JPS5943885A - ガス発生電解槽用の電極装置 - Google Patents

ガス発生電解槽用の電極装置

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JPS5943885A
JPS5943885A JP58142386A JP14238683A JPS5943885A JP S5943885 A JPS5943885 A JP S5943885A JP 58142386 A JP58142386 A JP 58142386A JP 14238683 A JP14238683 A JP 14238683A JP S5943885 A JPS5943885 A JP S5943885A
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gas
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counter electrode
plate
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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous

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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、垂直方向に配置された板電極と、対向電極と
、必要によりこの対向電極と上記板電極との間に設けら
れた隔膜とを有し、上記板電極は水平方向に複数の板片
に分割され、この板片の活性電極表面全体は上記対向電
極に平行であり且つ上記対向電極にできる限り近接して
配置されており、上記板片の各々の上縁部はガス逃がし
部として形成されて上記対向電極から遠ざかるように延
出されているガス発生電解槽、特に隔膜電解槽用の電極
装置及びこの電極装置に用いられる垂直な板電極に関す
る。
背景技術とその問題点 電気化学プロセスを進行させる際には、′F′i、極の
表面に電流を均等に分配することが必要である。
電流を均等に分配できるか否かは、電解液のスローイン
グパワー(均一電着性〕と電極の均質性とによって決ま
る。スローイングパワーは、電流線が衝突する対向電極
の表面積が広いほど良好になる。そしてこのスローイン
グパワーの不足は、電極間の距離を広げることにより補
償することができるが、その結果電解槽の電圧降下が大
きくなる。
一方、電極表面が均質でないと、電流の流れに局部的な
ひずみが生じる。従って電極板間の距離、すなわち陽極
と陰極との間の距離はきわめて重要である。塩素、酸素
、水素などのガスを発生する隔膜電解槽において、電極
間の短い距離を維持又は調節するととは困難である。電
極間の距離が短いと、気泡は十分に速く逃げることがで
きない。
電極間の電解液中にガスが存在していると、電解液の導
電率が低下するので、エネルギー消費量は多くなる。そ
して更に電極表面にきわめて微細な電流のひずみが生じ
ることもある。またガスの発生により電解液に乱流が起
こる。M!、解液が乱流運動をすると、隔膜が強い機械
的負荷を受けるので好ましくない。このようにして隔膜
の破壊が早まるのを防ぐために一般には、電極の高さを
制限し、電解槽の電極間の距離をかなり広くとるように
し、且つ電流密度を制限することが必要であるが、この
方法を採用すると、電解槽のエネルギー効率と生産性と
が悪(なる。
隔膜を有し、電極が垂直方向に配置されている電解槽の
欠点を少なくするために、一般に反応ガスを逃がすため
の開口を有する電極、例えば多孔電極、金網又はエキス
バンドメタルなどが使用されている。これらの材料の欠
点は特に、活性表面が狭いこと、安定性に乏しいこと、
そして電極の裏面における高価な被覆材料の損耗が大き
いことなどである。
西ドイツ特許公告公報第2059868  号に提案さ
れた構成によれば、電極が垂直方向に配置されたガス発
生隔膜電解槽において、電極板は複数枚の板から構成さ
れ、この各々の板は発生したガスを逃がすだめの案内面
を有している。そし゛にの案内板が傾斜しているために
、活性表面から対向電極までの距離は必然的にそれぞれ
具なっている。
フランス特許第1028153 号から公知である電解
槽の場合には、電極は互いにできる限り近接して平行に
配置されている。この公知の電極は1枚又はa数枚の板
から構成されており、この板はその板片を折曲げること
により形成された水平な開口を有しており、この開口は
最小の抵抗でガスの排出を可能とする方向に向けられて
いる。父上記折曲げ部は対向電極から遠さかるように延
出されているので、活性表面が著しく狭くなることはな
い。これと同様の電極構成が西ドイツ特許公報第453
750にも記載されている。これら公知の電極は切断に
より形成され、一部を所望の形状に折曲げて、その部分
が対向電極から遠さかる方に向くように構成されている
この種の電極、特に陰極は60年以上も前から知られて
いたが、実際に採用されることはなく、現在でも多孔薄
板、エキスバンドメタルその他類似の材料が使用されて
いる。
発明の目的 本発明の目的は、最小の間隔で電解液から確実且つ迅速
にガスを逃がすことができる電極を提供することにある
発明の概要 本発明によればこの目的は、冒頭に述べた電極装置及び
この電極装置に用いられる垂直な板電極において、対向
電極又は隔膜と電極板の下縁部のガス分割頂点部(S)
との間の距離(Qと、上記対向電極又は上記隔膜と折曲
げられたガス逃がし部のガス分離縁部(6)との間の距
離(ト)との比、即ちG/Eを0.6未満の値となるよ
うに構成することにより達成される。
このような比とすることにより、電解液とガスとの懸濁
液のガス抜き効率が特に高くなり、自由になったガスは
拡散し、ガスの大部分は次の高い位置にある電極板片の
背後に達することが判明している。この結果、次の高い
位置にある電極板片の電解プロセスが妨げられることは
、全く又は殆どない。
本発明による各電極板の折曲げ部は平坦な表面として形
成されるのが普通であるが、湾曲していても良い。折曲
げ部と電極の表面とが成す角度は、一般的には15°〜
70°である。各電極板の垂直な部分の高さは5〜50
α、厚さは約1〜3mMtである。たとえば従来のよう
な寸法を有する電解槽で、活性表面としてエキスバンド
メタルが使用されている場合に不可欠である付加的な電
流分配ビンは設けられていないので、各電極板の厚さは
電極の幅に応じて選択される。
図示していないが、電極板は給電用の端子を有するフレ
ームに、公知の方法により組込まれ、固定されている。
本発明による電極は、隔膜電解プロセスの陽極又は陰極
として使用することができる。陽極として使用する場合
には、電極の材料としてチタン、タンタル、タングステ
ン又はジルコニウム等が使用される。この場合電極は、
対向電極側の表面にのみ活性化被膜を有している。この
活性化被膜は公知のように、金属酸化物又はプラチナ、
イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテ
ニウムなどの金属の中から選択すれば良い。本発明の電
極を隔膜電解プロセスの陰極として使用する場合には、
電極をたとえば鋼やニッケル又はその合金等から構成す
れば良い。
本発明による電極板は、隔膜を有する電解槽に使用され
る。本発明に関する隔膜電解槽とは、過フン化陽イオン
交換膜のようなイオン選択性膜を有する電解槽のみを意
味する。この種の膜は、電解プロセスの陰極生成物と陽
極生成物とを互いに、又は夫々の対向電極に供給される
反応物質から分離することができる。
添付の図面の第1図及び第2図は、本発明による電極装
置の一実施例を示す。第1図は折曲げられたガス逃がし
部を有し、水平方向に個々の板片に分割されている電極
の側面図である。(電極のと フレーム1電端子とは図示されていない。)第2図は第
1図のA部の詳細図である。この第2図において(ロ)
は隔膜、(S)は板片の下端部にあるガス分割頂点部、
σ9はそのすぐ下に配置された板片の折曲げられた上部
のガス分離縁部である。そして(G)はMと(S)との
間の距離、(ト)は(財)と四との間の距離である。
第2図に示されている面取りされた電極板の場合、ガス
分割頂点部(S)は活性表面の平面にある。
面取りされていない電極面の場合には、ガス分割頂点部
は電極の中心線上にあるものと考えられる。
「ガス抜き率」という概念は、電極間の間隙に発生した
ガスがガス分離縁部αつまで広がり、その後垂直方向に
上昇し、ガス分割頂点部(S)において再び電極間の間
隙に入る第1の部分と、本発明に従つて電極の背後へ流
れる第2の部分とに分割されるという事実に基づいてい
る。
よn化す) IJウム溶液、塩素及び水素を生成する工
業用の装置においては、320y−/l(グラム/リッ
トル)の濃度を有する塩化ナトリウム溶液が電解された
。電流密度は3. I KA/m2、電解液の温度は8
0℃であった。
本発明による電極の個々の板片の高さは14c1rLで
あり、投影表面の約90チが活性表面である陰極が使用
された。一方材料である鋼5T37は活性化しないもの
であった。さらに同じ材料からエキスバンドメタルに形
成され、活性表面対投影表面の比も同じである従来の陰
極との比較も行われた。対向電極として寸法の安定した
陽極を使用し、イオン選択性膜として過フン化イオン交
換膜(商標名Nafion)を使用した。個々の板片の
厚さは6、5 mm 、幅は100CrrLであった。
ガス逃がし部となる折曲げ部は30’の角度に折曲げら
れ、陰極の個々の板片間の隙間間幅は20朋、陰極面と
隔膜表面との間の間隔は6朋であった。電極の総表面積
は1 X 117L2であった。
このとき、次に示すような電圧降下が測定された0 エキスバンドメタル陰%      3.5OV本発明
による板片電極■3.4 OV 本発明による板片電極H3,65V 第2図に示す如く、(財)と(S)との間の距離を句と
し、Mと的との間の距離を[F](拡張空間)としたと
き、シ)対(ト)の比から得られる拡散率(ガス抜き率
)ψ’l(%l)は次の通りである。
G : E’     F(9)) 板片電極Iの場合   0.45    55板片電極
nの場合   0.60    40100チのガス抜
き率と0%のガス抜き率とについてのi−1算値を利用
して曲線を描くと、測定値は第6図のグラフの曲線に沿
って現われる。このグラフは電圧降下とガス抜き率との
間の関係を示したものである。
本発明の要旨を既述の実施例を例示しつつ概略的に述べ
ると、板電極が垂直方向に配置されているガス発生電解
槽、特に隔膜電解槽において、電極板は水平方向に分割
され、活性電極表面全体は対向電極に平行であり且つ対
向電極にできる限り近接して配置されており、さらに水
平方向に分割された電極板の各々の上縁部はガス逃がし
部として形成されて対向電極から遠ざかるように延出さ
れている。そして電解液のガス抜きを改善するために、
対向電極又は隔膜(財)と電極板の下縁部のガス分割頂
点部(S)との間の距離(G)と、対向電極又は隔膜(
財)と折曲げられたガス逃がし部のガス分離縁部(6)
との間の距離(ト)との比、即ちG/Eは0.6未満の
値になるように構成されている。
発明の効果 本発明による電極板の利点は、電極板を対向電極とでき
る限り近接して配置することができ、対向電極に平行で
ある電極板の表面が完全に活性化され、温度に敏感な膜
の局部的な過熱も起らないということにある。陽極と陰
極との間に発生したガスは、活性表面の領域から電極面
の背後へ逃げる。また電極を平坦な金属薄板から容易に
且つ低コストで製造することができ、片面に活性表面層
を被着させることも容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電極の側面図、第2図は第1図の
A部詳細図、第6図は電圧降下とガス抜き率との関係を
示すグラフである。 なお図面に用いられた符号において、 M  ・・・・・・隔膜 (S)  ・・・・・・・・ ガス分割頂点部■・ ・
・・・・・・・ガス分離縁部 (Q・・・・・・・・・・・・ (財)と(S)との間
の距離(ト)・・・・・・・・・・(財)と卸との間の
距離(ト)・・・・・・・・・・・・ ガス抜き率であ
る。 代理人 上屋 勝 常  包  芳  男 杉浦俊責

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 垂直方向に配置された板電極と、対向電極と、必
    要によりこの対向電極と上記板電極との間に設けられた
    隔膜Mとを有し、上記板電極は水平方向に複数の板片に
    分割され、この板片の活性電極表面全体は上記対向電極
    に平行であり且つ上記対向電極にできる限り近接して配
    置されており、上記板片の各々の上縁部はガス逃がし部
    として形成されて上記対向電極から遠ざかるように延出
    されているガス発生電解槽、特に隔膜電解槽用の電極装
    置において、上記対向電極又は上記隔膜(財)と上記板
    電極の下縁部のガス分割頂点部(S)との間の距離(G
    ) さ、上記対向電極又は上記隔膜(ロ)と折曲げられ
    た上記ガス逃がし部のガス分離縁部(6)との間の距離
    (ト)との比、即ちG/Eは0.6未満の値であること
    を特徴とするガス発生電解槽用の電極装置。 2、水平方向に分割された複数の電極板を有し、この電
    極板の活性電極表面全体は対向電極に平行であり且つこ
    の対向電極にできる限り近接して配置されており、上記
    電極板の各々の上級部はガス逃がし部として形成されて
    上記対向電極から遠ざかるように延出されているガス発
    生電解槽用、特に隔膜電解槽用の電極装置に用いられる
    垂直な板電極において、上記対向電極又は隔膜へやと上
    記電極板の下縁部のガス分割頂点部(S)との間の距離
    (G)と、上記対向電極又は上記隔膜(ロ)と折曲げら
    れた上記ガス逃がし部のガス分離縁部(6)との間の距
    離(ト)との比、即ちG/Eは0.6未満の値であるこ
    とを特徴とするガス発生電解槽用の電極装置に用いられ
    る垂直な板電極。
JP58142386A 1982-08-03 1983-08-03 ガス発生電解槽用の電極装置 Expired - Lifetime JPH062959B2 (ja)

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DE3228884.0 1982-08-03
DE19823228884 DE3228884A1 (de) 1982-08-03 1982-08-03 Vertikal angeordnete plattenelektrode fuer gasbildende elektrolyseure

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JPS5943885A true JPS5943885A (ja) 1984-03-12
JPH062959B2 JPH062959B2 (ja) 1994-01-12

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BR (1) BR8304151A (ja)
CA (1) CA1228571A (ja)
DE (2) DE3228884A1 (ja)
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3640584A1 (de) * 1986-11-27 1988-06-09 Metallgesellschaft Ag Elektrodenanordnung fuer gasbildende elektrolyseure mit vertikal angeordneten plattenelektroden
DE3808495A1 (de) * 1988-03-15 1989-09-28 Metallgesellschaft Ag Membranelektrolysevorrichtung
DE4224492C1 (de) * 1992-07-24 1993-12-09 Uhde Gmbh Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von Flüssigkeiten mit einer Anoden- und einer Kathodenkammer sowie deren Verwendung
DE4306889C1 (de) * 1993-03-05 1994-08-18 Heraeus Elektrochemie Elektrodenanordnung für gasbildende elektrolytische Prozesse in Membran-Zellen und deren Verwendung
DE4438124A1 (de) * 1994-10-27 1996-05-02 Eilenburger Elektrolyse & Umwelttechnik Gmbh Gas-Lift-Elektrolyse- und Reaktionssysteme zur Herstellung von Produkten und zur Anwendung in der Umwelttechnik
IT1279069B1 (it) 1995-11-22 1997-12-04 Permelec Spa Nora Migliorato tipo di elettrodo per elettrolizzatori a membrana a scambio ionico
DE19816334A1 (de) * 1998-04-11 1999-10-14 Krupp Uhde Gmbh Elektrolyseapparat zur Herstellung von Halogengasen
CA2349508C (en) 2001-06-04 2004-06-29 Global Tech Environmental Products Inc. Electrolysis cell and internal combustion engine kit comprising the same
CA2597068A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-19 Peter Romaniuk Hydrogen/oxygen gas produced by electrolysis as a partial hybrid fuel source for conventional internal combustion engines
US9222178B2 (en) 2013-01-22 2015-12-29 GTA, Inc. Electrolyzer
US8808512B2 (en) 2013-01-22 2014-08-19 GTA, Inc. Electrolyzer apparatus and method of making it
CN107473336A (zh) * 2017-09-20 2017-12-15 合肥齐兴电器有限责任公司 一种便携式电解水器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57164990A (en) * 1981-04-03 1982-10-09 Toyo Soda Mfg Co Ltd Electrolyzing method for aqueous alkali chloride solution

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE453750C (de) * 1927-12-14 I G Farbenindustrie Akt Ges Elektrolysierzelle
US1771091A (en) * 1924-09-01 1930-07-22 Firm Lawaczeck Gmbh Electrolytic cell
FR811238A (fr) * 1936-09-24 1937-04-09 Perfectionnements apportés aux électrolyseurs
CH288156A (de) * 1949-11-03 1953-01-15 Montedison Spa Elektrodensystem für Bipolarelektrolyseure.
DE2059868B2 (de) * 1969-12-06 1974-07-25 Nippon Soda Co., Ltd., Tokio Vertikal anzuordnende Elektrodenplatte für eine gasbildende Elektrolyse
GB1595183A (en) * 1977-03-04 1981-08-12 Ici Ltd Diaphragm cell
US4142950A (en) * 1977-11-10 1979-03-06 Basf Wyandotte Corporation Apparatus and process for electrolysis using a cation-permselective membrane and turbulence inducing means

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57164990A (en) * 1981-04-03 1982-10-09 Toyo Soda Mfg Co Ltd Electrolyzing method for aqueous alkali chloride solution

Also Published As

Publication number Publication date
EP0102099B1 (de) 1987-10-21
CA1228571A (en) 1987-10-27
ATE30343T1 (de) 1987-11-15
ES284413Y (es) 1986-01-16
US4474612B1 (ja) 1989-01-03
EP0102099A1 (de) 1984-03-07
US4474612A (en) 1984-10-02
DE3228884A1 (de) 1984-02-09
IN157978B (ja) 1986-08-09
DE3374139D1 (en) 1987-11-26
ES284413U (es) 1985-06-01
BR8304151A (pt) 1984-03-13
JPH062959B2 (ja) 1994-01-12
ZA835568B (en) 1985-03-27
MX153006A (es) 1986-07-16

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