK and O _A/MK is formed by the surface of the AFKs enclosed by the partition W , i.e. the surfaces of the partition W included AFKs are directly accessible on the two surfaces O _KK and O _{A / MK} , so that they can be wetted on the two surfaces O _KK and O _{A / MK} , for example with aqueous solution, alcoholic solution, alcohol or water.

Für die Anordnung der AFKs in der Trennwand W bedeutet dies, dass es für jeden von der Trennwand W umfassten AFK einen Weg von der Oberfläche O_KK auf der Seite S_KK auf die Oberfläche O_A/MK auf der Seite S_A/MK gibt, der vollständig durch die jeweilige AFK führt.For the arrangement of the AFKs in the partition W , this means that there is a path from the surface O _KK on the side S _KK to the surface O _A/MK on the side S _A/MK for each AFK enclosed by the partition W , which leads completely through the respective AFK.

Typischerweise ist auch das mindestens eine Trennelement T sowohl über mindestens einen Teil der Oberfläche O_KK als auch über mindestens einen Teil der Oberfläche O_A/MK direkt kontaktierbar.Typically, the at least one separating element T can also be contacted directly both via at least part of the surface O _KK and via at least part of the surface O _A/MK .

"Direkt kontaktierbar" bedeutet mit Bezug auf das von der Trennwand W umfasste mindestens eine Trennelement T, dass ein Teil der Oberflächen O_KK und O_A/MK durch die Oberfläche des Trennelements T gebildet wird, das heißt dass das Trennelement T an den beiden Oberflächen O_KK und O_A/MK unmittelbar zugänglich ist, so dass das Trennelement T an den beiden Oberflächen O_KK und O_A/MK zum Beispiel mit wässriger Lösung, alkoholischer Lösung, Alkohol oder Wasser benetzt werden kann."Directly contactable" means, with regard to the at least one separating element T comprised by the dividing wall W , that part of the surfaces O _KK and O _A/MK is formed by the surface of the separating element T , i.e. that the separating element T is formed on the two surfaces O _KK and O _A/MK is directly accessible, so that the separating element T can be wetted on the two surfaces O _KK and O _A/MK , for example with an aqueous solution, alcoholic solution, alcohol or water.

Für die Anordnung des Trennelements T in der Trennwand W bedeutet dies insbesondere, dass es für das von der Trennwand W umfasste Trennelement T einen Weg von der Oberfläche O_KK auf der Seite S_KK zur Oberfläche O_A/MK auf der Seite S_A/MK gibt, der durch das Trennelement T, und gegebenenfalls durch eine Dichtung Di, aber nicht durch eine AFK, führt.For the arrangement of the separating element T in the dividing wall W , this means in particular that there is a path from the surface O _KK for the separating element T comprised by the dividing wall W the side S _KK to the surface O _A/MK on the side S _A/MK , which leads through the separating element T, and optionally through a seal Di, but not through an AFK.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung werden 50 % bis 95 %, bevorzugter 60 bis 90 %, noch bevorzugter 70 bis 85 % der Oberfläche O_KK durch die von der Trennwand W umfassten AFKs gebildet, wobei noch bevorzugter der Rest der Oberfläche O_KK durch das Trennelement T und gegebenenfalls das Rahmenelement R gebildet werden.In a preferred embodiment of the partition W according to the first aspect of the invention, 50% to 95%, more preferably 60 to 90%, more preferably 70 to 85% of the surface area O _KK are formed by the AFKs comprised by the partition W , with the The remainder of the surface O _KK are formed by the separating element T and optionally the frame element R.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung werden außerdem 50 % bis 95 %, bevorzugter 60 bis 90 %, noch bevorzugter 70 bis 85 % der Oberfläche O _A/MK durch die von der Trennwand W umfassten AFKs gebildet, wobei noch bevorzugter der Rest der Oberfläche O_A/MK durch das Trennelement T und gegebenenfalls das Rahmenelement R gebildet werden.In a preferred embodiment of the partition W according to the first aspect of the invention, 50% to 95%, more preferably 60 to 90%, even more preferably 70 to 85% of the surface area O _A/MK are formed by the AFKs comprised by the partition W , where even more preferably the remainder of the surface O _A/MK are formed by the separating element T and optionally the frame element R.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trennwand W mindestens vier AFKs F_A, F_B, F _C und F_D, wobei sie dann noch bevorzugter genau vier AFKs F_A, F_B, F_C und F_D umfasst.In a preferred embodiment, the partition W comprises at least four _AFKs _FA , FB, FC and FD _, in which case it more preferably comprises precisely four _AFKs FA _, _FB _, FC and _FD .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trennwand W mindestens neun AFKs F_A, F_B, F_C, F_D, F_E, F_F, F_G, F_H und F_I wobei sie dann noch bevorzugter genau neun AFKs F_A, F_B, F_C, F_D, F_E, F_F, F_G, F_H und F_I umfasst.In a further preferred embodiment, the partition W comprises at least nine AFKs FA, FB, FC, FD, FE, FF, _FG _, _FH _and _FI _, _in _which case it is even more preferred to have exactly nine AFKs FA _, _F _B , F _C , F _D , F _E , F _F , F _G , F _H and F _I .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trennwand W mindestens zwölf AFKs F_A, F_B, F_C, F_D, F_E, F_F, F_G, F_H, F_I, F_J, F_K und F_L, wobei sie dann noch bevorzugter genau zwölf AFKs F_A, F_B, F_C, F_D, F_E, F_F, F_G, F_H, F_I, F_J, F_K und F_L umfasst.In a further preferred embodiment, the partition wall W comprises at least twelve _AFKs _FA _, _FB _, _FC _, _FD _, _FE _, FF, FG, FH, FI, FJ, FK and FL _, with then more preferably exactly twelve AFKs F _A , F _B , F _C , F _D , F _E , F _F , F _G , F _H , F _I , F _J , F _K and F _L .

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung von mindestens zwei AFKs neben einander in der Trennwand W ergibt sich gegenüber den herkömmlichen Trennwänden in den Elektrolysezellen des Standes der Technik eine weitere Ausbreitungsrichtung für die AFKs bei den Temperaturschwankungen, die sich bei dem Betrieb der Elektrolysezelle ergeben. In den Elektrolysezellen des Standes der Technik sind die NaSICON-Scheiben, die als Trennwände fungieren, durch die Außenwände der Elektrolysezelle oder von massiven Kunststoffrahmen eingegrenzt. Die bei der Ausdehnung auftretenden mechanischen Spannungen innerhalb der NaSICON können damit nicht abgeleitet werden, was zum Bruch der Keramik führen kann.This arrangement according to the invention of at least two AFKs next to one another in the partition wall W results in a further direction of propagation for the AFKs in the temperature fluctuations that arise during operation of the electrolytic cell compared to the conventional partition walls in the electrolytic cells of the prior art. In the prior art electrolytic cells, the NaSICON discs, which act as partitions, are bounded by the outer walls of the electrolytic cell or by solid plastic frames. The mechanical stresses that occur within the NaSICON during expansion cannot be dissipated, which can lead to the ceramic breaking.

Demgegenüber grenzen die einzelnen AFKs innerhalb der Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung an das Trennelement T, was zu zwei vorteilhaften Effekten führt, die beide die Langzeitstabilität der AFK erhöhen:

jedem AFK steht mindestens ein weiterer Freiheitsgrad zur Verfügung, das heißt eine Dimension, in die es sich ausdehnen kann. Neben der Ausdehnung in z-Richtung (= das heißt über die Dicke der Keramikscheibe im rechten Winkel zur Ebene der Trennwand W) ist nun auch eine Ausdehnung in x- und/oder y-Richtung möglich, d.h. in waagerechter und senkrechter Richtung innerhalb der Ebene der Trennwand W. Diese Ausdehnungsrichtung ist nicht gegeben oder zumindest stark eingeschränkt, wenn die AFKs zum Beispiel als massive Scheibe den Querschnitt der Elektrolysezelle durchspannen und an die massive Wand der Elektrolysezelle grenzen;
gegenüber einer gleich großen Trennwand, die nur aus einem AFK besteht, resultiert die Aufteilung in mehrere kleine AFKs darin, dass die Spannungen, die innerhalb der kleineren AFKs auftreten, auch absolut kleiner sind, schneller abgeführt werden können und sich dadurch nicht so schnell zu einer Spannung aufbauen können, die zum Bruch der AFK führt.

In contrast, the individual AFKs within the partition wall W according to the first aspect of the invention border on the separating element T, which leads to two advantageous effects, both of which increase the long-term stability of the AFK:

each AFK has at least one additional degree of freedom available, i.e. one dimension into which it can expand. In addition to the expansion in the z-direction (= the means that the thickness of the ceramic disk at right angles to the plane of the partition wall W) now also allows expansion in the x and/or y direction, i.e. in the horizontal and vertical direction within the plane of the partition wall W. This direction of expansion is not given or at least severely restricted if the AFKs span the cross section of the electrolytic cell as a solid disk and border on the solid wall of the electrolytic cell;
Compared to a partition wall of the same size, which consists of only one AFK, the division into several small AFKs results in the fact that the tensions that occur within the smaller AFKs are also absolutely smaller, can be dissipated more quickly and therefore do not become one so quickly Tension can build up, leading to the breakage of the AFK.

Dadurch ist die Tendenz zu brechen, für die "aufgeteilten" AFKs in der Trennwand W gegenüber dem Einsatz einer Scheibe deutlich reduziert.As a result, the tendency to break for the "split" AFKs in the partition W is significantly reduced compared to using a disc.

4.1.1 Alkalikationenleitender Festelektrolvtkeramik "AFK"4.1.1 Alkaline cation-conducting solid electrolyte ceramic "AFK"

Als von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F_A, F_B etc. kommt jeder Festelektrolyt in Frage, durch welchen Kationen, insbesondere Alkalikationen, noch bevorzugter Natriumkationen, von der Seite S_A/MK auf die Seite S_KK transportiert werden können. Solche Festelektrolyten sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in der DE 10 2015 013 155 A1 , in der WO 2012/048032 A2 , Absätze [0035], [0039], [0040], in der US 2010/0044242 A1 , Absätze [0040], [0041], in der DE 10360758 A1 , Absätze [014] bis [025] beschrieben. Sie werden kommerziell unter dem Namen NaSICON, LiSICON, KSICON vertrieben. Ein natriumionenleitender Festelektrolyt ist bevorzugt, wobei dieser noch bevorzugter eine NaSICON-Struktur aufweist. Erfindungsgemäß einsetzbare NaSICON-Strukturen sind außerdem beispielsweise beschrieben von N. Anantharamulu, K. Koteswara Rao, G. Rambabu, B. Vijaya Kumar, Velchuri Radha, M. Vithal, J Mater Sci 2011, 46, 2821-2837 .Any solid electrolyte through which cations, in particular alkali cations, more preferably sodium cations, can be transported from side S _A/MK to side S _KK can be considered as the solid electrolyte ceramics F _A , F _B etc. which conduct alkali cations and are enclosed by partition W. Such solid electrolytes are known to those skilled in the art and, for example, in DE 10 2015 013 155 A1 , in the WO 2012/048032 A2 , paragraphs [0035], [0039], [0040], in the US 2010/0044242 A1 , paragraphs [0040], [0041], in which DE 10360758 A1 , paragraphs [014] to [025]. They are sold commercially under the names NaSICON, LiSICON, KSICON. A sodium ion conductive solid electrolyte is preferred, more preferably having a NaSICON structure. NaSICON structures that can be used according to the invention are also described, for example, by Anantharamulu N, Koteswara Rao K, Rambabu G, Vijaya Kumar B, Velchuri Radha, Vithal M, J Mater Sci 2011, 46, 2821-2837 .

In einer bevorzugten Ausführungsform der Trennwand W weisen die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken unabhängig voneinander eine NaSICON-Struktur der Formel M^I _1+2w+x-y+z M^II _w M^III _x Zr^IV _2-w-x-y M^V _y (SiO₄)_z (PO₄)_3-z auf.In a preferred embodiment of the dividing wall W , the alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics comprised by the dividing wall W independently of one another have a NaSICON structure of the formula M ^I _1+2w+x-y+z M ^II _w M ^III _x Zr ^IV _2-wxy M ^V _y ( SiO ₄ ) _z (PO ₄ ) _3-z .

M^I ist dabei ausgewählt aus Na⁺, Li⁺, bevorzugt Na⁺.M ^I is selected from Na ⁺ , Li ⁺ , preferably Na ⁺ .

M^II ist dabei ein zweiwertiges Metallkation, bevorzugt ausgewählt aus Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, bevorzugter ausgewählt aus Co²⁺, Ni²⁺.M ^II is a divalent metal cation, preferably selected from Mg ²⁺ , Ca ²⁺ , Sr ²⁺ , Ba ²⁺ , Co ²⁺ , Ni ²⁺ , more preferably selected from Co ²⁺ , Ni ²⁺ .

M^III ist dabei ein dreiwertiges Metallkation, bevorzugt ausgewählt aus Al³⁺, Ga³⁺, Sc³⁺, La³⁺, Y³⁺, Gd³⁺, Sm³⁺, Lu³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, bevorzugter ausgewählt aus Sc³⁺, La³⁺, Y³⁺, Gd³⁺, Sm³⁺, besonders bevorzugt ausgewählt aus Sc³⁺, Y³⁺, La³⁺.M ^III is a trivalent metal cation, preferably selected from Al ³⁺ , Ga ³⁺ , Sc ³⁺ , La ³⁺ , Y ³⁺ , Gd ³⁺ , Sm ³⁺ , Lu ³⁺ , Fe ³⁺ , Cr ³⁺ , more preferably selected from Sc ³⁺ , La ³⁺ , Y ³⁺ , Gd ³⁺ , Sm ³⁺ , particularly preferably selected from Sc ³⁺ , Y ³⁺ , La ³⁺ .

M^V ist dabei ein fünfwertiges Metallkation, bevorzugt ausgewählt aus V⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺.M ^V is a pentavalent metal cation, preferably selected from V ⁵⁺ , Nb ⁵⁺ , Ta ⁵⁺ .

Die römischen Indizes I, II, III, IV, V geben die Oxidationszahlen an, in der die jeweiligen Metallkationen vorliegen.The Roman indices I, II, III, IV, V indicate the oxidation numbers in which the respective metal cations are present.

w, x, y, z sind reelle Zahlen, wobei gilt, dass 0 ≤ x < 2, 0 ≤ y < 2, 0 ≤ w < 2, 0 ≤ z < 3, und wobei w, x, y, z so gewählt werden, dass gilt 1 + 2w + x- y + z ≥ 0 und 2 - w - x - y ≥ 0.w, x, y, z are real numbers, where 0 ≤ x < 2, 0 ≤ y < 2, 0 ≤ w < 2, 0 ≤ z < 3, and where w, x, y, z are so chosen become that 1 + 2w + x- y + z ≥ 0 and 2 - w - x - y ≥ 0.

Die NaSICON-Struktur hat dabei erfindungsgemäß noch bevorzugter eine Struktur der Formel Na_(1+v)Zr₂Si_vP_(3-v)O₁₂, wobei v eine reelle Zahl ist, für die 0 ≤ v ≤ 3 gilt. Am bevorzugtesten gilt v = 2.4According to the invention, the NaSICON structure more preferably has a structure of the formula Na _(1+v) Zr ₂ Si _v P _(3-v) O ₁₂ , where v is a real number for which 0≦v≦3 applies. Most preferably v = 2.4

In einer bevorzugten Ausführungsform der Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weisen die von der Trennwand W umfassten AFKs die gleiche Struktur auf.In a preferred embodiment of the partition wall W according to the first aspect of the invention, the AFKs comprised by the partition wall W have the same structure.

4.1.2 Trennelement T 4.1.2 Separator T

Das Trennelement T trennt erfindungsgemäß mindestens zwei von der Trennwand W umfasste alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F_A und F_B, das heißt es ist zwischen mindestens zwei von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F_A und F_B angeordnet.According to the invention, the separating element T separates at least two alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics F _A and FB contained in the partition W _, ie it is arranged between at least two alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics F _A and F _B contained in the partition W.

Als Trennelement T, welches von der Trennwand W umfasst ist, eignet sich jeder Körper, durch den die jeweiligen AFKs voneinander getrennt angeordnet werden können. Die AFKs schließen dabei lückenlos an das Trennelement T an, um die Funktion der Trennwand nicht zu beeinträchtigen, die in der Elektrolysezelle E die Kathodenkammer flüssigkeitsdicht von der benachbarten Mittel- bzw. Anodenkammer abtrennen soll.Any body through which the respective AFKs can be arranged separately from one another is suitable as a separating element T, which is encompassed by the separating wall W. The AFKs connect seamlessly to the separating element T so as not to impair the function of the dividing wall, which in the electrolytic cell E is intended to separate the cathode chamber from the adjacent middle or anode chamber in a liquid-tight manner.

Die Form des Trennelements T kann vom Fachmann in Abhängigkeit von der Anzahl der AFKs, die die Trennwand W umfasst, gewählt werden.The shape of the separating element T can be chosen by a person skilled in the art depending on the number of AFKs that the dividing wall W comprises.

Umfasst die Trennwand W beispielsweise zwei oder drei AFKs, können diese jeweils durch ein zwischen den AFKs angeordneter Steg als Trennelement T getrennt werden (siehe Abbildung 1 A).If the partition W includes, for example, two or three AFKs, these can each be separated by a web arranged between the AFKs as a separating element T (see Fig Figure 1A) .

Umfasst die Trennwand W vier oder mehr AFKs, können diese durch ein Trennelement T, welches die Form eines Kreuzes (siehe Abbildung 1B und 4A) oder Gitters (siehe Abbildung 4 B) hat, getrennt werden.If the partition wall W includes four or more AFKs, these can be separated by a separating element T, which has the shape of a cross (see Figure 1B and 4A ) or grid (see Figure 4B) has to be separated.

Es ist besonders bevorzugt, dass die Trennwand W mindestens vier AFKs umfasst und noch bevorzugter, dass das Trennelement T dann kreuzförmig oder gitterförmig ist, da dann gewährleistet ist, dass den AFKs alle drei Dimensionen vollständig für die thermische Ausdehnung/Schrumpfung zur Verfügung stehen.It is particularly preferred that the dividing wall W comprises at least four AFKs and even more preferred that the dividing element T is then cross-shaped or grid-shaped, since then it is guaranteed that the AFKs have all three dimensions available for thermal expansion/shrinkage.

Das Trennelement T kann dabei aus einem Stück bestehen (Abbildung 1). Dann wird der AFK zum Beispiel mit einem dem Fachmann bekannten Mittel lückenlos an das Trennelement befestigt, zum Beispiel über einen Klebstoff, wobei bevorzugt Epoxidharze, Phenolharze genutzt werden Alternativ oder zusätzlich kann das Trennelement T auch so ausgeformt sein, dass das jeweilige AFK in das Trennelement eingepasst oder eingeklemmt werden kann. Dies kann schon bei der Herstellung der Trennwand W entsprechend durchgeführt werden (Abschnitt 4.1.4).The separating element T can consist of one piece ( illustration 1 ). The AFK is then attached without gaps to the separating element, for example using a means known to those skilled in the art, for example using an adhesive, with preference being given to using epoxy resins or phenolic resins. Alternatively or additionally, the separating element T can also be shaped in such a way that the respective AFK fits into the separating element can be fitted or pinched. This can already be done during the manufacture of the partition wall W (Section 4.1.4).

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trennwand W, insbesondere zwischen Trennelement T und den AFKs, eine Dichtung Di (Abbildungen 3 B, 3 C). Dadurch wird eine besonders gut gewährleistet, dass die Trennwand W flüssigkeitsdicht ist. Die Dichtung Di kann vom Fachmann für die jeweilige AFK bzw. das jeweilige Trennelement T ausgewählt werden.In a preferred embodiment, the dividing wall W, in particular between the dividing element T and the AFKs, comprises a seal Di (Figures 3 B, 3 C). This ensures particularly well that the dividing wall W is liquid-tight. The seal Di can be selected by a person skilled in the art for the respective AFK or the respective separating element T.

Die Dichtung Di umfasst insbesondere ein Material, welches aus der Gruppe bestehend aus Elastomeren, Klebstoffe, bevorzugt Elastomeren, ausgewählt ist.In particular, the seal Di comprises a material selected from the group consisting of elastomers, adhesives, preferably elastomers.

Als Elastomer kommt insbesondere Kautschuk in Betracht, bevorzugt Ethylen-Propylen-DienKautschuk ("EPDM"), Fluor-Polymer-Kautschuk ("FPM"), Perfluorpolymerkautschuk ("FFPM"), Acrylnitrilbutadienkautschuk ("NBR").Rubber is particularly suitable as an elastomer, preferably ethylene-propylene-diene rubber ("EPDM"), fluoropolymer rubber ("FPM"), perfluoropolymer rubber ("FFPM"), acrylonitrile butadiene rubber ("NBR").

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Trennelement T mindestens zwei Teile T₁ und T₂, die aneinander befestigt werden können und so die AFKs zwischen sich einklemmen.In a further preferred embodiment, the separating element T comprises at least two parts T ₁ and T ₂ which can be attached to one another and thus clamp the AFKs between them.

In dieser Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, dann zwischen Trennelement T und AFK noch eine Dichtung Di anzubringen, um die Flüssigkeitsdichte zu gewährleisten.In this embodiment, it is particularly preferred to then attach a seal Di between the separating element T and AFK in order to ensure liquid tightness.

Das Trennelement T umfasst bevorzugt ein Material, welches aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Glas, Holz ausgewählt ist. Besonders bevorzugt ist das Trennelement T aus Kunststoff. Noch bevorzugter handelt es sich bei dem Kunststoff um einen, der aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid, nachchloriertes Polyvinylchlorid ("PVC-C") ausgewählt ist.The separating element T preferably comprises a material which is selected from the group consisting of plastic, glass and wood. The separating element T is particularly preferably made of plastic. More preferably, the plastic is one selected from the group consisting of polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, post-chlorinated polyvinyl chloride ("PVC-C").

4.1.3 Rahmenelement R 4.1.3 Frame element R

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trennwand W auch ein Rahmenelement R. Das Rahmenelement R unterscheidet sich dadurch vom Trennelement T, dass es nicht zwischen den von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken angeordnet ist, diese also nicht voneinander trennt. Das Rahmenelement R begrenzt insbesondere die Oberflächen O_KK und O_A/MK mindestens teilweise, bevorzugt vollständig. Das bedeutet insbesondere: Das Rahmenelement R umschließt die Oberflächen O_KK und O_A/MK mindestens teilweise, bevorzugt vollständig.In a further preferred embodiment, the dividing wall W also comprises a frame element R. The frame element R differs from the dividing element T in that it is not between the alkali cation-conducting elements comprised by the dividing wall W Solid electrolyte ceramics is arranged, so they are not separated from each other. The frame element R delimits in particular the surfaces O _KK and O _A/MK at least partially, preferably completely. This means in particular: The frame element R encloses the surfaces O _KK and O _A/MK at least partially, preferably completely.

Das Rahmenelement R kann dabei als ein Teil der Oberflächen O_KK und O_A/MK ausgebildet sein oder nicht. Bevorzugt ist das Rahmenelement R als ein Teil der Oberflächen O_KK und O_A/MK ausgebildet.The frame element R may or may not be formed as part of the surfaces O _KK and O _A/MK . The frame element R is preferably formed as part of the surfaces O _KK and O _A/MK .

Das Rahmenelement R ist insbesondere über die Oberflächen O_KK und O_A/MK direkt kontaktierbar oder nicht direkt kontaktierbar, bevorzugt direkt kontaktierbar.The frame element R can be directly contacted or not directly contacted, preferably directly contacted, in particular via the surfaces O _KK and O _A/MK .

"Nicht direkt kontaktierbar" bedeutet mit Bezug auf das von der Trennwand W umfasste Rahmenelement R, dass das Rahmenelement R ausschließlich als mindestens ein Teil der Oberflächen jener Seiten der Trennwand W ausgebildet ist, bei denen es sich nicht um die Seiten S_KK und S_A/MK handelt. Insbesondere bildet das Rahmenelement R dann mindestens 1 %, bevorzugter mindestens 25 %, bevorzugter mindestens 50 %, noch bevorzugter 100 % der Oberflächen der Seiten der Trennwand W aus, bei denen es sich nicht um die Seiten S_KK und S_A/MK handelt."Not directly contactable" means, with regard to the frame element R comprised by the partition wall W , that the frame element R is formed exclusively as at least part of the surfaces of those sides of the partition wall W that are not the sides S _KK and S _{A /MK} trades. In particular, the frame element R then forms at least 1%, more preferably at least 25%, more preferably at least 50%, even more preferably 100% of the surfaces of the sides of the partition wall W other than sides S _KK and S _A/MK .

"Direkt kontaktierbar" bedeutet mit Bezug auf das von der Trennwand W umfasste Rahmenelement R, dass ein Teil der Oberflächen O_KK und O_A/MK durch die Oberfläche des Rahmenelements R gebildet wird, das heißt, dass das von der Trennwand W umfasste Rahmenelement R an den beiden Oberflächen O_KK und O_A/MK unmittelbar zugänglich sind, so dass es an den beiden Oberflächen O_KK und O_A/MK zum Beispiel mit wässriger Lösung, alkoholischer Lösung, Alkohol oder Wasser benetzt werden kann."Directly contactable" means, with reference to the frame element R enclosed by the partition W , that part of the surfaces O _KK and O _A/MK is formed by the surface of the frame element R , i.e. the frame element R enclosed by the partition W are directly accessible on the two surfaces O _KK and O _A/MK , so that it can be wetted on the two surfaces O _KK and O _A/MK , for example with an aqueous solution, alcoholic solution, alcohol or water.

Für die Anordnung des Rahmenelements R in der Trennwand W bedeutet dies, dass es dann einen Weg von der Oberfläche O_KK auf der Seite S_KK auf die Oberfläche O_A/MK auf der Seite S_A/MK gibt, der vollständig durch das Rahmenelement R führt.For the arrangement of the frame element R in the partition wall W , this means that there is then a path from the surface O _KK on the side S _KK to the surface O _A/MK on the side S _A/MK that goes completely through the frame element R leads.

Dies schließt die folgenden Ausführungsformen ein:

ein Teil des Randes der Oberflächen O_KK und O_A/MK wird durch das Rahmenelement R gebildet (wie in den Abbildungen 4 B, 4 D gezeigt);
der Rand der Oberflächen O_KK und O_A/MK wird vollständig durch das Rahmenelement R gebildet (wie in den Abbildungen 4 A, 4 C, 7 A, 7 B gezeigt);

This includes the following embodiments:

part of the boundary of the surfaces O _KK and O _A/MK is formed by the frame element R (as shown in Figures 4B, 4D);
the boundary of the surfaces O _KK and O _A/MK is formed entirely by the frame element R (as shown in Figures 4A, 4C, 7A, 7B);

Dabei kann das Rahmenelement R zusätzlich auch als mindestens ein Teil der Oberflächen jener Seiten der Trennwand W ausgebildet sein, bei denen es sich nicht um die Seiten S_KK und S_A/MK handelt. Insbesondere bildet das Rahmenelement R mindestens 1 %, bevorzugter mindestens 25 %, bevorzugter mindestens 50 %, noch bevorzugter 100 % der Oberflächen der Seiten der Trennwand W aus, bei denen es sich nicht um die Seiten S_KK und S_A/MK handelt.The frame element R can additionally also be formed as at least part of the surfaces of those sides of the partition wall W which are not the sides S _KK and S _A/MK acts. In particular, the frame member R forms at least 1%, more preferably at least 25%, more preferably at least 50%, still more preferably 100% of the surface areas of the sides of the partition wall W other than sides S _KK and S _A/MK .

In Fig. 4B und Fig. 4D sind beispielsweise Ausführungsformen gezeigt, in denen das Rahmenelement R einen Teil der Oberflächen jener Seiten der Trennwand W ausbildet, bei denen es sich nicht um die Seiten S_KK und S_A/MK handelt.In Figures 4B and 4D For example, embodiments are shown in which the frame member R forms part of the surfaces of those sides of the partition wall W other than the sides S _KK and S _A/MK .

In Fig. 4A und Fig. 4C sind beispielsweise Ausführungsformen gezeigt, in denen das Rahmenelement R die Oberflächen jener Seiten der Trennwand W, bei denen es sich nicht um die Seiten S_KK und S_A/MK handelt, vollständig ausbildet.In Figures 4A and 4C For example, embodiments are shown in which the frame member R completely forms the surfaces of those sides of the partition wall W other than the sides S _KK and S _{A /MK} .

Das Rahmenelement R ist insbesondere aus einem Material, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Glas, Holz ausgewählt ist. Besonders bevorzugt ist das Rahmenelement R aus Kunststoff.The frame element R is in particular made of a material that is selected from the group consisting of plastic, glass, and wood. The frame element R is particularly preferably made of plastic.

Noch bevorzugter handelt es sich bei dem Kunststoff um einen, der aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid, PVC-C ausgewählt ist.More preferably, the plastic is one selected from the group consisting of polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, PVC-C.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das Rahmenelement R und das Trennelement T aus dem gleichen Material, noch bevorzugter sind beide aus Kunststoff, der noch bevorzugter ausgewählt ist aus Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid, PVC-C.In a further preferred embodiment, the frame element R and the partition element T are made of the same material, more preferably both are made of plastic, which is even more preferably selected from polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, PVC-C.

Das Rahmenelement R kann dabei aus einem Stück bestehen. Dann wird der AFK zum Beispiel mit einem dem Fachmann bekannten Mittel lückenlos an das Rahmenelement R befestigt, zum Beispiel über einen Klebstoff, wobei sich besonders Epoxidharze und Phenolharze eignen. Alternativ oder zusätzlich kann das Rahmenelement R auch so ausgeformt sein, dass das jeweilige AFK in das Rahmenelement R eingepasst oder eingeklemmt werden kann.The frame element R can consist of one piece. The AFK is then attached to the frame element R without gaps, for example using a means known to those skilled in the art, for example using an adhesive, with epoxy resins and phenolic resins being particularly suitable. Alternatively or additionally, the frame element R can also be shaped in such a way that the respective AFK can be fitted into the frame element R or clamped.

Dies bedeutet auch, dass in der bevorzugten Ausführungsform, in der die Trennwand W ein Rahmenelement R umfasst, die AFKs, das mindestens eine Trennelement T und das Rahmenelement R lückenlos aneinander anschließen.This also means that in the preferred embodiment, in which the dividing wall W comprises a frame element R , the AFCs, the at least one dividing element T and the frame element R adjoin one another without a gap.

Somit existieren keine Lücken, zwischen Trennelement T, Rahmenelement R und den von der Trennwand W umfassten AFKs, durch welche wässrige Lösung oder Wasser von der Seite S_KK auf die Seite S_A/MK oder umgekehrt fließen könnte.There are thus no gaps between the separating element T, the frame element R and the AFKs comprised by the dividing wall W , through which aqueous solution or water could flow from the side S _KK to the side S _A/MK or vice versa.

Daneben kann, insbesondere wenn die Trennwand W ein Rahmenelement R umfasst, mit dem das Trennelement T mindestens teilweise einstückig ausgebildet ist, das Rahmenelement R aus mindestens zwei Teilen bestehen, die aneinander befestigt sind und dabei die AFKs zwischen sich einklemmen. Beispielsweise kann die Trennwand W dann ein Scharnier aufweisen, an dem sich die beiden Teile des Rahmenelements R auf- und zuklappen lassen. Weiterhin kann die die Trennwand W dann ein Schloss aufweisen, an dem sich die beiden Teile des Rahmenelements R im zugeklappten Zustand arretieren lassen (Abbildung 7 A).In addition, particularly if the partition W comprises a frame element R , with which the partition element T is at least partially formed in one piece, the frame element R can consist of at least two parts that are fastened to one another and thereby clamp the AFKs between them. For example, the partition wall W can then have a hinge on which the two parts of the frame element R can be opened and closed. Furthermore, the the Partition wall W then have a lock on which the two parts of the frame element R can be locked in the closed state ( Figure 7A) .

Im zugeklappten Zustand können dann die AFKs und, falls dieses nicht schon einstückig mit dem Rahmenelement R ausgebildet ist, das Trennelement T zwischen dem Rahmenelement R eingeklemmt werden. In dieser Ausführungsform kann dann zwischen Trennelement T und AFK bzw. Rahmenelement R und AFK noch eine Dichtung angebracht sein, um die Flüssigkeitsdichte zu gewährleisten.In the closed state, the AFKs and, if this is not already formed in one piece with the frame element R , the separating element T can be clamped between the frame element R. In this embodiment, a seal can then be attached between the separating element T and AFK or frame element R and AFK in order to ensure liquid tightness.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Teil des Trennelements T <17> einstückig mit mindestens einem Teil des Rahmenelements R <20> ausgebildet. Dies bedeutet insbesondere, dass mindestens ein Teil des Trennelements T in das Rahmenelement R übergeht.In a preferred embodiment, at least part of the separating element T <17> is formed in one piece with at least part of the frame element R <20>. This means in particular that at least part of the separating element T merges into the frame element R.

Bevorzugt liegen das Trennelement T <17> und das Rahmenelement R <20> einstückig vor.The separating element T <17> and the frame element R <20> are preferably present in one piece.

Die Ausführungsform eines Rahmenelements R hat den Vorteil, dass es beim Zusammenbau der Elektrolysezelle E als Teil der Außenwand fungieren kann. Dieser Teil der Trennwand W kontaktiert die Lösungen im jeweiligen Innenraum I_KK, I_KA bzw. I_KM nicht, weshalb es Verschwendung wäre, für diesen Teil die Festelektrolytkeramik F_A oder F_B zu nehmen. Daneben ist der Teil der Trennwand W, welcher zwischen die Außenwand geklemmt oder ein Teil davon bildet, Drücken ausgesetzt, was die brüchige Festelektrolytkeramik F_A oder F_B ungeeignet macht. Stattdessen wird somit ein bruchsicheres und billigeres Material für den Rahmen R ausgewählt.The embodiment of a frame element R has the advantage that it can function as part of the outer wall when assembling the electrolytic cell E. This part of the partition wall W does not contact the solutions in the respective inner space I _KK , I _KA or I _KM , which is why it would be wasteful to use the solid electrolyte ceramic FA or _F _B for this part. Besides, the part of the partition wall W which is sandwiched between or forms part of the outer wall is subjected to pressures, making the brittle solid electrolytic ceramics _FA or _FB unsuitable. Instead, a shatterproof and cheaper material is selected for the frame R.

4.1.4 Herstellung der Trennwand W 4.1.4 Manufacture of partition wall W

Die Trennwand W kann nach dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden.The partition wall W can be produced by methods known to those skilled in the art.

Beispielsweise können die von der Trennwand umfassten AFKs, gegebenenfalls mit Dichtungen, in eine Gießform eingelegt werden und das Trennelement über flüssigen Kunststoff gegossen und dann erstarren gelassen werden (Spritzgußverfahren). Beim Erstarren umschließt dieser dann die AFKs.For example, the AFKs enclosed by the dividing wall, optionally with seals, can be placed in a mold and the dividing element can be cast over liquid plastic and then allowed to solidify (injection molding process). When it freezes, it then encloses the AFKs.

Alternativ wird das Trennelement T separat gegossen (bzw. in Teilen) und dann lückenlos an die mindestens zwei AFKs befestigt (zum Beispiel geklebt).Alternatively, the separating element T is cast separately (or in parts) and then attached (for example glued) to the at least two AFKs without any gaps.

4.2 Elektrolysezelle E 4.2 Electrolytic Cell E

Die Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eignet sich als Trennwand in einer Elektrolysezelle E. The partition wall W according to the first aspect of the invention is suitable as a partition wall in an electrolytic cell E.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung deshalb eine Elektrolysezelle E, umfassend

mindestens eine Anodenkammer K_A mit mindestens einem Zulauf Z_KA, mindestens einem Ablauf A_KA und einem Innenraum I_KA, der eine anodische Elektrode E_A umfasst,
mindestens eine Kathodenkammer K_K mit mindestens einem Zulauf Z_KK, mindestens einem Ablauf A_KK und einem Innenraum I_KK, der eine kathodische Elektrode E_K umfasst,
und gegebenenfalls mindestens eine dazwischen liegende Mittelkammer K_M mit mindestens einem Zulauf Z_KM, mindestens einem Ablauf A_KM und einem Innenraum I_KM, wobei dann I_KA und I_KM durch eine Diffusionsbarriere D voneinander abgetrennt sind, und A_KM durch eine Verbindung V_AM mit dem Zulauf Z_KA verbunden ist, so dass durch die Verbindung V_AM Flüssigkeit aus I_KM in I_KA geleitet werden kann,

wobei

in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K_M umfasst, I_KA und I_KK durch eine Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung voneinander abgetrennt sind,
in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K_M umfasst, I_KA und I_KM durch eine Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung voneinander abgetrennt sind,

dadurch gekennzeichnet, dass
die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement T, den Innenraum I_KK auf der Seite S_KK über die Oberfläche O_KK direkt kontaktieren,
und

in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K_M umfasst, die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement T, den Innenraum I_KA auf der Seite S_A/MK über die Oberfläche O_A/MK direkt kontaktieren,
in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K_M umfasst, die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement T, den Innenraum I_KM auf der Seite S_A/MK über die Oberfläche O_A/MK direkt kontaktieren.

In a second aspect, the present invention therefore relates to an electrolytic cell E comprising

at least one anode chamber K _A with at least one inlet Z _KA , at least one outlet A _KA and an interior space I _KA , which includes an anodic electrode E _A ,
at least one cathode chamber K _K with at least one inlet Z _KK , at least one outlet A _KK and an interior space I _KK , which comprises a cathodic electrode E _K ,
and optionally at least one intermediate central chamber K _M with at least one inlet Z _KM , at least one outlet A _KM and an interior space I _KM , in which case I _KA and I _KM are separated from one another by a diffusion barrier D , and A _KM by a connection V _AM is connected to the inlet Z _KA , so that liquid can be conducted from I _KM into I _KA through the connection V _AM ,

whereby

in cases where the electrolytic cell E does not include a central chamber K _M , I _KA and I _KK are separated from one another by a partition wall W according to the first aspect of the invention,
in cases where the electrolytic cell E comprises at least one central chamber K _M , I _KA and I _KM are separated from one another by a partition wall W according to the first aspect of the invention,

characterized in that
the solid electrolyte ceramics, which conduct alkali cations and are enclosed by the partition W , and in particular also the separating element T, directly contact the interior space I _KK on the side S _KK via the surface O _KK ,
and

In cases where the electrolytic cell E does not include a central chamber K _M , the solid electrolyte ceramics which conduct alkali cations and which are included in the partition W , and in particular also the separating element T, the interior space I _KA on the side S _A/MK via the surface O _A/MK directly to contact,
in cases in which the electrolytic cell E comprises at least one central chamber K _M , the solid electrolyte ceramics which conduct alkali cations and are enclosed by the partition W , and in particular also the separating element T, the interior space I _KM on the side S _A/MK over the surface O _A/MK contact directly.

Die Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst mindestens eine Anodenkammer K_A und mindestens eine Kathodenkammer K_K und gegebenenfalls mindestens eine dazwischen liegende Mittelkammer K_M. Dies umfasst auch Elektrolysezellen E, welche mehr als eine Anodenkammer K_A und/oder Kathodenkammer K_K und/oder Mittelkammer K_M aufweisen. Solche Elektrolysezellen, in denen diese Kammern modulartig aneinandergefügt werden, sind beispielsweise in der DD 258 143 A3 und der US 2006/0226022 A1 beschrieben.The electrolytic cell E according to the second aspect of the invention comprises at least one anode chamber K _A and at least one cathode chamber K _K and optionally at least one intermediate chamber K _M . This also includes electrolytic cells E which have more than one anode chamber K _A and/or cathode chamber K _K and/or middle chamber K _M . Such electrolytic cells, in which these chambers are joined together in modules, are for example in the DD 258 143 A3 and the U.S. 2006/0226022 A1 described.

Die Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Anodenkammer K_A und eine Kathodenkammer K_K und gegebenenfalls eine dazwischen liegende Mittelkammer K_M. In a preferred embodiment of the invention, the electrolytic cell E according to the second aspect of the invention comprises an anode chamber K _A and a cathode chamber K _K and optionally a middle chamber K _M lying in between.

Die Elektrolysezelle E weist üblicherweise eine Außenwand W_A auf. Die Außenwand W_A ist insbesondere aus einem Material, welches aus der Gruppe bestehend aus Stahl, bevorzugt gummiertem Stahl, Kunststoff, der insbesondere aus Telene ^® (duroplastischem Polydicyclopentadien), PVC (Polyvinylchlorid), PVC-C (nachchloriertes Polyvinylchlorid), PVDF (Polyvinylidenfluorid) ausgewählt ist. W_A kann insbesondere für Zuläufe und Abläufe durchbrochen sein. Innerhalb von W_A liegen dann die mindestens eine Anodenkammer K_A, die mindestens eine Kathodenkammer K_K und in den Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E eine solche umfasst, die mindestens eine dazwischen liegende Mittelkammer K_M. The electrolytic cell E usually has an outer wall W _A . The outer wall W _A is in particular made of a material selected from the group consisting of steel, preferably rubberized steel, plastic, in particular Telene ^® (thermosetting polydicyclopentadiene), PVC (polyvinyl chloride), PVC-C (post-chlorinated polyvinyl chloride), PVDF (polyvinylidene fluoride ) is selected. W _A can be perforated in particular for inlets and outlets. Within W _A then lie the at least one anode chamber K _A , the at least one cathode chamber K _K and, in the embodiments in which the electrolytic cell E comprises such, the at least one intermediate chamber K _M .

4.2.1 Kathodenkammer4.2.1 Cathode Chamber KK _KK

Die Kathodenkammer K_K weist mindestens einen Zulauf Z_KK, mindestens einen Ablauf A_KK und einen Innenraum I_KK, der eine kathodische Elektrode E_K umfasst, auf.The cathode chamber K _K has at least one inlet Z _KK , at least one outlet A _KK and an interior space I _KK , which includes a cathodic electrode E _K .

Der Innenraum I_KK der Kathodenkammer K_K ist durch die Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vom Innenraum I_KA der Anodenkammer K_A abgetrennt, falls die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K_M umfasst. Der Innenraum I_KK der Kathodenkammer K_K ist durch die Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vom Innenraum I_KM der Mittelkammer K_M abgetrennt, falls die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K_M umfasst.The interior space I _KK of the cathode chamber K _K is separated from the interior space I _KA of the anode chamber K _A by the partition W according to the first aspect of the invention if the electrolytic cell E does not include a middle chamber K _M . The interior I _KK of the cathode chamber K _K is separated from the interior I _KM of the middle chamber K _M by the partition W according to the first aspect of the invention if the electrolytic cell E comprises at least one middle chamber K _M .

4.2.1.1 Kathodische Elektrode E_K 4.2.1.1 Cathodic electrode E _K

Die Kathodenkammer K_K umfasst einen Innenraum I_KK, der wiederum eine kathodische Elektrode E_K umfasst. Als solche kathodische Elektrode E_K kommt jede dem Fachmann geläufige Elektrode in Frage, die unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem dritten Aspekt der Erfindung stabil ist. Solche sind insbesondere in WO 2014/008410 A1 , Absatz [025] oder DE 10360758 A1 , Absatz [030] beschrieben. Diese Elektrode E_K kann aus der Gruppe bestehend aus Maschenwolle, dreidimensionale Matrixstruktur oder "Kugeln" ausgewählt sein. Die kathodische Elektrode E_K umfasst insbesondere ein Material, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stahl, Nickel, Kupfer, Platin, platinierte Metalle, Palladium, auf Kohle geträgertes Palladium, Titan. Bevorzugt umfasst E_K Nickel.The cathode chamber K _K includes an interior space I _KK , which in turn includes a cathodic electrode E _K . Any electrode familiar to a person skilled in the art that is stable under the conditions of the method according to the third aspect of the invention can be used as such a cathodic electrode E _K . Such are in particular in WO 2014/008410 A1 , paragraph [025] or DE 10360758 A1 , paragraph [030]. This electrode E _K can be selected from the group consisting of mesh wool, three-dimensional matrix structure or "balls". The cathodic electrode E _K includes in particular a material which is selected from the Group consisting of steel, nickel, copper, platinum, platinized metals, palladium, palladium supported on carbon, titanium. E _K preferably comprises nickel.

In den Ausführungsformen der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, in denen diese eine Mittelkammer K_M umfasst, befindet sich diese zwischen der Anodenkammer K_A und der Kathodenkammer K_K. In the embodiments of the electrolytic cell E according to the second aspect of the present invention in which it comprises a central chamber K _M , this is located between the anode chamber K _A and the cathode chamber K _K .

4.2.1.2 Zulauf Z_KK und Ablauf A_KK 4.2.1.2 Inlet Z _KK and outlet A _KK

Die Kathodenkammer K_K umfasst auch einen Zulauf Z_KK und einen Ablauf A_KK. Dies ermöglicht es, dem Innenraum I_KK der Kathodenkammer K_K Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L₂, zuzufügen und darin befindliche Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L₁, zu entfernen. Der Zulauf Z_KK und der Ablauf A_KK sind dabei so an der Kathodenkammer K_K angebracht, dass die Flüssigkeit beim Durchströmen des Innenraums I_KK der Kathodenkammer K_K die kathodische Elektrode E_K kontaktiert. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung am Ablauf A_KK die Lösung L₁ erhalten wird, wenn die Lösung L₂ eines Alkalialkoholats XOR im Alkohol ROH durch den Innenraum I_KK der Kathodenkammer K_K geleitet wird.The cathode chamber K _K also includes an inlet Z _KK and an outlet A _KK . This makes it possible to add liquid, such as solution L ₂ , to the inner space I _KK of the cathode chamber K _K and to remove liquid, such as solution L ₁ , located therein. The inlet Z _KK and the outlet A _KK are attached to the cathode chamber K _K in such a way that the liquid makes contact with the cathodic electrode E _K as it flows through the interior I _KK of the cathode chamber K _K . This is the prerequisite for the solution L ₁ being obtained when the method according to the invention is carried out according to the third aspect of the invention at the outlet A _KK if the solution L ₂ of an alkali metal alkoxide XOR in the alcohol ROH flows through the interior I _KK of the cathode chamber K _K is conducted.

Der Zulauf Z_KK und der Ablauf A_KK können nach dem Fachmann bekannten Verfahren an der Elektrolysezelle E angebracht werden, z.B. durch Bohrungen in der Außenwand und entsprechenden Anschlüssen (Ventilen), die die Ein- bzw. Ausleitung von Flüssigkeit vereinfachen.The inlet Z _KK and the outlet A _KK can be attached to the electrolytic cell E by methods known to those skilled in the art, for example through bores in the outer wall and appropriate connections (valves) that simplify the introduction and removal of liquid.

4.2.2 Anodenkammer4.2.2 Anode chamber KK _AA

Die Anodenkammer K_A weist mindestens einen Zulauf Z_KA, mindestens einen Ablauf A_KA und einem Innenraum I_KA, der eine anodische Elektrode E_A umfasst, auf.The anode chamber K _A has at least one inlet Z _KA , at least one outlet A _KA and an interior space I _KA , which includes an anodic electrode E _A .

Der Innenraum I_KA der Anodenkammer K_A ist, falls die Elektrolysezelle E eine Mittelkammer K_M umfasst, durch eine Diffusionsbarriere D vom Innenraum I_KM der Mittelkammer K_M abgetrennt.The interior space I _KA of the anode chamber K _A is separated from the interior space I _KM of the center chamber K M by a diffusion barrier D if the electrolytic cell E includes a central chamber _K _M .

Falls die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K_M umfasst, ist der Innenraum I_KA der Anodenkammer K durch die Trennwand W vom Innenraum I_KK der Kathodenkammer K_K abgetrennt.If the electrolytic cell E does not include a middle chamber K _M , the interior space I _KA of the anode chamber K is separated by the partition wall W from the interior space I _KK of the cathode chamber K _K .

4.2.2.1 Anodische Elektrode E_A 4.2.2.1 Anodic electrode E _A

Die Anodenkammer K_A umfasst einen Innenraum I_KA, der wiederum eine anodische Elektrode E_A umfasst. Als solche anodische Elektrode E_A kommt jede dem Fachmann geläufige Elektrode in Frage, die unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem dritten Aspekt der Erfindung stabil ist. Solche sind insbesondere in WO 2014/008410 A1 , Absatz [024] oder DE 10360758 A1 , Absatz [031] beschrieben. Diese Elektrode E_A kann aus einer Schicht bestehen oder aus mehreren planen, zueinander parallelen Schichten bestehen, die jeweils perforiert oder expandiert sein können. Die anodische Elektrode E_A umfasst insbesondere ein Material, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rutheniumoxid, Iridiumoxid, Nickel, Kobalt, Nickelwolframat, Nickeltitanat, Edelmetalle wie insbesondere Platin, welches auf einem Träger wie Titan oder Kovar^® (einer Eisen/Nickel/Kobalt-Legierung, in denen die einzelnen Anteile bevorzugt wie folgt sind: 54 Massen-% Eisen, 29 Massen-% Nickel, 17 Massen-% Cobalt) geträgert ist. Weitere mögliche Anodenmaterialien sind insbesondere Edelstahl, Blei, Graphit, Wolframcarbid, Titandiborid. Bevorzugt umfasst die anodische Elektrode E_A eine mit Rutheniumoxid/ Iridiumoxid beschichtete Titananode (RuO₂ + IrO₂ / Ti).The anode chamber K _A includes an interior space I _KA , which in turn includes an anodic electrode E _A . Any electrode familiar to a person skilled in the art that is stable under the conditions of the method according to the third aspect of the invention can be used as such an anodic electrode E _A . Such are in particular in WO 2014/008410 A1 , paragraph [024] or DE 10360758 A1 , paragraph [031]. This electrode E _A can consist of one layer or consist of several planar layers parallel to one another, each of which can be perforated or expanded. The anodic electrode E _A comprises in particular a material which is selected from the group consisting of ruthenium oxide, iridium oxide, nickel, cobalt, nickel tungstate, nickel titanate, noble metals such as platinum in particular, which is deposited on a carrier such as titanium or ^Kovar® (an iron/nickel/ Cobalt alloy, in which the individual proportions are preferably as follows: 54% by mass iron, 29% by mass nickel, 17% by mass cobalt) is supported. Other possible anode materials are, in particular, stainless steel, lead, graphite, tungsten carbide, titanium diboride. The anodic electrode E _A preferably comprises a titanium anode (RuO ₂ +IrO ₂ /Ti) coated with ruthenium oxide/iridium oxide.

4.2.2.2 Zulauf Z_KA und Ablauf A_KA 4.2.2.2 Inlet Z _KA and outlet A _KA

Die Anodenkammer K_A umfasst auch einen Zulauf Z_KA und einen Ablauf A_KA. Dies ermöglicht es, dem Innenraum I_KA der Anodenkammer K_A Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L₃, zuzufügen und darin befindliche Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L₄, zu entfernen. Der Zulauf Z_KA und der Ablauf A_KA sind dabei so an der Anodenkammer K_A angebracht, dass die Flüssigkeit beim Durchströmen des Innenraums I_KA der Anodenkammer K_A die anodische Elektrode E_A kontaktiert. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung am Ablauf A_KA die Lösung L₄ erhalten wird, wenn die Lösung L₃ eines Salzes S durch den Innenraum I_KA der Anodenkammer K_A geleitet wird.The anode chamber K _A also includes an inlet Z _KA and an outlet A _KA . This makes it possible to add liquid, such as solution L ₃ , to the interior space I _KA of the anode chamber K _A and to remove liquid, such as solution L ₄ , located therein. The inlet Z _KA and the outlet A _KA are attached to the anode chamber K _A in such a way that the liquid makes contact with the anodic electrode E _A as it flows through the interior space I _KA of the anode chamber K _A . This is the prerequisite for the solution L ₄ being obtained at the outlet A _KA when the process according to the third aspect of the invention is carried out if the solution L ₃ of a salt S is passed through the interior space I _KA of the anode chamber _KA .

Der Zulauf Z_KA und der Ablauf A_KA können nach dem Fachmann bekannten Verfahren an der Elektrolysezelle E angebracht werden, z.B. durch Bohrungen in der Außenwand und entsprechenden Anschlüssen (Ventilen), die die Ein- bzw. Ausleitung von Flüssigkeit vereinfachen. Der Zulauf Z_KA kann in bestimmten Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E eine Mittelkammer K_M umfasst, auch innerhalb der Elektrolysezelle liegen, beispielsweise als Perforation in der Diffusionsbarriere D. The inlet Z _KA and the outlet A _KA can be attached to the electrolytic cell E by methods known to those skilled in the art, eg through bores in the outer wall and corresponding connections (valves) which simplify the introduction and removal of liquid. In certain embodiments, in which the electrolytic cell E comprises a central chamber K _M , the inlet Z _KA can also lie within the electrolytic cell, for example as a perforation in the diffusion barrier D.

4.2.3 Optionale Mittelkammer4.2.3 Optional center chamber KK _MM

Die Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist bevorzugt eine Mittelkammer K_M auf. Die optionale Mittelkammer K_M liegt zwischen Kathodenkammer K_K und Anodenkammer K_A. Sie umfasst mindestens einen Zulauf Z_KM, mindestens einen Ablauf A_KM und einen Innenraum I_KM. The electrolytic cell E according to the second aspect of the invention preferably has a central chamber K _M . The optional middle chamber K _M is located between the cathode chamber K _K and the anode chamber K _A . It comprises at least one inlet Z _KM , at least one outlet A _KM and an interior I _KM .

Der Innenraum I_KA der Anodenkammer K_A ist, falls die Elektrolysezelle E eine Mittelkammer K_M umfasst, durch eine Diffusionsbarriere D vom Innenraum I_KM der Mittelkammer K_M abgetrennt. A_KM ist dann außerdem durch eine Verbindung V_AM mit dem Zulauf Z_KA verbunden, so dass durch die Verbindung V_AM Flüssigkeit aus I_KM in I_KA geleitet werden kann.The interior space I _KA of the anode chamber K _A is separated from the interior space I _KM of the center chamber K M by a diffusion barrier D if the electrolytic cell E includes a central chamber _K _M . A _KM is then also connected to the inlet Z _KA by a connection V _AM , so that liquid can be conducted from I _KM into I _KA through the connection V _AM .

4.2.3.1 Diffusionsbarriere D 4.2.3.1 Diffusion barrier D

Der Innenraum I_KM der optionalen Mittelkammer K_M ist durch eine Diffusionsbarriere D vom Innenraum I_KA der Anodenkammer K_A abgetrennt und durch die Trennwand W vom Innenraum I_KK der Kathodenkammer K_K abgetrennt.The interior I _KM of the optional central chamber K _M is separated from the interior I _KA of the anode chamber K _A by a diffusion barrier D and is separated from the interior I _KK of the cathode chamber K _K by the partition W.

Für die Diffusionsbarriere D kann jedes Material genutzt werden, welches unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem dritten Aspekt der Erfindung stabil ist und den Übergang von Protonen von der im Innenraum I_KA der Anodenkammer K_A befindlichen Flüssigkeit in Innenraum I_KM der optionalen Mittelkammer K_M verhindert oder verlangsamt.Any material which is stable under the conditions of the method according to the third aspect of the invention and which prevents the transfer of protons from the liquid located in the interior I _KA of the anode chamber K _A to the interior I _KM of the optional middle chamber K can be used for the diffusion barrier D _M prevented or slowed down.

Als Diffusionsbarriere D wird insbesondere eine nicht ionenspezifische Trennwand oder eine für spezifische Ionen durchlässige Membran verwendet. Bevorzugt handelt es sich bei der Diffusionsbarriere D um eine nicht ionenspezifische Trennwand.In particular, a non-ion-specific dividing wall or a membrane permeable to specific ions is used as the diffusion barrier D. The diffusion barrier D is preferably a non-ion-specific partition.

Das Material der nicht ionenspezifischen Trennwand ist insbesondere aus der Gruppe bestehend aus Gewebe, wobei es sich insbesondere um textiles Gewebe oder Metallgewebe handelt, Glas, wobei es sich insbesondere um gesintertes Glas oder Glasfritten handelt, Keramik, insbesondere keramische Fritten, Membrandiaphragmas ausgewählt, und ist besonders bevorzugt ein textiles Gewebe oder Metallgewebe, besonders bevorzugt ein textiles Gewebe. Das textile Gewebe umfasst bevorzugt Kunststoff, bevorzugter einen Kunststoff ausgewählt aus PVC, PVC-C, Polyvinylether ("PVE"), Polytetrafluorethylen ("PTFE").The material of the non-ion-specific partition wall is in particular selected from the group consisting of fabric, in particular textile fabric or metal fabric, glass, in particular sintered glass or glass frits, ceramic, in particular ceramic frits, membrane diaphragms, and is selected particularly preferably a textile fabric or metal fabric, particularly preferably a textile fabric. The textile fabric preferably comprises plastic, more preferably a plastic selected from PVC, PVC-C, polyvinyl ether ("PVE"), polytetrafluoroethylene ("PTFE").

Handelt es sich bei der Diffusionsbarriere D um eine "für spezifische Ionen durchlässige Membran", so bedeutet dies erfindungsgemäß, dass die jeweilige Membran die Diffusion bestimmter Ionen durch sie hindurch gegenüber anderen Ionen begünstigen. Insbesondere sind damit Membranen gemeint, die die Diffusion durch sie hindurch von Ionen einer bestimmten Ladungsart gegenüber entgegengesetzt geladenen Ionen begünstigt. Noch bevorzugter begünstigen für spezifische Ionen durchlässige Membranen außerdem die Diffusion bestimmter Ionen mit einer Ladungsart gegenüber anderen Ionen derselben Ladungsart durch sie hindurch.If the diffusion barrier D is a “membrane that is permeable to specific ions”, this means according to the invention that the respective membrane favors the diffusion of certain ions through it compared to other ions. In particular, membranes are meant that favor the diffusion through them of ions of a certain type of charge compared to oppositely charged ions. More preferably, specific ion permeable membranes also favor the diffusion of certain ions having one charge type through them over other ions of the same charge type.

Ist die Diffusionsbarriere D eine "für spezifische Ionen durchlässige Membran", handelt es sich insbesondere bei der Diffusionsbarriere D um eine anionenleitende Membran oder um eine kationenleitende Membran.If the diffusion barrier D is a “membrane permeable to specific ions”, the diffusion barrier D is in particular an anion-conducting membrane or a cation-conducting membrane.

Anionenleitende Membranen sind erfindungsgemäß solche, die selektiv Anionen, bevorzugt selektiv bestimmte Anionen leiten. In anderen Worten begünstigen sie die Diffusion von Anionen durch sie hindurch gegenüber der von Kationen, insbesondere gegenüber Protonen, noch bevorzugter begünstigen sie zusätzlich die Diffusion von bestimmten Anionen durch sie hindurch gegenüber der Diffusion anderer Anionen durch sie hindurch.According to the invention, anion-conducting membranes are those which selectively conduct anions, preferably selectively specific anions. In other words, they favor the diffusion of anions through them over that of cations, especially over protons, more preferably they additionally favor the diffusion of certain anions through them over the diffusion of other anions through them.

Kationenleitende Membranen sind erfindungsgemäß solche, die selektiv Kationen, bevorzugt selektiv bestimmte Kationen leiten. In anderen Worten begünstigen sie die Diffusion von Kationen durch sie hindurch gegenüber der von Anionen, noch bevorzugter begünstigen sie zusätzlich die Diffusion von bestimmten Kationen, durch sie hindurch gegenüber der Diffusion anderer Kationen durch sie hindurch, noch viel mehr bevorzugter von Kationen, bei denen es sich nicht um Protonen handelt, noch bevorzugter um Natriumkationen handelt, gegenüber Protonen.According to the invention, cation-conducting membranes are those which selectively conduct cations, preferably selectively specific cations. In other words, they favor the diffusion of cations through them over that of anions, more preferably they additionally favor the diffusion of certain cations through them over the diffusion of other cations through them, much more preferably cations where there is are not protons, more preferably sodium cations, over protons.

"Begünstigen die Diffusion bestimmter Ionen X gegenüber der Diffusion anderer Ionen Y" bedeutet insbesondere, dass der Diffusionskoeffizient (Einheit m²/s) der lonenart X bei einer gegebenen Temperatur für die betreffende Membran um den Faktor 10, bevorzugt 100, bevorzugt 1000 höher ist als der Diffusionskoeffizient der lonenart Y für die betreffende Membran.“Favour the diffusion of certain ions X over the diffusion of other ions Y” means in particular that the diffusion coefficient (unit m ² /s) of the ion type X at a given temperature for the membrane in question is higher by a factor of 10, preferably 100, preferably 1000 as the diffusion coefficient of the ionic species Y for the membrane in question.

Handelt es sich bei der Diffusionsbarriere D um eine "für spezifische Ionen durchlässige Membran", so ist es bevorzugt eine anionenleitende Membran, denn diese verhindert besonders gut die Diffusion von Protonen aus der Anodenkammer K_A in die Mittelkammer K_M. If the diffusion barrier D is a “membrane that is permeable to specific ions”, it is preferably an anion-conducting membrane because this prevents the diffusion of protons from the anode chamber K _A into the middle chamber K _M particularly well.

Als anionenleitende Membran wird insbesondere eine solche eingesetzt, die für die vom Salz S umfassten Anionen selektiv ist. Solche Membranen sind dem Fachmann bekannt und können von ihm eingesetzt werden.In particular, a membrane which is selective for the anions comprised by the salt S is used as the anion-conducting membrane. Such membranes are known to those skilled in the art and can be used by them.

Das Salz S ist bevorzugt ein Halogenid, Sulfat, Sulfit, Nitrat, Hydrogencarbonat oder Carbonat von X, noch bevorzugter ein Halogenid.The salt S is preferably a halide, sulfate, sulfite, nitrate, bicarbonate or carbonate of X, more preferably a halide.

Halogenide sind Fluoride, Chloride, Bromide, Jodide. Das bevorzugteste Halogenid ist Chlorid.Halides are fluorides, chlorides, bromides, iodides. The most preferred halide is chloride.

Bevorzugt wird als anionenleitende Membran eine für Halogenide, bevorzugt Chlorid, selektive Membran eingesetzt.A membrane selective for halides, preferably chloride, is preferably used as the anion-conducting membrane.

Anionenleitende Membranen sind beispielsweise von M.A. Hickner, A.M. Herring, E.B. Coughlin, Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics 2013, 51, 1727-1735 , von C.G. Arges, V. Ramani, P.N. Pintauro, Electrochemical Society Interface 2010, 19, 31-35 , in WO 2007/048712 A2 sowie auf Seite 181 des Lehrbuchs von Volkmar M. Schmidt Elektrochemische Verfahrenstechnik: Grundlagen, Reaktionstechnik, Prozessoptimierung, 1. Auflage (8. Oktober 2003 ) beschrieben.Anion-conducting membranes are, for example, from MA Hickner, AM Herring, EB Coughlin, Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics 2013, 51, 1727-1735 , from Arges CG, Ramani V, Pintauro PN, Electrochemical Society Interface 2010, 19, 31-35 , in WO 2007/048712 A2 as well as on Page 181 of the textbook by Volkmar M. Schmidt Electrochemical Process Engineering: Fundamentals, Reaction Engineering, Process Optimization, 1st edition (October 8, 2003 ) described.

Noch bevorzugter werden demnach als anionenleitende Membran organische Polymere, welche insbesondere aus Polyethylen, Polybenzimidazolen, Polyetherketonen, Polystyrol, Polypropylen oder fluorierten Membranen wie Polyperfluorethylen, bevorzugt Polystyrol, ausgewählt sind, eingesetzt, wobei diese kovalent gebunden funktionelle Gruppen ausgewählt aus -NH₃ ⁺, -NRH₂ ⁺, -NR₃ ⁺, =NR⁺; -PR₃ ⁺, wobei es sich bei R um Alkylgruppen mit bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatomen handelt, oder andere kationische Gruppen aufweisen. Bevorzugt weisen sie kovalent gebundene funktionelle Gruppen, ausgewählt aus -NH₃ ⁺, -NRH₂ ⁺, -NR₃ ⁺, bevorzugter ausgewählt aus -NH₃ ⁺, -NR₃ ⁺, noch bevorzugter-NR₃ ⁺, auf.Organic polymers, which are selected in particular from polyethylene, polybenzimidazoles, polyetherketones, polystyrene, polypropylene or fluorinated membranes such as polyperfluoroethylene, preferably polystyrene, are therefore even more preferably used as the anion-conducting membrane, with these covalently bonded functional groups selected from -NH ₃ ⁺ , - -NR ₂ ⁺ , -NR ₃ ⁺ , =NR ⁺ ; -PR ₃ ⁺ , where R is an alkyl group preferably having 1 to 20 carbon atoms acts, or have other cationic groups. Preferably they have covalently bonded functional groups selected from -NH ₃ ⁺ , -NRH ₂ ⁺ , -NR ₃ ⁺ , more preferably selected from -NH ₃ ⁺ , -NR ₃ ⁺ , even more preferably -NR ₃ ⁺ .

Wenn die Diffusionsbarriere D eine kationenleitende Membran ist, handelt es sich insbesondere um eine Membran, die für die vom Salz S umfassten Kationen selektiv ist. Noch bevorzugter ist die Diffusionsbarriere D eine alkalikationenleitende Membran, noch mehr bevorzugter eine kalium- und/oder natriumionenleitende Membran, am bevorzugtesten eine natriumionenleitende Membran.If the diffusion barrier D is a cation-conducting membrane, it is in particular a membrane that is selective for the cations comprised by the salt S. The diffusion barrier D is even more preferably an alkali cation-conducting membrane, even more preferably a potassium and/or sodium ion-conducting membrane, most preferably a sodium ion-conducting membrane.

Kationenleitende Membranen sind beispielsweise beschrieben auf Seite 181 des Lehrbuchs von Volkmar M. Schmidt Elektrochemische Verfahrenstechnik: Grundlagen, Reaktionstechnik, Prozessoptimierung, 1. Auflage (8. Oktober 2003 ).Cation-conducting membranes are described, for example, in Page 181 of the textbook by Volkmar M. Schmidt Electrochemical Process Engineering: Fundamentals, Reaction Engineering, Process Optimization, 1st edition (October 8, 2003 ).

Noch bevorzugter werden demnach als kationenleitende Membran organische Polymere, welche insbesondere aus Polyethylen, Polybenzimidazolen, Polyetherketonen, Polystyrol, Polypropylen oder fluorierten Membranen wie Polyperfluorethylen, bevorzugt Polystyrol, Polyperfluorethylen, ausgewählt sind, eingesetzt, wobei diese kovalent gebunden funktionelle Gruppen ausgewählt aus -SO₃ ^-, -COO-, -PO₃ ^2-, -PO₂H^-, bevorzugt -SO₃ ^-, (beschrieben in DE 10 2010 062 804 A1 , US 4,831,146 ) tragen.Accordingly, organic polymers, which are selected in particular from polyethylene, polybenzimidazoles, polyetherketones, polystyrene, polypropylene or fluorinated membranes such as polyperfluoroethylene, preferably polystyrene, polyperfluoroethylene, are even more preferably used as the cation-conducting membrane, with these covalently bonded functional groups selected from -SO ₃ ^- , -COO-, -PO ₃ ^2- , -PO ₂ H ^- , preferably -SO ₃ ^- , (described in DE 10 2010 062 804 A1 , U.S. 4,831,146 ) carry.

Dies kann zum Beispiel ein sulfoniertes Polyperfluorethylen (Nafion ^® mit CAS-Nummer: 31175-20-9 ) sein. Diese sind dem Fachmann beispielsweise aus der WO 2008/076327 A1 , Absatz [058], US 2010/0044242 A1 , Absatz [0042] oder der US 2016/ 0204459 A1 bekannt und unter dem Handelsnamen Nafion ^®, Aciplex ^® F, Flemion ^®, Neosepta ^®, Ultrex ^®, PC-SK ^® erwerblich. Neosepta^®-Membranen sind beispielsweise beschrieben von S.A. Mareev, D.Yu. Butylskii, N.D. Pismenskaya, C. Larchet, L. Dammak, V.V. Nikonenko, Journal of Membrane Science 2018, 563, 768-776 .This can be, for example, a sulfonated polyperfluoroethylene (Nafion ^® with CAS number: 31175-20-9 ) be. These are the expert, for example, from WO 2008/076327 A1 , paragraph [058], US 2010/0044242 A1 , paragraph [0042] or the U.S. 2016/0204459 A1 known and commercially available under the trade names ^Nafion® , ^Aciplex® F, ^Flemion® , ^Neosepta® , ^Ultrex® , PC- ^SK® . Neosepta ^® membranes are described, for example, by SA Mareev, D.Yu. Butylskii, ND Pismenskaya, C Larchet, L Dammak, VV Nikonenko, Journal of Membrane Science 2018, 563, 768-776 .

Wird eine kationenleitende Membran als Diffusionsbarriere D eingesetzt, kann dies beispielsweise ein mit Sulfonsäuregruppen funktionalisiertes Polymer, insbesondere der folgenden Formel P _NAFION, wobei n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 10⁶, bevorzugter eine ganze Zahl von 10 bis 10⁵, noch bevorzugter eine ganze Zahl von 10² bis 10⁴ ist, sein.

If a cation-conducting membrane is used as the diffusion barrier D , this can be, for example, a polymer functionalized with sulfonic acid groups, in particular of the following formula P _NAFION , where n and m independently of one another are an integer from 1 to 10 ⁶ , more preferably an integer from 10 to 10 ⁵ , more preferably is an integer from 10 ² to 10 ⁴ .

4.2.3.2 Zulauf Z_KM und Ablauf A_KM 4.2.3.2 Inlet Z _KM and outlet A _KM

Die optionale Mittelkammer K_M umfasst auch einen Zulauf Z_KM und einen Ablauf A_KM. Dies ermöglicht es, dem Innenraum I_KM der Mittelkammer K_M Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L₃, zuzufügen, und darin befindliche Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L₃, in die Anodenkammer K_A zu überführen.The optional middle chamber K _M also includes an inlet Z _KM and an outlet A _KM . This makes it possible to add liquid, such as solution L ₃ , to the interior space I _KM of the middle chamber K _M , and to transfer liquid therein, such as solution L ₃ , to the anode chamber K _A .

Der Zulauf Z_KM und der Ablauf A_KM können nach dem Fachmann bekannten Verfahren an der Elektrolysezelle E angebracht werden, z.B. durch Bohrungen in der Außenwand und entsprechenden Anschlüssen (Ventilen), die die Ein- bzw. Ausleitung von Flüssigkeit vereinfachen. Der Ablauf A_KM kann auch innerhalb der Elektrolysezelle liegen, beispielsweise als Perforation in der Diffusionsbarriere D. The inlet Z _KM and the outlet A _KM can be attached to the electrolytic cell E by methods known to those skilled in the art, for example through bores in the outer wall and corresponding connections (valves) that simplify the introduction and removal of liquid. The drain A _KM can also be within the electrolytic cell, for example as a perforation in the diffusion barrier D.

4.2.3.3 Verbindung V_AM 4.2.3.3 Connection V _AM

In der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist der Ablauf A_KM durch eine Verbindung V_AM mit dem Zulauf Z_KA so verbunden, dass durch die Verbindung V_AM Flüssigkeit aus I_KM in I_KA geleitet werden kann,In the electrolytic cell E according to the second aspect of the invention, the outlet A _KM is connected to the inlet Z _KA by a connection V _AM in such a way that liquid can be passed from I _KM into I _KA through the connection V _AM

Die Verbindung V_AM kann innerhalb der Elektrolysezelle E und/oder außerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet sein, und ist bevorzugt innerhalb der Elektrolysezelle ausgebildet.

1) Ist die Verbindung V_AM innerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet, wird sie bevorzugt durch mindestens eine Perforation in der Diffusionsbarriere D gebildet. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann bevorzugt, wenn als Diffusionsbarriere D eine nicht ionenspezifische Trennwand, insbesondere ein Metallgewebe oder textiles Gewebe eingesetzt wird. Dieses fungiert als Diffusionsbarriere D und weist aufgrund der Webeigenschaften von vorneherein Perforationen und Lücken auf, die als Verbindung V_AM fungieren.
2) Die folgend beschriebene Ausführungsform ist insbesondere dann bevorzugt, wenn als Diffusionsbarriere D eine für spezifische Ionen durchlässige Membran eingesetzt wird: In dieser Ausführungsform ist die Verbindung V_AM außerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet, wobei sie bevorzugt durch eine außerhalb der Elektrolysezelle E verlaufende Verbindung von A_KM und Z_KA gebildet wird, insbesondere dadurch, dass vom Innenraum der Mittelkammer I_KM ein Ablauf A_KM durch die Außenwand W_A, bevorzugt am Boden der Mittelkammer K_M, wobei noch bevorzugter der Zulauf Z_KM an der Oberseite der Mittelkammer K_M ist, gebildet wird, und ein Zulauf Z_KA in den Innenraum I_KA der Anodenkammer K_A durch die Außenwand W_A, bevorzugt am Boden der Anodenkammer K_A, gebildet wird, und diese durch eine Leitung, beispielsweise ein Rohr oder ein Schlauch, der bevorzugt ein Material ausgewählt aus Gummi, Kunststoff umfasst, verbunden sind. Der Ablauf A_KA ist dann noch bevorzugter an der Oberseite der Anodenkammer K_A ausgebildet.

The connection V _AM can be formed inside the electrolytic cell E and/or outside the electrolytic cell E , and is preferably formed inside the electrolytic cell.

1) If the connection V _AM is formed within the electrolytic cell E , it is preferably formed by at least one perforation in the diffusion barrier D. This embodiment is particularly preferred when a non-ion-specific dividing wall, in particular a metal fabric or textile fabric, is used as the diffusion barrier D. This acts as a diffusion barrier D and, due to the weaving properties, has perforations and gaps from the outset, which act as a connection V _AM .
2) The embodiment described below is particularly preferred when a membrane permeable to specific ions is used as the diffusion barrier D : In this embodiment, the connection V _AM is formed outside the electrolytic cell E , where it is preferably formed by a connection between A _KM and Z _KA running outside of the electrolytic cell E , in particular in that an outflow A _KM from the interior of the central chamber _I KM through the outer wall W _A , preferably at the bottom of the central chamber K _M , with even more preferably the Inlet Z _KM is formed at the top of the middle chamber K _M , and an inlet Z _KA into the interior I _KA of the anode chamber K _A through the outer wall W _A , preferably at the bottom of the anode chamber K _A , is formed, and this through a Line, such as a pipe or hose, which preferably comprises a material selected from rubber, plastic, are connected. The outlet A _KA is then even more preferably formed on the upper side of the anode chamber K _A .

"Ablauf A_KM am Boden der Mittelkammer K_M" bedeutet, dass der Ablauf A_KM so an der Elektrolysezelle E angebracht ist, dass die Lösung L₃ die Mittelkammer K_M gleichgerichtet mit der Schwerkraft verlässt."Outflow A _KM at the bottom of the middle chamber K _M " means that the outflow A _KM is attached to the electrolytic cell E in such a way that the solution L ₃ leaves the middle chamber K _M in the same direction as gravity.

"Zulauf Z_KA am Boden der Anodenkammer K_A" bedeutet, dass der Zulauf Z_KA so an der Elektrolysezelle E angebracht ist, dass die Lösung L₃ in die Anodenkammer K_A entgegen der Schwerkraft eintritt.“Inlet Z _KA at the bottom of the anode chamber K _A ” means that the inlet Z _KA is attached to the electrolytic cell E in such a way that the solution L ₃ enters the anode chamber K _A against the force of gravity.

"Zulauf Z_KM an der Oberseite der Mittelkammer K_M" bedeutet, dass der Zulauf Z_KM so an der Elektrolysezelle E angebracht ist, dass die Lösung L₃ in die Mittelkammer K_M gleichgerichtet mit der Schwerkraft eintritt.“Inlet Z _KM at the top of the middle chamber K _M ” means that the inlet Z _KM is attached to the electrolytic cell E in such a way that the solution L ₃ enters the middle chamber K _M in the same direction as gravity.

"Ablauf A_KA an der Oberseite der Anodenkammer K_A" bedeutet, dass der Ablauf A_KA so an der Elektrolysezelle E angebracht ist, dass die Lösung L₄ die Anodenkammer K_A entgegen der Schwerkraft verlässt."Outlet A _KA at the top of the anode chamber K _A " means that the outlet A _KA is attached to the electrolytic cell E in such a way that the solution L ₄ leaves the anode chamber K _A against the force of gravity.

Diese Ausführungsform ist dabei besonders vorteilhaft und deshalb bevorzugt, wenn der Ablauf A_KM durch die Außenwand W_A am Boden der Mittelkammer K_M, und der Zulauf Z_KA durch die Außenwand W_A am Boden der Anodenkammer K_A, gebildet wird. Durch diese Anordnung ist es besonders einfach möglich, in der Anodenkammer K_A gebildete Gase mit L₄ aus der Anodenkammer K_A abzuleiten, um diese dann weiter abzutrennen.This embodiment is particularly advantageous and therefore preferred if the outlet A _KM is formed by the outer wall _WA at the bottom of the central chamber _K _M and the inlet Z _KA is formed by the outer wall _WA at the bottom of the anode chamber KA. This arrangement makes it particularly easy to discharge gases formed in the anode chamber K _A with L ₄ from the anode chamber K _A in order to then separate them further.

Wenn die Verbindung V_AM außerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet ist, sind insbesondere Z_KM und A_KM an gegenüberliegenden Seiten der Außenwand W_A der Mittelkammer K_M angeordnet (also z.B. Z_KM am Boden und A_KM an der Oberseite der Elektrolysezelle E oder umgekehrt) und Z_KA und A_KA an gegenüberliegenden Seiten der Außenwand W_A der Anodenkammer K_A angeordnet (also Z_KA am Boden und A_KA an der Oberseite der Elektrolysezelle E oder umgekehrt), wie es insbesondere in Abbildung 6A gezeigt ist. Durch diese Geometrie muss L₃ die beiden Kammern K_M und K_A durchströmen. Dabei können Z_KA und Z_KM an derselben Seite der Elektrolysezelle E ausgebildet sein, wobei dann automatisch auch A_KM und A_KA an derselben Seite der Elektrolysezelle E ausgebildet sind. Alternativ können Z_KA und Z_KM an gegenüberliegenden Seiten der Elektrolysezelle E ausgebildet sein, wobei dann automatisch auch A_KM und A_KA an gegenüberliegenden Seiten der Elektrolysezelle E ausgebildet sind.
3) Wenn die Verbindung V_AM innerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet ist, kann dies insbesondere dadurch gewährleistet werden, dass eine Seite ("Seite A") der Elektrolysezelle E, bei der es sich um die Oberseite oder den Boden der Elektrolysezelle E handelt, bevorzugt wie in Abbildung 6B gezeigt um die Oberseite handelt, den Zulauf Z_KM und den Ablauf A_KA umfasst und die Diffusionsbarriere D ausgehend von dieser Seite ("Seite A") sich in die Elektrolysezelle E erstreckt, aber nicht ganz bis zur der der Seite A gegenüberliegenden Seite ("Seite B") der Elektrolysezelle E, bei der es dann sich um den Boden bzw. die Oberseite der Elektrolysezelle E handelt, reicht und dabei 50 % oder mehr der Höhe der Dreikammerzelle E, bevorzugter 60 % bis 99 % der Höhe der Dreikammerzelle E, noch bevorzugter 70 % bis 95 % der Höhe der Dreikammerzelle E, noch mehr bevorzugter 80 % bis 90 % der Höhe der Dreikammerzelle E, noch viel mehr bevorzugter 85 % der Höhe der Dreikammerzelle E durchspannt. Dadurch dass die Diffusionsbarriere D die Seite B der Dreikammerzelle E nicht berührt, entsteht so ein Spalt zwischen Diffusionsbarriere D und der Außenwand W_A der Seite B der Dreikammerzelle E. Der Spalt ist dann die Verbindung V_AM. Durch diese Geometrie muss L₃ die beiden Kammern K_M und K_A vollständig durchströmen.If the connection V _AM is formed outside the electrolytic cell E , in particular Z _KM and A _KM are arranged on opposite sides of the outer wall W _A of the central chamber K _M (i.e. Z _KM on the bottom and A _KM on the top of the electrolytic cell E or vice versa) and Z _KA and A _KA are arranged on opposite sides of the outer wall W _A of the anode chamber K _A (i.e. Z _KA on the bottom and A _KA on the top of the electrolytic cell E or vice versa), as is particularly the case in Figure 6A is shown. Due to this geometry, L ₃ must flow through the two chambers K _M and K _A . In this case, Z _KA and Z _KM can be formed on the same side of the electrolytic cell E , with A _KM and A _KA then automatically also being formed on the same side of the electrolytic cell E. Alternatively, Z _KA and Z _KM can be on opposite sides be formed of the electrolytic cell E , in which case A _KM and A _KA are then automatically formed on opposite sides of the electrolytic cell E.
3) If the connection V _AM is formed inside the electrolytic cell E , this can be ensured in particular by giving preference to one side ("side A") of the electrolytic cell E, which is the top or the bottom of the electrolytic cell E as in Figure 6B shown is the top, includes the inlet Z _KM and the outlet A _KA and the diffusion barrier D extends from this side ("side A") into the electrolytic cell E , but not quite to the side opposite side A ("side A"). Side B") of the electrolytic cell E, which is then the bottom or top of the electrolytic cell E , and is 50% or more of the height of the three-chamber cell E , more preferably 60% to 99% of the height of the three-chamber cell E, more preferably 70% to 95% of the height of the three-chamber cell E, even more preferably 80% to 90% of the height of the three-chamber cell E, even more preferably 85% of the height of the three-chamber cell E. The fact that the diffusion barrier D does not touch side B of the three-chamber cell E creates a gap between the diffusion barrier D and the outer wall W _A of side B of the three-chamber cell E. The gap is then the connection V _AM . Due to this geometry, L ₃ must flow completely through the two chambers K _M and K _A .

Diese Ausführungsformen gewährleisten am besten, dass am säureempfindlichen Festelektrolyten die wässrige Salzlösung L₃ vorbeiströmt, bevor diese mit der anodischen Elektrode E_A in Kontakt kommt, wodurch es zur Bildung von Säuren kommt.These embodiments best ensure that the aqueous salt solution L ₃ flows past the acid-sensitive solid electrolyte before it comes into contact with the anodic electrode _EA , as a result of which acids are formed.

"Boden der Elektrolysezelle E" ist erfindungsgemäß die Seite der Elektrolysezelle E, durch die eine Lösung (z.B. L₃ bei A_KM in Abbildung 6 A) gleichgerichtet mit der Schwerkraft aus der Elektrolysezelle E austritt bzw. die Seite der Elektrolysezelle E, durch die eine Lösung (z.B. L₂ bei Z_KK in Abbildungen 6 A und 6 B und L₃ bei A_KA in Abbildungen 5 A und 5 B) der Elektrolysezelle E entgegen der Schwerkraft zugeführt wird."Bottom of the electrolytic cell E" is, according to the invention, the side of the electrolytic cell E through which a solution (e.g. L ₃ at A _KM in Figure 6A) rectified with gravity exits from the electrolytic cell E or the side of the electrolytic cell E, through which a solution (e.g. L ₂ at Z _KK in Figures 6 A and 6 B and L ₃ at A _KA in Figures 5 A and 5 B) of Electrolytic cell E is fed against gravity.

"Oberseite der Elektrolysezelle E" ist erfindungsgemäß die Seite der Elektrolysezelle E, durch die eine Lösung (z.B. L₄ bei A_KA und L₁ bei A_KK in Abbildungen 6 A und 6 B) entgegen der Schwerkraft aus der Elektrolysezelle E austritt bzw. die Seite der Elektrolysezelle E, durch die eine Lösung (z.B. L₃ bei Z_KM in Abbildungen 6 A und 6 B) der Elektrolysezelle E gleichgerichtet mit der Schwerkraft zugeführt wird.According to the invention, "top side of the electrolytic cell E" is the side of the electrolytic cell E through which a solution (e.g. L ₄ at A _KA and L ₁ at A _KK in Figures 6 A and 6 B) escapes from the electrolytic cell E or the Side of the electrolytic cell E through which a solution (eg L ₃ at Z _KM in Figures 6 A and 6 B) is fed to the electrolytic cell E in the same direction as gravity.

4.2.4 Anordnung der Trennwand W in der Elektrolysezelle E 4.2.4 Arrangement of the partition wall W in the electrolytic cell E

Die Trennwand W ist in der Elektrolysezelle E so angeordnet, dass die die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und bevorzugt auch das Trennelement T, den Innenraum I_KK auf der Seite S_KK über die Oberfläche O_KK direkt kontaktieren.The dividing wall W is arranged in the electrolytic cell E in such a way that the solid electrolyte ceramics, which are conductive to alkali cations, contained by the dividing wall W , and preferably also the separating element T, directly contact the interior space I _KK on the side S _KK via the surface O _KK .

Dies bedeutet, dass die Trennwand W in der Elektrolysezelle E so angeordnet ist, dass, wenn der Innenraum I_KK auf der Seite S_KK mit Lösung L₄ vollständig gefüllt ist, dass die Lösung L₄ dann über die Oberfläche O_KK alle von der der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken und bevorzugt auch das Trennelement T kontaktiert, so dass Ionen (z.B. Alkalimetallionen wie Natrium, Lithium) aus allen AFKs, die von der Trennwand W umfasst werden, in die Lösung L₄ eintreten können.This means that the partition wall W is arranged in the electrolytic cell E in such a way that when the interior space I _KK is completely filled with solution L ₄ on the side S _KK , the solution L ₄ then covers all of the surface O _KK from the Partition W comprised alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics and preferably also contacted the separating element T , so that ions (eg alkali metal ions such as sodium, lithium) from all AFKs that are encompassed by the partition W can enter the solution L ₄ .

Zusätzlich ist die Trennwand W in den Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K_M umfasst, so in der Elektrolysezelle E angeordnet, dass die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und bevorzugt auch das Trennelement T, den Innenraum I_KA auf der Seite S_A/MK über die Oberfläche O_A/MK direkt kontaktieren.In addition, in the embodiments in which the electrolytic cell E does not have a central chamber K _M , the partition W is arranged in the electrolytic cell E in such a way that the solid electrolyte ceramics which conduct alkali cations and are contained in the partition W , and preferably also the separating element T, have the interior space I _KA on the Page S _Contact _{A/MK directly via the O A/MK} interface.

Dies bedeutet Folgendes: in den Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K_M umfasst, grenzt die Trennwand W an den Innenraum I_KA der Anodenkammer K_A. In diesen Ausführungsformen ist die Trennwand W in der Elektrolysezelle E so angeordnet, dass, wenn der Innenraum I_KA auf der Seite S_A/MK mit Lösung L₂ vollständig gefüllt ist, dass die Lösung L₂ dann über die Oberfläche O_A/MK alle von der der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken und bevorzugt auch das Trennelement T kontaktiert, so dass Ionen (z.B. Alkalimetallionen wie Natrium, Lithium) aus der Lösung L₂ in jede AFK, die von der Trennwand W umfasst ist, eintreten können.This means the following: in the embodiments in which the electrolytic cell E does not include a central chamber K _M , the partition wall W borders on the interior space I _KA of the anode chamber K _A . In these embodiments, the partition wall W is arranged in the electrolytic cell E in such a way that when the interior space I _KA on the side S _A/MK is completely filled with solution L ₂ , the solution L ₂ then covers the surface O _A/MK all of the dividing wall W included alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics and preferably also the separating element T , so that ions (e.g. alkali metal ions such as sodium, lithium) from the solution L ₂ in each AFC, which is included by the dividing wall W , can enter.

Zusätzlich ist die Trennwand W in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K_M umfasst, so in der Elektrolysezelle E angeordnet, dass die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und bevorzugt auch das Trennelement T, den Innenraum I_KM auf der Seite S_A/MK über die Oberfläche O_A/MK direkt kontaktieren.In addition, in cases where the electrolytic cell E comprises at least one central chamber K _M , the dividing wall W is arranged in the electrolytic cell E in such a way that the solid electrolyte ceramics which conduct alkali cations and are comprised by the dividing wall W , and preferably also the separating element T, have the interior space I _KM Contact the S _A/MK side directly via the O _A/MK interface.

Dies bedeutet Folgendes: in den Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K_M umfasst, grenzt die Trennwand W an den Innenraum I_KM der Mittelkammer K_M. In diesen Ausführungsformen ist die Trennwand W in der Elektrolysezelle E so angeordnet, dass, wenn der Innenraum I_KM auf der Seite S_A/MK mit Lösung L₂ vollständig gefüllt ist, dass die Lösung L₂ dann über die Oberfläche O_A/MK alle von der der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken und bevorzugt auch das Trennelement T kontaktiert, so dass Ionen (z.B. Alkalimetallionen wie Natrium, Lithium) aus der Lösung L₂ in jede AFK, die von der Trennwand W umfasst ist, eintreten können.This means the following: in the embodiments in which the electrolytic cell E comprises at least one central chamber K _M , the partition wall W borders on the interior space I _KM of the central chamber K _M . In these embodiments, the dividing wall W is arranged in the electrolytic cell E in such a way that when the interior space I _KM on the side S _A/MK is completely filled with solution L ₂ , the solution L ₂ then all over the surface O _A/MK of the dividing wall W included alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics and preferably also the separating element T , so that ions (e.g. alkali metal ions such as sodium, lithium) from the solution L ₂ in each AFC, which is included by the dividing wall W , can enter.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kontaktieren mindestens 50 %, insbesondere mindestens 70 %, bevorzugt mindestes 90 %, am bevorzugtesten 100 % des Teils der Oberfläche O_KK, der durch AFKs gebildet wird, den Innenraum I_KK. In a preferred embodiment of the electrolytic cell E according to the second aspect of the invention, at least 50%, in particular at least 70%, preferably at least 90%, most preferably 100% of the part of the surface O _KK that is formed by AFKs contacts the interior I _KK .

In einer bevorzugten Ausführungsform der Elektrolysezelle E ohne Mittelkammer gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kontaktieren mindestens 50 %, insbesondere mindestens 70 %, bevorzugt mindestes 90 %, am bevorzugtesten 100 % des Teils der Oberfläche O_A/MK, der durch AFKs gebildet wird, den Innenraum I_KA. In a preferred embodiment of the electrolytic cell E without a central chamber according to the second aspect of the invention, at least 50%, in particular at least 70%, preferably at least 90%, most preferably 100% of the part of the surface O _{A / MK} that is formed by AFKs contact the Interior I _KA .

In einer bevorzugten Ausführungsform der Elektrolysezelle E mit mindestens einer Mittelkammer gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kontaktieren mindestens 50 %, insbesondere mindestens 70 %, bevorzugt mindestes 90 %, am bevorzugtesten 100 % des Teils der Oberfläche O_A/MK, der durch AFKs gebildet wird, den Innenraum I_KM. In a preferred embodiment of the electrolytic cell E with at least one central chamber according to the second aspect of the invention, at least 50%, in particular at least 70%, preferably at least 90%, most preferably 100% of the part of the surface O _{A / MK} that is formed by AFKs contact , the interior I _KM .

4.3 Erfindungsgemäßes Verfahren4.3 Method according to the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung L₁ eines Alkalimetallalkoholats XOR im Alkohol ROH, wobei X ein Alkalimetallkation ist und R ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist. Das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird in einer Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung durchgeführt.In a third aspect, the present invention relates to a process for preparing a solution L ₁ of an alkali metal alkoxide XOR in the alcohol ROH, where X is an alkali metal cation and R is an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms. The method according to the third aspect of the invention is carried out in an electrolytic cell E according to the second aspect of the invention.

Bevorzugt ist X aus der Gruppe bestehend aus Li⁺, K⁺, Na⁺, bevorzugter aus der Gruppe bestehend aus K⁺, Na⁺ ausgewählt. Am bevorzugtesten ist X = Na⁺.Preferably X is selected from the group consisting of Li ⁺ , K ⁺ , Na ⁺ , more preferably from the group consisting of K ⁺ , Na ⁺ . Most preferably X = Na ⁺ .

R ist bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus n-Propyl, iso-Propyl, Ethyl, Methyl ausgewählt, bevorzugter aus der Gruppe bestehend aus Ethyl, Methyl ausgewählt. Am bevorzugtesten ist R Methyl.R is preferably selected from the group consisting of n-propyl, iso -propyl, ethyl, methyl, more preferably selected from the group consisting of ethyl, methyl. Most preferably R is methyl.

4.3.1 Erfindungsgemäßes Verfahren in einer Elektrolysezelle E ohne Mittelkammer4.3.1 Method according to the invention in an electrolytic cell E without a central chamber KK _MM

In den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K_M umfasst, werden die gleichzeitig ablaufenden Schritt (α1), (α2), (α3) durchgeführt.In the cases in which the electrolytic cell E does not include a middle chamber K _M , the steps (α1), (α2), (α3) running simultaneously are carried out.

4.3.1.1 Schritt (α1)4.3.1.1 Step (α1)

Im Schritt (α1) wird eine Lösung L₂ umfassend den Alkohol ROH, bevorzugt umfassend ein Alkalialkoholat XOR und Alkohol ROH, durch K_K geleitet.In step (α1), a solution L ₂ comprising the alcohol ROH, preferably comprising an alkali metal alkoxide XOR and alcohol ROH, is passed through K _K .

Die Lösung L₂ ist bevorzugt frei von Wasser. "Frei von Wasser" bedeutet erfindungsgemäß, dass das Gewicht des Wassers in der Lösung L₂ bezogen auf das Gewichts des Alkohols ROH in der Lösung L₂ (Massenverhältnis) ≤ 1 : 10, bevorzugter ≤ 1 : 20, noch bevorzugter ≤ 1 : 100, noch bevorzugter ≤ 0.5 : 100 ist.The solution L ₂ is preferably free of water. According to the invention, “free of water” means that the weight of the water in the solution L ₂ based on the weight of the alcohol ROH in the solution L ₂ (mass ratio) is ≦1:10, more preferably ≦1:20, even more preferably ≦1:100 , more preferably ≤ 0.5:100.

Umfasst die Lösung L₂ XOR, so liegt der Massenanteil von XOR in der Lösung L₂, bezogen auf die gesamte Lösung L₂, insbesondere bei > 0 bis 30 Gew.-%, bevorzugt bei 5 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 15 Gew.-%, am bevorzugtesten bei 13 bis 14 Gew.-%, am allerbevorzugtesten bei 13 Gew.-%.If the solution L ₂ comprises XOR, then the mass fraction of XOR in the solution L ₂ , based on the total solution L ₂ , is in particular >0 to 30% by weight, preferably 5 to 20% by weight more preferably at 10 to 20% by weight, even more preferably at 10 to 15% by weight, most preferably at 13 to 14% by weight, most preferably at 13% by weight.

Umfasst die Lösung L₂ XOR, so liegt in der Lösung L₂ insbesondere das Massenverhältnis von XOR zu Alkohol ROH im Bereich 1 : 100 bis 1 : 5, bevorzugter im Bereich 1 : 25 bis 3 : 20, noch bevorzugter im Bereich 1 : 12 bis 1 : 8, noch bevorzugter bei 1 : 10.If the solution L ₂ includes XOR, the mass ratio of XOR to alcohol ROH in the solution L ₂ is in particular in the range from 1:100 to 1:5, more preferably in the range from 1:25 to 3:20, even more preferably in the range 1:12 to 1:8, more preferably at 1:10.

4.3.1.2 Schritt (α2)4.3.1.2 Step (α2)

In Schritt (α2) wird eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L₃ eines Salzes S umfassend X als Kation durch K_A geleitet.In step (α2), a neutral or alkaline, aqueous solution L ₃ of a salt S comprising X as a cation is passed through K _A .

Der pH der wässrigen Lösung L₃ ist dabei ≥ 7.0, bevorzugt im Bereich 7 bis 12, bevorzugter im Bereich 8 bis 11, noch bevorzugter 10 bis 11, am bevorzugtesten bei 10.5.The pH of the aqueous solution L ₃ is ≧7.0, preferably in the range from 7 to 12, more preferably in the range from 8 to 11, even more preferably from 10 to 11, most preferably at 10.5.

Der Massenanteil des Salzes S in der Lösung L₃ liegt dabei bevorzugt im Bereich > 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter bei 5 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 20 Gew.-%, am bevorzugtesten bei 20 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Lösung L₃. The mass fraction of the salt S in the solution L ₃ is preferably in the range > 0 to 20% by weight, preferably 1 to 20% by weight, more preferably 5 to 20% by weight, even more preferably 10 to 20% by weight %, most preferably at 20% by weight, based on the total solution L ₃ .

4.3.1.3 Schritt (α3)4.3.1.3 Step (α3)

Im Schritt (α3) wird dann eine Spannung zwischen E_A und E_K angelegt.In step (α3), a voltage is then applied between E _A and E _K .

Dadurch kommt es zu einem Stromtransport von der Ladungsquelle zur Anode, zu einem Ladungstransport über Ionen zur Kathode und schließlich zu einem Stromtransport zurück zur Ladungsquelle. Die Ladungsquelle ist dem Fachmann bekannt und ist typischerweise ein Gleichrichter, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und über Spannungsumwandler bestimmte Spannungen erzeugen kann.This leads to a current transport from the charge source to the anode, to a charge transport via ions to the cathode and finally to a current transport back to the charge source. The charge source is known to those skilled in the art and is typically a rectifier that converts alternating current into direct current and can generate certain voltages via voltage converters.

Dies hat wiederum folgende Konsequenzen:

am Ablauf A_KK wird die Lösung L₁ erhalten, wobei die Konzentration von XOR in L₁ höher ist als in L₂,
am Ablauf A_KA wird eine wässrige Lösung L₄ von S erhalten, wobei die Konzentration von S in L₄ geringer ist als in L₃.

This in turn has the following consequences:

at the outlet A _KK the solution L ₁ is obtained, the concentration of XOR in L ₁ being higher than in L ₂ ,
at the outlet A _KA an aqueous solution L ₄ of S is obtained, the concentration of S in L ₄ being lower than in L ₃ .

Im Schritt (α3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird insbesondere eine solche Spannung angelegt, dass so ein Strom fließt, so dass die Stromdichte (= Verhältnis des Stroms, der zur Elektrolysezelle fließt, zur Fläche des Festelektrolyten, die den in der Anodenkammer K_A befindlichen Anolyten kontaktiert) im Bereich von 10 bis 8000 A/ m² liegt, bevorzugter im Bereich von 100 bis 2000 A/ m² liegt, noch bevorzugter im Bereich von 300 bis 800 A/ m², noch bevorzugter bei 494 A/ m² liegt. Dies kann vom Fachmann standardmäßig bestimmt werden. Die Fläche des Festelektrolyten, die den in der Anodenkammer K_A befindlichen Anolyten kontaktiert beträgt insbesondere 0.00001 bis 10 m², bevorzugt 0.0001 bis 2.5 m², bevorzugter 0.0002 bis 0.15 m², noch bevorzugter 2.83 cm².In step (α3) of the method according to the third aspect of the invention, in particular, such a voltage is applied that a current flows such that the current density (= ratio of the current flowing to the electrolytic cell to the area of the solid electrolyte, which corresponds to the anolyte located in the anode chamber K _A ) is in the range from 10 to 8000 A/ m ² , more preferably in the range from 100 to 2000 A/ m ² , even more preferably in the range from 300 to 800 A/ m ² , even more preferably at 494 A / m ² lies. This can be determined by a person skilled in the art by default. The area of the solid electrolyte which contacts the anolyte located in the anode chamber K _A is in particular 0.00001 to 10 m ² , preferably 0.0001 to 2.5 m ² , more preferably 0.0002 to 0.15 m ² , even more preferably 2.83 cm ² .

Es versteht sich von selbst, dass der Schritt (α3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung dann durchgeführt wird, wenn die Kammer K_A mindestens teilweise mit L₃ beladen ist und K_K mit L₂ mindestens teilweise beladen ist, so dass sowohl L₃ als auch L₂ die von der Trennwand W umfassten AFKs kontaktieren und insbesondere auch das Trennelement T kontaktieren.It goes without saying that step (α3) of the method according to the third aspect of the invention is carried out when the chamber K _A is at least partially loaded with L ₃ and K _K is at least partially loaded with L ₂ , so that both L ₃ and L ₂ contact the AFKs comprised by the partition W and in particular also contact the separating element T.

Die Tatsache, dass in Schritt (α3) ein Ladungstransport zwischen E_A und E_K stattfindet, impliziert, dass K_K und K_A gleichzeitig mit L₂ bzw. L₃ so beladen sind, dass sie die Elektroden E_A und E_K soweit bedecken, dass der Stromkreislauf geschlossen ist.The fact that in step (α3) a charge transport takes place between E _A and E _K implies that K _K and K _A are simultaneously loaded with L ₂ and L ₃ , respectively, in such a way that they cover the electrodes E _A and E _K to such an extent that the circuit is closed.

Das ist insbesondere dann der Fall, wenn kontinuierlich ein Flüssigkeitsstrom von L₃ durch K_A und ein Flüssigkeitsstrom von L₂ durch K_K geleitet wird und der Flüssigkeitsstrom von L₃ die Elektrode E_A und der Flüssigkeitsstrom von L₂ die Elektrode E_K mindestens teilweise, bevorzugt vollständig bedeckt.This is particularly the case when a liquid flow is continuously passed from L ₃ through K _A and a liquid flow from L ₂ through K _K and the liquid flow from L ₃ passes the electrode E _A and the liquid flow from _L 2 passes the electrode E _K at least partially , preferably completely covered.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kontinuierlich durchgeführt, also Schritt (α1) und Schritt (α2) kontinuierlich durchgeführt und dabei gemäß Schritt (α3) Spannung angelegt.In a further preferred embodiment, the method according to the third aspect of the invention is carried out continuously, ie step (α1) and step (α2) are carried out continuously and voltage is applied in accordance with step (α3).

Nach Durchführung des Schrittes (α3) wird am Ablauf A_KK die Lösung L₁ erhalten, wobei die Konzentration von XOR in L₁ höher ist als in L₂. Wenn L₂ schon XOR umfasste, ist die Konzentration von XOR in L₁ bevorzugt um das 1.01 bis 2.2-fache, bevorzugter um das 1.04 bis 1.8-fache, noch bevorzugter um das 1.077 bis 1.4-fache, noch mehr bevorzugter um das 1.077 bis 1.08-fache höher als in L₂, am bevorzugtesten um das 1.077-fache höher als in L₂, wobei noch bevorzugter dabei der Massenanteil von XOR in L₁ und in L₂ im Bereich 10 bis 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugter 13 bis 14 Gew.-% liegt.After step (α3) has been carried out, the solution L ₁ is obtained at the outlet A _KK , the concentration of XOR in L ₁ being higher than in L ₂ . If L ₂ already comprised XOR, the concentration of XOR in L ₁ is preferably 1.01 to 2.2 fold, more preferably 1.04 to 1.8 fold, even more preferably 1077 to 1.4 fold, even more preferably 1077 to 1077 fold 1.08-fold higher than in L ₂ , most preferably 1,077-fold higher than in L ₂ , more preferably with the mass fraction of XOR in L ₁ and in L ₂ being in the range 10 to 20% by weight, even more preferably 13 to 14% by weight.

Am Ablauf A_KA wird eine wässrige Lösung L₄ von S erhalten, wobei die Konzentration von S in L₄ geringer ist als in L₃. At outlet A _KA an aqueous solution L ₄ of S is obtained, the concentration of S in L ₄ being lower than in L ₃ .

Die Konzentration des Kations X in der wässrigen Lösung L₃ liegt bevorzugt im Bereich 3.5 bis 5 mol/l, bevorzugter 4 mol/l. Die Konzentration des Kations X in der wässrigen Lösung L₄ ist bevorzugter 0.5 mol/l geringer als jene der jeweils eingesetzten wässrigen Lösung L₃. The concentration of the cation X in the aqueous solution L ₃ is preferably in the range from 3.5 to 5 mol/l, more preferably 4 mol/l. The concentration of the cation X in the aqueous solution L ₄ is more preferably 0.5 mol/l lower than that of the aqueous solution L ₃ used in each case.

Insbesondere werden die Schritte (α1) bis (α3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung bei einer Temperatur von 20 °C bis 70 °C, bevorzugt 35 °C bis 65 °C, bevorzugter 35 °C bis 60 °C, noch bevorzugter 35 °C bis 50 °C und einem Druck von 0.5 bar bis 1.5 bar, bevorzugt 0.9 bar bis 1.1 bar, bevorzugter 1.0 bar durchgeführt.In particular, steps (α1) to (α3) of the method according to the third aspect of the invention are carried out at a temperature of 20°C to 70°C, preferably 35°C to 65°C, more preferably 35°C to 60°C more preferably 35°C to 50°C and a pressure of 0.5 bar to 1.5 bar, preferably 0.9 bar to 1.1 bar, more preferably 1.0 bar.

Bei der Durchführung der Schritte (α1) bis (α3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung entsteht in der Kathodenkammer K_K typischerweise Wasserstoff, der über den Ablauf A_KK aus der Zelle zusammen mit der Lösung L₁ abgeführt werden kann. Die Mischung aus Wasserstoff und Lösung L₁ kann dann in einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgetrennt werden. In der Anodenkammer K_A, wenn es sich bei der eingesetzten Alkalimetallverbindung um ein Halogenid, insbesondere Chlorid handelt, kann Chlor oder ein anderes Halogengas entstehen, welches über den Ablauf A_KK aus der Zelle zusammen mit der Lösung L₄ abgeführt werden kann. Daneben kann auch Sauerstoff oder/und Kohlendioxid entstehen, was ebenso abgeführt werden kann. Die Mischung aus Chlor, Sauerstoff und/oder CO₂ und Lösung L₄ kann dann in einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgetrennt werden. Genauso kann dann nach Abtrennung der Gase Chlor, Sauerstoff und/oder CO₂ von der Lösung L₄ diese nach dem Fachmann bekannten Verfahren voneinander abgetrennt werden.When carrying out steps (α1) to (α3) of the method according to the third aspect of the invention, hydrogen is typically produced in the cathode chamber K _K , which can be removed from the cell via the outlet A _KK together with the solution L ₁ . In a particular embodiment of the present invention, the mixture of hydrogen and solution L ₁ can then be separated by methods known to those skilled in the art. In the anode chamber K _A , if the alkali metal compound used is a halide, in particular chloride, chlorine or another halogen gas can form, which can be removed from the cell via the outlet A _KK together with the solution L ₄ . In addition, oxygen and/or carbon dioxide can also be formed, which can also be removed. In a particular embodiment of the present invention, the mixture of chlorine, oxygen and/or CO ₂ and solution L ₄ can then be separated by methods known to those skilled in the art. Likewise, after the gases chlorine, oxygen and/or CO ₂ have been separated from the solution L ₄ , these can be separated from one another by methods known to those skilled in the art.

4.3.2 Erfindungsgemäßes Verfahren in einer Elektrolysezelle E mit Mittelkammer4.3.2 Method according to the invention in an electrolytic cell E with a central chamber KK _MM

In den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K_M umfasst, werden die gleichzeitig ablaufenden Schritte (β1), (β2), (β3) durchgeführt.In cases in which the electrolytic cell E comprises at least one central chamber K _M , steps (β1), (β2), (β3) are carried out simultaneously.

Es ist bevorzugt, dass die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K_M umfasst, und dann die gleichzeitig ablaufenden Schritte (β1), (β2), (β3) durchgeführt werden.It is preferred that the electrolytic cell E comprises at least one middle chamber K _M , and then the steps (β1), (β2), (β3) running simultaneously are carried out.

4.3.2.1 Schritt (β1)4.3.2.1 Step (β1)

Im Schritt (β1) wird eine Lösung L₂ umfassend den Alkohol ROH, bevorzugt umfassend ein Alkalialkoholat XOR und Alkohol ROH, durch K_K geleitet.In step (β1), a solution L ₂ comprising the alcohol ROH, preferably comprising an alkali metal alkoxide XOR and alcohol ROH, is passed through K _K .

Umfasst die Lösung L₂ XOR, so liegt der Massenanteil von XOR in der Lösung L₂, bezogen auf die gesamte Lösung L₂, insbesondere bei > 0 bis 30 Gew.-%, bevorzugt bei 5 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 15 Gew.-%, am bevorzugtesten bei 13 bis 14 Gew.-%, am allerbevorzugtesten bei 13 Gew.-%.If the solution L ₂ comprises XOR, the mass fraction of XOR in the solution L ₂ , based on the entire solution L ₂ , is in particular >0 to 30% by weight, preferably 5 to 20% by weight, even more preferably at 10 to 20% by weight, more preferably at 10 to 15% by weight, most preferably at 13 to 14% by weight, most preferably at 13% by weight.

4.3.2.2 Schritt (β2)4.3.2.2 Step (β2)

In Schritt (β2) wird eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L₃ eines Salzes S umfassend X als Kation durch K_M, dann über V_AM , dann durch K_A geleitet.In step (β2), a neutral or alkaline aqueous solution L ₃ of a salt S comprising X as a cation is passed through K _M , then over V _AM , then through K _A .

4.3.2.3 Schritt (β3)4.3.2.3 Step (β3)

Im Schritt (β3) wird dann eine Spannung zwischen E_A und E_K angelegt.In step (β3), a voltage is then applied between E _A and E _K .

Dadurch kommt es zu einem Stromtransport von der Ladungsquelle zur Anode, zu einem Ladungstransport über Ionen zur Kathode und schließlich zu einem Stromtransport zurück zur Ladungsquelle. Die Ladungsquelle ist dem Fachmann bekannt und ist typischerweise ein Gleichrichter, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und über Spannungsumwandler bestimmte Spannungen erzeugen kann.This leads to a current transport from the charge source to the anode, to a charge transport via ions to the cathode and finally to a current transport back to the charge source. The charge source is known to those skilled in the art and is typically a rectifier that converts alternating current into direct current and can generate specific voltages via voltage converters.

Dies hat wiederum folgende Konsequenzen:

This in turn has the following consequences:

Im Schritt (β3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird insbesondere eine solche Spannung angelegt, dass so ein Strom fließt, so dass die Stromdichte (= Verhältnis des Stroms, der zur Elektrolysezelle fließt, zur Fläche des Festelektrolyten, die den in der Mittelkammer K_M befindlichen Anolyten kontaktiert) im Bereich von 10 bis 8000 A/ m² liegt, bevorzugter im Bereich von 100 bis 2000 A/ m² liegt, noch bevorzugter im Bereich von 300 bis 800 A/ m², noch bevorzugter bei 494 A/ m² liegt. Dies kann vom Fachmann standardmäßig bestimmt werden. Die Fläche des Festelektrolyten, die den in der Mittelkammer K_M befindlichen Anolyten kontaktiert beträgt insbesondere 0.00001 bis 10 m², bevorzugt 0.0001 bis 2.5 m², bevorzugter 0.0002 bis 0.15 m², noch bevorzugter 2.83 cm².In step (β3) of the method according to the third aspect of the invention, in particular, such a voltage is applied that a current flows such that the current density (= ratio of the current flowing to the electrolytic cell to the area of the solid electrolyte, which corresponds to the Anolyte in the middle chamber K _M contacted) is in the range from 10 to 8000 A / m ² , more preferably in the range from 100 to 2000 A / m ² , even more preferably in the range from 300 to 800 A / m ² , even more preferably at 494 A / m ² lies. This can be determined by a person skilled in the art by default. The area of the solid electrolyte which contacts the anolyte located in the central chamber K _M is in particular 0.00001 to 10 m ² , preferably 0.0001 to 2.5 m ² , more preferably 0.0002 to 0.15 m ² , even more preferably 2.83 cm ² .

Es versteht sich von selbst, dass der Schritt (β3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung dann durchgeführt wird, wenn beide Kammern K_M und K_A mindestens teilweise mit L₃ beladen sind und K_K mit L₂ mindestens teilweise beladen ist, so dass sowohl L₃ als auch L₂ die von der Trennwand W umfassten Festelektrolyten kontaktieren und insbesondere auch das Trennelement T kontaktieren.It goes without saying that step (β3) of the method according to the third aspect of the invention is carried out when both chambers K _M and K _A are at least partially loaded with L ₃ and K _K is at least partially loaded with L ₂ so that both L ₃ and L ₂ contact the solid electrolytes comprised by the partition wall W and in particular also contact the separating element T.

Die Tatsache, dass in Schritt (β3) ein Ladungstransport zwischen E_A und E_K stattfindet, impliziert, dass K_K, K_M und K_A gleichzeitig mit L₂ bzw. L₃ so beladen sind, dass sie die Elektroden E_A und E_K soweit bedecken, dass der Stromkreislauf geschlossen ist.The fact that charge transport takes place between E _A and E _K in step (β3) implies that K _K , K _M and K _A are simultaneously charged with L ₂ and L ₃ , respectively, in such a way that they connect the electrodes E _A and E _K so far that the circuit is closed.

Das ist insbesondere dann der Fall, wenn kontinuierlich ein Flüssigkeitsstrom von L₃ durch K_M, V_AM und K_A und ein Flüssigkeitsstrom von L₂ durch K_K geleitet wird und der Flüssigkeitsstrom von L₃ die Elektrode E_A und der Flüssigkeitsstrom von L₂ die Elektrode E_K mindestens teilweise, bevorzugt vollständig bedeckt.This is particularly the case when a liquid stream is continuously passed from L ₃ through _KM , V _AM and K _A and a liquid stream from L ₂ through K _K and the liquid stream from L ₃ passes the electrode _EA and the liquid stream from L ₂ the electrode E _K at least partially, preferably completely covered.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kontinuierlich durchgeführt, also Schritt (β1) und Schritt (β2) kontinuierlich durchgeführt und dabei gemäß Schritt (β3) Spannung angelegt.In a further preferred embodiment, the method according to the second aspect of the invention is carried out continuously, ie step (β1) and step (β2) are carried out continuously and voltage is applied in accordance with step (β3).

Nach Durchführung des Schrittes (β3) wird am Ablauf A_KK die Lösung L₁ erhalten, wobei die Konzentration von XOR in L₁ höher ist als in L₂. Wenn L₂ schon XOR umfasste, ist die Konzentration von XOR in L₁ bevorzugt um das 1.01 bis 2.2-fache, bevorzugter um das 1.04 bis 1.8-fache, noch bevorzugter um das 1.077 bis 1.4-fache, noch mehr bevorzugter um das 1.077 bis 1.08-fache höher als in L₂, am bevorzugtesten um das 1.077-fache höher als in L₂, wobei noch bevorzugter dabei der Massenanteil von XOR in L₁ und in L₂ im Bereich 10 bis 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugter 13 bis 14 Gew.-% liegt.After step (β3) has been carried out, the solution L ₁ is obtained at the outlet A _KK , the concentration of XOR in L ₁ being higher than in L ₂ . If L ₂ already comprised XOR, the concentration of XOR in L ₁ is preferably 1.01 to 2.2 fold, more preferably 1.04 to 1.8 fold, even more preferably 1077 to 1.4 fold, even more preferably 1077 to 1077 fold 1.08-fold higher than in L ₂ , most preferably 1,077-fold higher than in L ₂ , more preferably with the mass fraction of XOR in L ₁ and in L ₂ being in the range 10 to 20% by weight, even more preferably 13 to 14% by weight.

Insbesondere werden die Schritte (β1) bis (β3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung bei einer Temperatur von 20 °C bis 70 °C, bevorzugt 35 °C bis 65 °C, bevorzugter 35 °C bis 60 °C, noch bevorzugter 35 °C bis 50 °C und einem Druck von 0.5 bar bis 1.5 bar, bevorzugt 0.9 bar bis 1.1 bar, bevorzugter 1.0 bar durchgeführt.In particular, steps (β1) to (β3) of the method according to the third aspect of the invention are carried out at a temperature of 20°C to 70°C, preferably 35°C to 65°C, more preferably 35°C to 60°C more preferably 35°C to 50°C and a pressure of 0.5 bar to 1.5 bar, preferably 0.9 bar to 1.1 bar, more preferably 1.0 bar.

Bei der Durchführung der Schritte (β1) bis (β3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung entsteht in der Kathodenkammer K_K typischerweise Wasserstoff, der über den Ablauf A_KK aus der Zelle zusammen mit der Lösung L₁ abgeführt werden kann. Die Mischung aus Wasserstoff und Lösung L₁ kann dann in einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgetrennt werden. In der Anodenkammer K_A, wenn es sich bei der eingesetzten Alkalimetallverbindung um ein Halogenid, insbesondere Chlorid handelt, kann Chlor oder ein anderes Halogengas entstehen, welches über den Ablauf A_KK aus der Zelle zusammen mit der Lösung L₄ abgeführt werden kann. Daneben kann auch Sauerstoff oder/und Kohlendioxid entstehen, was ebenso abgeführt werden kann. Die Mischung aus Chlor, Sauerstoff und/oder CO₂ und Lösung L₄ kann dann in einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgetrennt werden. Genauso kann dann nach Abtrennung der Gase Chlor, Sauerstoff und/oder CO₂ von der Lösung L₄ diese nach dem Fachmann bekannten Verfahren voneinander abgetrennt werden.When carrying out steps (β1) to (β3) of the method according to the third aspect of the invention, hydrogen is typically produced in the cathode chamber K _K , which hydrogen can be removed from the cell via the outlet A _KK together with the solution L ₁ . In a particular embodiment of the present invention, the mixture of hydrogen and solution L ₁ can then be separated by methods known to those skilled in the art. In the anode chamber K _A , if the alkali metal compound used is a halide, in particular chloride, chlorine or another halogen gas can form, which can be removed from the cell via the outlet A _KK together with the solution L ₄ . In addition, oxygen and/or carbon dioxide can also be formed, which can also be removed. In a particular embodiment of the present invention, the mixture of chlorine, oxygen and/or CO ₂ and solution L ₄ can then be separated by methods known to those skilled in the art. Likewise, after the gases chlorine, oxygen and/or CO ₂ have been separated from the solution L ₄ , these can be separated from one another by methods known to those skilled in the art.

4.3.2.4 Zusätzliche Vorteile der Schritte (β1) bis (β3)4.3.2.4 Additional advantages of steps (β1) to (β3)

Diese Durchführung der Schritte (β1) bis (β3) bringen noch weitere überraschende Vorteile, die im Lichte des Standes der Technik nicht zu erwarten waren. Durch die Schritte (β1) bis (β3) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der säurelabile Feststoffelektrolyt vor Korrosion geschützt, ohne dass dabei wie im Stand der Technik Alkoholatlösung aus dem Kathodenraum als Pufferlösung geopfert werden muss. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren effizienter als die in WO 2008/076327 A1 beschriebene Vorgehensweise, in der die Produktlösung für die Mittelkammer verwendet wird, was den Gesamtumsatz schmälert.Carrying out steps (β1) to (β3) brings other surprising advantages which were not to be expected in the light of the prior art. Steps (β1) to (β3) of the method according to the invention protect the acid-labile solid electrolyte from corrosion without having to sacrifice alcoholate solution from the cathode space as a buffer solution, as in the prior art. The method according to the invention is thus more efficient than in WO 2008/076327 A1 described procedure in which the product solution is used for the middle chamber, which reduces the overall turnover.

5. Beispiele5. Examples 5.1 Vergleichsbeispiel 15.1 Comparative example 1

Natriummethylat (NM) wurde über einen kathodischen Prozess hergestellt, wobei in der Anodenkammer 20 Gew.-%-ige NaCI-Lösung (in Wasser) und in der Kathodenkammer 10 Gew.-%-ige methanolische NM-Lösung zugeführt werden. Dabei bestand die Elektrolysezelle aus drei Kammern, welcher jenen in Abbildung 1B gezeigten entsprach. Die Verbindung zwischen Mittel- und Anodenkammer wurde durch einen Schlauch, der am Boden der Elektrolysezelle angebracht war, hergestellt. Die Anodenkammer und mittlere Kammer waren durch eine 2.83 cm² Anionenaustauschermembran (Tokuyama AMX, Ammoniumgruppen auf Polymer) getrennt. Kathoden und Mittelkammer waren durch eine Keramik vom Typ NaSICON mit einer Fläche von 2.83 cm² getrennt. Die Keramik hatte eine chemische Zusammensetzung der Formel Na_3.4Zr_2.0Si_2.4P_0.6O₁₂.Sodium methylate (NM) was produced via a cathodic process, with 20% by weight NaCl solution (in water) being fed into the anode chamber and 10% by weight methanolic NM solution being fed into the cathode chamber. The electrolytic cell consisted of three chambers, which Figure 1B shown. The connection between the middle and anode chamber was made by a hose that was attached to the bottom of the electrolytic cell. The anode compartment and middle compartment were separated by a 2.83 cm ² anion exchange membrane (Tokuyama AMX, ammonium groups on polymer). The cathode and middle chamber were separated by a ceramic of the NaSICON type with an area of 2.83 cm ² . The ceramic had a chemical composition of the formula Na _3.4 Zr _2.0 Si _2.4 P _0.6 O ₁₂ .

Der Anolyt wurde durch die mittlere Kammer in die Anodenkammer überführt. Die Durchflussrate des Anolyten betrug 1 l/h, jene des Katholyten betrug 90 ml/h, und es wurde ein Strom von 0.14 A angelegt. Die Temperatur betrug 35 °C. Die Elektrolyse wurde für 500 Stunden durchgeführt, wobei die Spannung konstant bei 5 V verblieb.The anolyte was transferred to the anode compartment through the middle compartment. The flow rate of the anolyte was 1 l/h, that of the catholyte was 90 ml/h and a current of 0.14 A was applied. The temperature was 35°C. The electrolysis was carried out for 500 hours with the voltage remaining constant at 5V.

Es wurde beobachtet, dass sich in der Mittelkammer über längere Zeit ein pH-Gradient ausbildete, was auf die Wanderung der Ionen zu den Elektroden im Zuge der Elektrolyse und die Ausbreitung der an der Anode in Folgereaktionen gebildeten Protonen zurückzuführen ist. Diese lokale Erhöhung des pH-Wertes ist unerwünscht, da er den Festelektrolyten angreifen kann und gerade bei sehr langen Laufzeiten zur Korrosion und Bruch des Festelektrolyten führen kann.It was observed that a pH gradient formed in the middle chamber over a longer period of time, which can be attributed to the migration of the ions to the electrodes during the course of the electrolysis and the propagation of the protons formed at the anode in subsequent reactions. This local increase in the pH value is undesirable since it can attack the solid electrolyte and can lead to corrosion and breakage of the solid electrolyte, especially over very long running times.

Daneben kommt es bei wiederholtem Anfahren und Abfahren der Elektrolysezelle aufgrund der Aufheiz- und Abkühleffekten zur Ausdehnung bzw. Schrumpfung der NaSICON-Keramik. Daneben kann sich die NaSICON-Membran in der Zelle verlagern. Dies ist problematisch, da dies die Tendenz der Keramik, zu brechen, verstärkt und zu Leckage von Elektrolyt aus der Mittelkammer in die Kathodenkammer führen kann, was das Produkt der Elektrolyse verwässert. Daneben kann dies zu Undichtigkeiten in der Außenwand der Zelle führen, die zur Leckage von Elektrolyt nach außen führen.In addition, when the electrolytic cell is repeatedly started up and shut down, the NaSICON ceramic expands or shrinks due to the heating and cooling effects. In addition, the NaSICON membrane can shift in the cell. This is problematic as it increases the tendency of the ceramic to crack and can lead to leakage of electrolyte from the center compartment into the cathode compartment, diluting the product of the electrolysis. In addition, this can lead to leaks in the outer wall of the cell, which lead to leakage of electrolyte to the outside.

5.2 Vergleichsbeispiel 25.2 Comparative example 2

Das Vergleichsbeispiel 1 wurde mit einer Zweikammerzelle umfassend nur eine Anoden- und eine Kathodenkammer, wobei die Anodenkammer durch die Keramik vom Typ NaSICON von der Kathodenkammer getrennt war, wiederholt (Abbildung 1 A) Somit enthielt diese Elektrolysezelle keine Mittelkammer. Dies schlägt sich in einer noch schnelleren Korrosion der Keramik im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 nieder, was zu einem schnellen Anstieg der Spannungskurve führt. Bei einem Startwert der Spannung von < 5 V steigt diese innerhalb von 100 Stunden auf > 20 V.Comparative example 1 was repeated with a two-chamber cell comprising only an anode and a cathode chamber, with the anode chamber being separated from the cathode chamber by the ceramic of the NaSICON type ( Figure 1A) Thus, this electrolytic cell did not contain a center chamber. This is reflected in an even more rapid corrosion of the ceramic compared to comparative example 1, which leads to a rapid increase in the stress curve leads. With an initial value of the voltage of < 5 V, this increases to > 20 V within 100 hours.

5.3 Erfindungsgemäßes Beispiel 15.3 Example 1 according to the invention

Vergleichsbeispiel 1 wird wiederholt, wobei eine Elektrolysezelle gemäß Abbildung 6A eingesetzt wird, in der eine Trennwand umfassend zwei NaSICON-Keramiken in einem Rahmen eingesetzt sind.Comparative example 1 is repeated using an electrolytic cell according to Figure 6A is used, in which a partition comprising two NaSICON ceramics are used in a frame.

Durch diese Anordnung wird das Ausmaß der Ausdehnungs- und Schrumpfprozesse der Keramik reduziert, was zur Haltbarkeit der Keramik beiträgt und eine sauberere Produktlösung ergibt, da die Leckage unterbunden wird.This arrangement reduces the rate at which the ceramic expands and shrinks, which contributes to the durability of the ceramic and results in a cleaner product solution by eliminating leakage.

5.4 Erfindungsgemäßes Beispiel 25.4 Example 2 according to the invention

Vergleichsbeispiel 2 wird wiederholt, wobei eine Elektrolysezelle gemäß Abbildung 6A eingesetzt wurde, in der eine Trennwand umfassend vier NaSICON-Keramiken in einem Rahmen eingesetzt wurden, in denen Rahmenelement R und Trennelement T verschmolzen sind (Abbildung 7A, aber ohne Scharnier und ohne Schloss).Comparative example 2 is repeated using an electrolytic cell according to Figure 6A was used, in which a partition comprising four NaSICON ceramics were used in a frame, in which frame element R and separating element T are fused ( Figure 7A , but without hinge and without lock).

5.5 Ergebnis5.5 Outcome

Die Abmilderung der Spannungen innerhalb der AFKs durch die sich bei den sich wiederholenden Elektrolysezyklen ergebenden Ausdehnungs- und Schrumpfungsprozessen führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Elektrolysekammer. In der Ausführung gemäß erfindungsgemäßem Beispielen 1 und 2 werden diese Effekte reduziert, was die Stabilität des Festelektrolyten erhöht.The alleviation of the stresses within the AFKs due to the expansion and contraction processes resulting from the repeated electrolysis cycles leads to an increase in the service life of the electrolysis chamber. In the embodiment according to Examples 1 and 2 according to the invention, these effects are reduced, which increases the stability of the solid electrolyte.

Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Dreikammerzelle im erfindungsgemäßen Verfahren wird außerdem die Korrosion des Festelektrolyten verhindert, wobei gleichzeitig kein Alkalialkoholatprodukt für die Mittelkammer geopfert werden muss und die Spannung konstant gehalten wird. Diese Vorteile, die schon aus dem Vergleich der beiden Vergleichsbeispiele 1 und 2 ersichtlich sind, unterstreichen den überraschenden Effekt der Elektrolysezelle mit Mittelkammer und des entsprechenden in dieser durchgeführten Verfahrens. 6. Referenzzeichen in den Abbildungen Elektrolysezelle E <1> Anodenkammer K_A <11> Zulauf Z_KA <110> Ablauf A_KA <111> Innenraum I_KA <112> anodische Elektrode E_A <113> Kathodenkammer K_K <12> Zulauf Z_KK <120> Ablauf A_KK <121> Innenraum I_KK <122> kathodische Elektrode E_K <123> Mittelkammer K_M <13> Zulauf Z_KM <130> Ablauf A_KM <131> Innenraum I_KM <132> Diffusionsbarriere D <14> Verbindung V_AM <15> Trennwand W <16> Seite S_KK <161> Seite S_A/MK <162> Oberfläche O_KK <163> Oberfläche O_A/MK <164> Trennelement T <17> Teil eines Trennelements <171> Teil eines Trennelements <172> Festelektrolytkeramik F_A <18> Festelektrolytkeramik F_B <19> Festelektrolytkeramik F_C <28> Festelektrolytkeramik F_D <29> Festelektrolytkeramiken F_E, F_F, F_G, F_H, F_I <30>, <31>, <32>, <33>, <34> Rahmenelement R <20> Rahmenteil <201> Rahmenteil <202> Dichtung Di <40> Scharnier <50> Schloss <60> Außenwand W_A <80> Alkalimetallalkoholats XOR im Alkohol ROH L₁ <21> Lösung umfassend den Alkohol ROH L₂ <22> neutrale oder alkalische, wässrige Lösung eines Salzes S umfassend X als Kation L₃ <23> wässrige Lösung von S, wobei [S]_L4 < [S]_L3. L₄ <24> The use of a three-chamber cell according to the invention in the method according to the invention also prevents corrosion of the solid electrolyte, while at the same time no alkali product has to be sacrificed for the middle chamber and the voltage is kept constant. These advantages, which are already apparent from the comparison of the two comparative examples 1 and 2, underline the surprising effect of the electrolytic cell with a central chamber and the corresponding process carried out in this. 6. Reference marks in the figures electrolytic cell E <1> anode chamber K _A <11> Intake Z _KA <110> Sequence A _KA <111> inner space I _KA <112> anodic electrode E _A <113> cathode chamber K _K <12> Intake Z _KK <120> Sequence A _KK <121> inner space I _KK <122> cathodic electrode E _K <123> center chamber K _M <13> Intake Z _KM <130> Sequence _AKM <131> inner space I _KM <132> diffusion barrier D <14> Connection _VAM <15> partition wall W <16> Page S _KK <161> Page SA _/MK <162> surface O _KK <163> surface OA _/MK <164> separator T <17> part of a divider <171> part of a divider <172> solid electrolyte ceramic F _A <18> solid electrolyte ceramic F _B <19> solid electrolyte ceramic _FC <28> solid electrolyte ceramic F _D <29> solid electrolyte ceramics F _E , F _F , F _G , F _H , F _I <30>, <31>, <32>, <33>, <34> frame element R <20> frame part <201> frame part <202> poetry Tue <40> hinge <50> Lock <60> outer wall _WA <80> Alkali metal alkoxide XOR in alcohol ROH _L1 <21> Solution comprising the alcohol ROH _L2 <22> neutral or alkaline, aqueous solution of a salt S comprising X as a cation _L3 <23> aqueous solution of S, where [S] _L4 < [S] _L3 . _L4 <24>

Claims

Trennwand W <16>, welche eine Seite S_KK <161> mit der Oberfläche O_KK <163> und eine der Seite S_KK <161> gegenüberliegende Seite S_A/MK <162> mit der Oberfläche O_A/MK <164> umfasst, wobei die Trennwand W <16> mindestens zwei, durch mindestens ein Trennelement T <17> voneinander getrennte, alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F_A <18> und F_B <19> dergestalt umfasst, dass die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken sowohl über die Oberfläche O_KK <163> als auch über die Oberfläche O_A/MK <164> direkt kontaktierbar sind.Partition W <16>, which has a side S _KK <161> with the surface O _KK <163> and a side S _A/MK <162> opposite the side S _KK <161> with the surface O _A/MK <164> wherein the dividing wall W <16> comprises at least two alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics F _A <18> and F _B <19>, separated from one another by at least one separating element T <17>, such that the alkali cation-conducting ceramics comprised by the dividing wall W <16> Solid electrolyte ceramics can be contacted directly both via the surface O _KK <163> and via the surface O _A/MK <164>.

Trennwand W <16> nach Anspruch 1, welche mindestens vier alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F_A <18>, F_B <19>, F_C <28> und F_D <29> umfasst.Partition wall W <16> according to claim 1, which comprises at least four alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics _FA <18>, _FB _< 19>, FC <28> and _FD <29>.

Trennwand W <16> nach Anspruch 2, wobei das Trennelement T <17> kreuzförmig oder gitterförmig ist.Partition wall W <16> according to claim 2, wherein the partition element T <17> is cross-shaped or lattice-shaped.

Trennwand W <16> nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Trennelement T <17> ein Material umfasst, welches aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Glas, Holz ausgewählt ist.Partition wall W <16> according to one of claims 1 to 3, wherein the partition element T <17> comprises a material selected from the group consisting of plastic, glass, wood.

Trennwand W <16> nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche ein Rahmenelement R <20> umfasst.Partition wall W <16> according to any one of claims 1 to 4, comprising a frame member R <20>.

Trennwand W <16> nach Anspruch 5, wobei mindestens ein Teil des Trennelements T <17> einstückig mit mindestens einem Teil des Rahmenelements R <20> ausgebildet ist.The bulkhead W <16> of claim 5, wherein at least a portion of the partition member T <17> is integrally formed with at least a portion of the frame member R <20>.

Trennwand W <16> nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken unabhängig voneinander eine Struktur der Formel M^I _1+2w+x-y+z M^II _w M^III _x Zr^IV _2-w-x-yM^V _y (SiO₄)_z(PO₄)_3-z aufweisen,
wobei M' ausgewählt aus Na⁺, Li⁺ ist, M^II ein zweiwertiges Metallkation ist,

M^III ein dreiwertiges Metallkation ist,

M^V ein fünfwertiges Metallkation ist,

die römischen Indizes I, II, III, IV, V die Oxidationszahlen angeben, in der die jeweiligen Metallkationen vorliegen, und w, x, y, z reelle Zahlen sind, wobei gilt, dass 0 ≤ x < 2, 0 ≤ y < 2, 0 ≤ w < 2, 0 ≤ z < 3,
und wobei w, x, y, z so gewählt werden, dass 1 + 2w + x - y + z ≥ 0 und 2 - w - x - y ≥ 0 gilt.Partition W <16> according to one of Claims 1 to 6, wherein the alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics comprised by the partition W <16> independently of one another have a structure of the formula M ^I _1+2w+x-y+z M ^II _w M ^III _x Zr ^IV _2-wxy M ^V _y (SiO ₄ ) _z (PO ₄ ) _3-z have,
where M' is selected from Na ⁺ , Li ⁺ , M ^II is a divalent metal cation,

M ^III is a trivalent metal cation,

M ^V is a pentavalent metal cation,

the Roman indices I, II, III, IV, V indicate the oxidation numbers in which the respective metal cations are present, and w, x, y, z are real numbers, where 0 ≤ x < 2, 0 ≤ y < 2, 0 ≤ w < 2, 0 ≤ z < 3,
and where w, x, y, z are chosen such that 1 + 2w + x - y + z ≥ 0 and 2 - w - x - y ≥ 0.

Elektrolysezelle E <1>, umfassend - mindestens eine Anodenkammer K_A <11> mit mindestens einem Zulauf Z_KA <110>, mindestens einem Ablauf A_KA <111> und einem Innenraum I_KA <112>, der eine anodische Elektrode E_A <113> umfasst,

- mindestens eine Kathodenkammer K_K <12> mit mindestens einem Zulauf Z_KK <120>, mindestens einem Ablauf A_KK <121> und einem Innenraum I_KK <122>, der eine kathodische Elektrode E_K <123> umfasst,

- und gegebenenfalls mindestens eine dazwischen liegende Mittelkammer K_M <13> mit mindestens einem Zulauf Z_KM <130>, mindestens einem Ablauf A_KM <131> und einem Innenraum I_KM <132>,
wobei dann I_KA <112> und I_KM <132> durch eine Diffusionsbarriere D <14> voneinander abgetrennt sind, und A_KM <131> durch eine Verbindung V_AM <15> mit dem Zulauf Z_KA <110> verbunden ist, so dass durch die Verbindung V_AM <15> Flüssigkeit aus I_KM <132> in I_KA <112> geleitet werden kann, wobei - in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> keine Mittelkammer K_M <13> umfasst, I_KA <112> und I_KK <122> durch eine Trennwand W <16> nach einem der Ansprüche 1 bis 7 voneinander abgetrennt sind,

- in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> mindestens eine Mittelkammer K_M <13> umfasst, I_KA <112> und I_KM <132> durch eine Trennwand W <16> nach einem der Ansprüche 1 bis 7 voneinander abgetrennt sind,

dadurch gekennzeichnet, dass
die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken den Innenraum I_KK <122> auf der Seite S_KK <161> über die Oberfläche O_KK <163> direkt kontaktieren,
und - in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> keine Mittelkammer K_M <13> umfasst, die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken den Innenraum I_KA <112> auf der Seite S_A/MK <162> über die Oberfläche O_A/MK <164> direkt kontaktieren,

- in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> mindestens eine Mittelkammer K_M <13> umfasst, die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken den Innenraum I_KM <132> auf der Seite S_A/MK <162> über die Oberfläche O_A/MK <164> direkt kontaktieren.

Electrolytic cell E <1> comprising - at least one anode chamber K _A <11> with at least one inlet Z _KA <110>, at least one outlet A _KA <111> and an interior space I _KA <112>, which includes an anodic electrode E _A <113>,

- at least one cathode chamber K _K <12> with at least one inlet Z _KK <120>, at least one outlet A _KK <121> and an interior space I _KK <122>, which includes a cathodic electrode E _K <123>,

- and optionally at least one intermediate chamber K _M <13> with at least one inlet Z _KM <130>, at least one outlet A _KM <131> and an interior space I _KM <132>,
in which case I _KA <112> and I _KM <132> are separated from one another by a diffusion barrier D <14>, and A _KM <131> is connected to the inlet Z _KA <110> by a connection V _AM <15>, see above that liquid can be conducted from I _KM <132> to I _KA <112> through the connection V _AM <15>, whereby - in cases where the electrolytic cell E <1> does not comprise a central chamber K _M <13>, I _KA <112> and I _KK <122> are separated from one another by a partition wall W <16> according to any one of claims 1 to 7 ,

- in cases where the electrolytic cell E <1> comprises at least one central chamber K _M <13>, I _KA <112> and I _KM <132> are separated from one another by a partition W <16> according to any one of claims 1 to 7 are,

characterized in that
the alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics enclosed by the partition W <16> directly contact the interior I _KK <122> on the side S _KK <161> via the surface O _KK <163>,
and - in cases where the electrolytic cell E <1> does not include a middle chamber K _M <13>, the alkali cation-conducting solid electrolyte ceramics enclosed by the partition W <16> have the interior space I _KA <112> on the side S _A/MK <162> contact O _A/MK <164> directly via the interface,

- in the cases in which the electrolytic cell E <1> comprises at least one central chamber K _M <13>, the alkaline cation conducting chambers enclosed by the partition W <16> Solid electrolyte ceramics directly contact the interior I _KM <132> on the side S _A/MK <162> via the surface O _A/MK <164>.

Elektrolysezelle E <1> nach Anspruch 8, welche keine Mittelkammer K_M <13> umfasst.Electrolytic cell E <1> according to claim 8, which does not comprise a central chamber K _M <13>.

Elektrolysezelle E <1> nach Anspruch 8, welche mindestens eine Mittelkammer K_M <13> umfasst.Electrolytic cell E <1> according to claim 8, which comprises at least one middle chamber K _M <13>.

Elektrolysezelle E <1> nach Anspruch 10, wobei die Verbindung V_AM <15> innerhalb der Elektrolysezelle E <1> ausgebildet ist.The electrolytic cell E <1> according to claim 10, wherein the connection V _AM <15> is formed inside the electrolytic cell E <1>.

Verfahren zur Herstellung einer Lösung L₁ <21> eines Alkalimetallalkoholats XOR im Alkohol ROH, wobei X ein Alkalimetallkation ist und R ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, (α) wobei in einer Elektrolysezelle E <1> nach Anspruch 9 die folgenden, gleichzeitig ablaufenden Schritte (α1), (α2), (α3) durchgeführt werden: (α1) eine Lösung L₂ <22> umfassend den Alkohol ROH wird durch K_K <12> geleitet,

(α2) eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L₃ <23> eines Salzes S umfassend X als Kation wird durch K_A <11> geleitet,

(α3) zwischen E_A <113> und E_K <123> wird Spannung angelegt, oder

(β) wobei in einer Elektrolysezelle E <1> nach Anspruch 10 oder 11 die folgenden, gleichzeitig ablaufenden Schritte (β1), (β2), (β3) durchgeführt werden: (β1) eine Lösung L₂ <22> umfassend den Alkohol ROH wird durch K_K <12> geleitet,

(β2) eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L₃ <23> eines Salzes S umfassend X als Kation wird durch K_M <13>, dann über V_AM <15>, dann durch K_A <11> geleitet,

(β3) zwischen E_A <113> und E_K <123> wird Spannung angelegt, wodurch am Ablauf A_KK <121> die Lösung L₁ <21> erhalten wird, wobei die Konzentration von XOR in L₁ <21> höher ist als in L₂ <22>,
und wodurch am Ablauf A_KA <111> eine wässrige Lösung L₄ <24> von S erhalten wird, wobei die Konzentration von S in L₄ <24> geringer ist als in L₃ <23>.

Process for preparing a solution L ₁ <21> of an alkali metal alkoxide XOR in the alcohol ROH, where X is an alkali metal cation and R is an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, (α) wherein in an electrolytic cell E <1> according to claim 9 the following steps (α1), (α2), (α3) are carried out simultaneously: (α1) a solution L ₂ <22> comprising the alcohol ROH is passed through K _K <12>,

(α2) a neutral or alkaline, aqueous solution L ₃ <23> of a salt S comprising X as a cation is passed through K _A <11>,

(α3) voltage is applied between E _A <113> and E _K <123>, or

(β) wherein in an electrolytic cell E <1> according to claim 10 or 11 the following steps (β1), (β2), (β3) running simultaneously are carried out: (β1) a solution L ₂ <22> comprising the alcohol ROH is passed through K _K <12>,

(β2) a neutral or alkaline, aqueous solution L ₃ <23> of a salt S comprising X as a cation is passed through K _M <13>, then over V _AM <15>, then through K _A <11>,

(β3) voltage is applied between E _A <113> and E _K <123>, whereby the solution L ₁ <21> is obtained at the outlet A _KK <121>, the concentration of XOR in L ₁ <21> being higher than in L ₂ <22>,
and whereby an aqueous solution L ₄ <24> of S is obtained at outlet A _KA <111>, the concentration of S in L ₄ <24> being lower than that in L ₃ <23>.

Verfahren nach Anspruch 12, wobei X aus der Gruppe bestehend aus Li⁺, Na⁺, K⁺ ausgewählt ist.The method of claim 12, wherein X is selected from the group consisting of Li ⁺ , Na ⁺ , K ⁺ .

Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei S ein Halogenid, Sulfat, Sulfit, Nitrat, Hydrogencarbonat oder Carbonat von X ist.A method according to claim 12 or 13, wherein S is a halide, sulfate, sulfite, nitrate, bicarbonate or carbonate of X.

Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei R aus der Gruppe bestehend aus Methyl, Ethyl ausgewählt ist.A method according to any one of claims 12 to 14, wherein R is selected from the group consisting of methyl, ethyl.