KR20220065828A - 텍스타일의 용도, 제로-갭 전해 셀 및 그 제조 방법 - Google Patents

텍스타일의 용도, 제로-갭 전해 셀 및 그 제조 방법 Download PDF

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티센크루프 누세라 아게 운트 콤파니 카게아아
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Abstract

본 발명은 제로-갭 전해 셀 (13) 의 하우징 또는 지지 구조와 전극 또는 전극의 하부구조 사이의 스페이서로서의 텍스타일의 용도에 관한 것이고, 상기 텍스타일 (1) 은 탄성 폴리머 재료로 구성된 기계적 연결 수단을 포함하고, 상기 기계적 연결 수단과 상이한 전기적 연결 수단을 포함한다. 본 발명은 추가로 이러한 텍스타일을 구비한 제로-갭 전해 셀 및 이러한 제로-갭 전해 셀의 제조하기 위한 방법에 관한 것이고, 상기 방법은, 텍스타일 (1) 의 적어도 하나의 플라이가 애노드 탱크 또는 캐소드 탱크 (8, 9) 에 배치되고, 애노드 전극 또는 캐소드 전극 (10, 11) 이 텍스타일 (1) 의 적어도 하나의 플라이 상에 배치되고, 이온 교환 막 (12) 이 상기 전극 상에 위치되고, 캐소드 탱크 또는 애노드 탱크 (8, 9) 에 각각 연결된 캐소드 전극 또는 애노드 전극 (10, 11) 이 이온 교환 막 (12) 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

텍스타일의 용도, 제로-갭 전해 셀 및 그 제조 방법
본 발명은 제로-갭 전해 셀의 하우징 또는 지지 구조와 전극 또는 전극의 하부구조 사이의 스페이서로서의 텍스타일의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 이러한 텍스타일을 구비한 제로-갭 전해 셀 및 이러한 제로-갭 전해 셀의 제조를 위한 방법에 관한 것이다.
CO2 의 절감들 ("에너지 전환") 의 관점에서 야심찬 목표 및 강화된 환경인식의 시기에, 산소와 소위 "그린" 수소를 제공하기 위한 물의 전기분해는 바람, 수력, 태양 에너지와 같은 재생 가능한 에너지를 사용하는 무 CO2 에너지 소스의 제조를 위한 유망한 기술을 대표한다. 이러한 "그린" 수소는, 예를 들면, 에너지 스토어로서, 차량을 위한 연료로서, 또는 화학제품의 제조를 위해 사용될 수 있다. 전해 셀은 염소 및 수산화나트륨 전해 제조 (클로로 알칼리 전기분해) 의 경우에서와 같이 물의 전기분해에 기초한 '그린' 수소 제조 플랜트의 중심에 있다. 이는, 예를 들어, 효율을 최적화하는 것을 목적으로 하는 전기분해 기술의 지속적인 개발에 대한 이유 중 하나이다.
막 기술로 작동하는 전해 셀은 각각의 전극들 및 전해질을 포함하는 캐소드 챔버 및 애노드 챔버를 특징으로 하며, 전극들은 2개의 전극을 분리하는 이온 선택성 막으로부터 거리를 두어 배치된다. 그러나, 이러한 셀 설계는 달성된 효율성들의 관점에서 차선책이다.
따라서, 개시된 특히 에너지 효율적인 전해 셀은 "제로-갭 전해 셀" 로 알려져 있다 (US 9,404,191 B2 또는 EP 2 436 804 A1 참조). 이러한 셀에서 -"제로-갭" 이라는 용어로 나타낸 바와 같은 - 캐소드와 애노드는 막에 의해서만 분리되며 캐소드와 애노드 양쪽은 막에 대해 접촉식으로 놓인다. 이는 상당한 동반되는 에너지 절감을 갖고서 셀 저항을 낮춘다. 그것은 또한 막 수명을 연장시킨다.
제로-갭 전해 셀에서, 알려진 바와 같이, 탄성 요소가 탱크로서 또한 지칭되는 후방 하우징 벽과 전극 사이에 배치어 막에 대해 평평하고 균일하게 가압되는 것이 일반적이다. 상기 탄성 요소는, 예를 들어 니켈로 제조된 금속성 코일에 의해, 또는 미세하게 직조된 니켈 스레드들의 미세-메쉬 네트에 의해 형성될 수 있으며, 상기 니켈 스레드는 그것들의 특수한 구조로 인해 스프링과 같이 작용하고, 상기 요소는 전극과 후방 하우징 벽 사이에 클램핑되고, 따라서 막에 대한 전극의 요구되는 균질하고 양호하게-게이징된 표면 가압을 보장한다. 동시에, 공지된 탄성 요소는 전극으로부터 후방 하우징 벽으로 전류를 도통하는 (take off) 기능을 갖는다.
탄성 요소 뿐만 아니라, 이러한 종류의 제로-갭 전해 셀은 일반적으로 캐소드 측 상에, 하우징에 용접된 내부들 (예를 들어, 선형 핀), 및 캐소드 전극의 기계적 고정을 위해 사용되는 탄성 요소 (예를 들어, 팽창된 금속들) 를 위한 지지 구조를 갖는다.
니켈로 형성된 탄성 요소로부터 기인한 기존의 제로-갭 전해 셀의 단점은 캐소드 전극을 고정하기 위한 목적으로, 니켈 재료의 상당한 레벨의 소비량 및, 용접 또는 제조에 대해 높은 레벨의 비용과 복잡성을 갖는다는 것이 증명되었다.
따라서, 이러한 전술한 종래 기술에 기초하여, 본 발명의 목적은 조립 및 재료들의 감소된 비용 및 복잡성과 함께 활성 전극의 신뢰성 있는 기계적 고정 및 전기적 접촉을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 전해 셀의 전극과 하우징 사이의 스페이서로서의 텍스타일의 용도에 의해 본 발명에 따라 달성되며, 텍스타일은 탄성 폴리머 재료로 구성되는 기계적 연결 수단을 포함하고 기계적 연결 수단과 상이한 전기적 연결 수단을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 텍스타일은 후방 하우징 벽을 전극과 연결하거나 접촉시키기 위한 기계적 및 전기적 연결 수단을 갖는다. 여기서, 기계적 연결 수단은 막에 대해 전극을 가압하도록 하나의 전극과 후방 하우징 벽 사이의 클램핑을 위해 사용된다. 이는 텍스타일이 탄성적으로 변형가능하고 또한 전해 셀에서 우세한 매체에 대해 화학적 저항성을 가질 것을 요구한다. 이러한 요건을 충족시키도록, 기계적 연결 수단은 예를 들어 PTFE, PFA 또는 PP 와 같은 탄성 폴리머 재료로 제조된다. 탄성 폴리머 재료의 기계적 관련 특성은 그 탄성 계수이며, 이는 설치 시 텍스타일의 압축을 가능하게 하고 설치된 상태에서 막에 대한 전극의 매우 균일한 접촉 압력을 유지한다. 따라서, 전극을 막에 대해 가압하도록, 본 발명은 텍스타일이 임의의 상당한 소성 변형을 겪지 않고, 텍스타일의 탄성 변형을 이용한다.
텍스타일의 전기적 연결 수단에 관한 요건은, 전기분해 중에 유동하는 전류를 도통시킬 수 있도록 전극과 후방 하우징 벽 사이의 전기적인 접촉이 보장된다는 것이다. 도전성을 제공하기 위해, 전기 연결 수단은 일반적으로 금속 실시예를 가질 것이다. 흑연으로부터 금속 연결 수단의 제조도 마찬가지로 가능하다.
제로-갭 전해 셀의 하우징과 전극 사이의 연결을 위해 본 발명의 텍스타일을 사용하는 주요 이점은 종래 기술에서 필수적인 탄성 요소, 본 발명에서 사용되는 텍스타일로 대체되고, 기계적 기능, 막에 대한 전극의 가압이 전기적 기능, 활성 전극의 접촉으로부터 디커플링된다는 것이다. 이러한 디커플링은 니켈의 과도하고 값비싼 전개의 사용을 제거할 뿐만 아니라, 활성 전극을 지지하기 위해 사용되는 용접된 구성요소에 대한 필요성을 제거한다. 이러한 단순한 설계의 결과로서 그리고 본 발명의 제공의 결과로서, 재료들의 비용들을 감소시킬 뿐만 아니라 제로-갭 전해 셀의 제조 비용 및 복잡성을 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 텍스타일의 사용은 텍스타일 또는 탄성 요소의 동일한 탄성 특성들에 대해 상당히 더 큰 거리로 브리지될 수 있게 허용한다. 이는 니켈 지지 구조의 값비싼 하부구조에 대한 필요성을 제거한다.
본 발명의 택스타일의 바람직한 일 실시예에서, 기계적 연결 요소는 폴리머 필라멘트들로 이루어진 직조된 폴리머 패브릭로 형성되고, 바람직하게는 직조된 상단 패브릭 및 바닥 패브릭을 가지며, 또한 상단 패브릭 및 바닥 패브릭을 연결하는 복수의 파일 스레드들을 갖는다. 상단 및 바닥 패브릭들 및 또한 파일 스레드들은, 여기서 막 수명을 최대화하기 위해, 압력이 바닥 패브릭 상에 압력이 가해지고, 매트리스-형 구조가 압축되고, 상단 패브릭이 차례로 막에 대해 전극을 가압한다는 점에서 접촉 압력의 매우 균일한 분배를 가능하게 하는 매트리스-형 구조를 형성한다. 막의 다른 측으로부터, 막은 제 2 전극, 애노드 또는 캐소드에 의해 접촉되고, 따라서 설명된 배열은 제로-갭 전해 셀을 초래한다.
폴리머 필라멘트들은 유리하게는 0.1 내지 0.5 mm 의 직경을 갖는다. 이러한 범위는 기계적 특성들 사이의 효과적인 절충, 개별적인 폴리머 필라멘트들 사이에서 너무 작은 거리를 갖지 않는 전체 직조된 패브릭의 충분한 유동 투과성, 및 시장 이용가능성을 나타낸다.
본 발명의 텍스타일의 이러한 바람직한 개선의 개선예에서, 전기적 연결 요소는 상단 및 바닥 패브릭들을 통해 통과하는 금속 와이어들에 의해 형성된다. 금속 와이어들이 상단 및 바닥 패브릭들을 관통하게 하는 이유는 이것이 상단 패브릭 상의 전극과 바닥 패브릭 상의 후방 하우징 벽 사이에서 전기 접촉이 달성될 수 있는 유일한 방법이기 때문이다. 금속 와이어들이 상단 및 바닥 패브릭들의 내측 사이에만 연장되는 경우 원하는 전기 접촉은 그곳에서 존재하지 않을 것이다.
텍스타일의 2개 이상의 플라이들이 제조 현장에서 유리할 수 있는 바와 같이 하나 위에 다른 하나가 배치되는 경우 - 예를 들어, 이용가능한 유일한 기계가 소정 최대 높이를 갖는 텍스타일을 생산할 수 있거나 또는 소정 높이를 초과하는 텍스타일이 변형에 대한 충분한 복원력을 생성하지 못하는 경우 - 이때 상단 및 바닥 패브릭들을 관통하는 금속 와이어의 분배, 및 보다 구체적으로, 외부 측 - 즉, 전극 또는 후방 하우징 벽을 각각 향하는 측 - 상의 이들 와이어들의 경로는 2개 이상의 텍스타일들이 하나 위에 다른 하나가 놓일 때, 인접한 플라이들의 금속 와이어들의 복수의 전기 접촉 크로스오버 지점들이 형성되도록 선택되어야 한다. 본 발명에서 사용되는 텍스타일의 2개 이상의 파일들의 제공에 대한 추가적인 이유는, 변형에 대해 텍스타일의 이방성 특성들을 보상하기 위함일 수 있다. 텍스타일이 로드 하에 하나의 방향으로 이동하면, 이는 오버레이된 플라이를 180°만큼 터닝함으로서 보상될 수 있다. 이는 표면에서의 측방향 시프팅을 효과적으로 방지한다. 본 발명의 대안적인 개선예에서, 금속 와이어들은 복수의 플라이들 사이의 전기적 접촉을 보장할 수 있도록 오버레이된 텍스타일들의 복수의 플라이를 통과한다.
매트리스-형 구조의 2개의 내측 사이로 연장되는 금속 와이어들, 보다 특히 니켈 와이어들이 매트리스-형 구조의 높이보다 큰 신장된 길이를 갖는 경우 특히 유리하다는 것이 추가로 밝혀졌다. 금속 와이어들의 그 결과로 인한 벌키 코스 (bulky course) 는 텍스타일의 기계적 변형성을 손상시키지 않고 신뢰성있는 전기 접촉을 생성한다. 전술한 매트리스-형 구조와 폴리머 필라멘트들의 탄성 특성들과의 상호작용에서, 매트리스-형 구조의 압축은, 특히 소성 변형의 결과로서, 금속 와이어들 또는 폴리머 필라멘트들이 손상을 입지 않고, 상단 및 바닥 패브릭들의 블로킹 플라이까지 심지어 발생할 수 있다.
로드 하에서 변형의 방향의 가능한 바람직한 사전결정에 대해, 더욱이, 휴지 위치에서의 금속 와이어들이 매트리스-형 구조의 간격보다 작은 거리에 있는 텍스타일을 사용하는 것이 유리할 수 있다.
전해 셀의 구역에 걸친 전체 전도 단면은 전기 연결 수단의 결과로서 전압의 상당한 강하가 없는 크기로 선택되는 것이 유리하다. 1 m2 의 활성 전극 면적에 대해, 350 내지 2100 mm2 의 전도 단면이 적합한 것으로 나타났다.
보다 바람직하게는, 금속 와이어들은 0.05 내지 0.3 mm 의 직경을 갖는다. 이는 가능한 한 작은 전압 강하, 높은 탄성 변형, 및 통상적인 텍스타일 기계들에서 프로세싱될 와이어들에 대한 용량 사이의 효과적인 절충이 존재한다는 것으로 나타났다.
전기 연결 수단이 상단 및 바닥 패브릭들을 통해 통과하는 금속 와이어들인 전술한 바람직한 실시예에 대한 대안으로서, 전기 연결 수단은 파일 스레드들의 도전성 코팅에 의해 실현될 수 있다. 파일 스레드들은 매트리스-형 구조를 제조하는 작동 전 또는 후에 코팅될 수 있다. 그러나, 파일 스레드들의 기계적 특성들이 금속 코팅, 특히 그 두께에 의해 악영향을 받지 않게 보장하도록 주의를 기울여야 한다.
설명된 실시예들 양쪽에서, 상단 및 바닥 패브릭들은 도전성 접촉 지점들을 가지며, 이로써, 외부에서, 그것들을 통해 관통되고 그것들 내에 직조되는 금속 와이어들의 결과로서, 및/또는 외부에서 상단 및 바닥 패브릭들에 통합된 코팅된 파일 스레드에 의해, 전기 연결 수단으로서 그들의 기능을 효과적으로 충족시킨다.
본 발명에 따른 텍스타일의 사용 뿐만 아니라, 본 발명은 또한 애노드 전극, 캐소드 전극, 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 배치된 이온 교환 막, 및 애노드 탱크와 캐소드 탱크로 형성된 하우징을 포함하는 제로-갭 전해 셀에 관한 것이며, 전극들 중 적어도 하나와 탱크들 중 하나 사이에는, 각각의 전극과 각각의 탱크와 접촉하는 본 발명의 텍스타일의 적어도 하나의 플라이가 배치된다. 캐소드 측 상에 배치되는 본 발명의 텍스타일이 유리한 하나의 이유는 니켈이 금속성 캐소드 재료로서 규칙적으로 사용되고, 따라서 작동 전류의 전도가 순수한 물리적 접촉을 통해 달성될 수 있다는 것이다. 니켈은 작동 환경에서 안정적이고, 양호한 도전성을 갖는다. 또한, 캐소드의 작동 매체에서 화학적으로 안정적인 복수의 플라스틱이 존재하고, 예는 폴리페닐렌 설파이드인 반면, 애노드 측에서는, 예를 들어, 염소알칼리 전기분해의 경우, 염소 가스가 형성되며, 이는 사용될 수 있는 재료들을 심각하게 제한한다.
본 발명은 추가로 본 발명의 제로-갭 전해 셀을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 여기서, 본 발명의 텍스타일의 적어도 하나의 플라이가 애노드 탱크 또는 캐소드 탱크 내에 배치되고, 애노드 전극 또는 캐소드 전극이 텍스타일의 적어도 하나의 플라이 상에 배치되고, 이온 교환 막이 전극 상에 위치되고, 캐소드 탱크 또는 애노드 탱크에 각각 연결된 캐소드 전극 또는 애노드 전극이 이온 교환 막 상에 배치된다.
본 발명의 방법의 특징은 특히 간단하고 비용 효율적인 방식으로 본 발명의 텍스타일에 의해 제로-갭 전해 셀의 제조를 가능하게 한다는 것이다.
본 발명의 텍스타일에 의한 전극 및 후방 하우징 벽의 전기적 접촉을 보장하기 위해, 텍스타일에 대해 전극과 탱크 사이에서, - 말하자면, 사전압축의 형태로서 - 접촉 압력으로 도입되는 이러한 제조 방법이 특히 바람직하다. 이 경우, 약 100 내지 150 mbar 의 접촉 압력이 특히 적합한 것으로 나타났다. 이러한 압력에 있어서, 상단 및 바닥 패브릭들의 전도성 구성요소들과 연결된 구성요소들, 후방 하우징 벽 및 전극 사이의 물리적 접촉이 충분히 전류를 전달할 수 있고, 따라서 과도한 전압 강하가 존재하지 않을 것으로 예상된다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 예시적인 실시예들을 사용하여 보다 아래에 설명된다.
도 1 은 언로딩된 상태 (전기적 연결 수단을 도시하는 것을 배제함) 에서 본 발명의 텍스타일의 사용의 개략적인 사시 측면도를 도시하고,
도 2 는 로딩된 상태로 도 1 에서와 같이 본 발명에 사용되는 텍스타일의 측면도를 도시하고,
도 3 은 기계적 및 전기적 연결 수단을 도시하는 것을 포함하는, 도 1 에서와 같이 본 발명에 사용되는 텍스타일의 측면도를 도시하고,
도 4 는 기계적 및 부가적으로 단면도로 도시된 전기적 연결 수단을 도시하는 것을 포함하는, 대안적인 실시예의 본 발명에 사용된 텍스타일의 측면도를 도시하고,
도 5 는 제로-갭 전해 셀을 제조하기 위한 본 발명의 방법을 도시한다.
다양한 도면들에서, 동일한 부분들에는 항상 동일한 도면부호들이 주어지고, 따라서 일반적으로 또한 각각의 경우에 한 번만 명명되거나 언급된다.
제로-갭 전해 셀의 하우징과 전극 사이의 연결을 위한 텍스타일 (1) 의 용도는 언로딩된 상태에서 예시적으로 도 1 에 도시된다. 여기서, 기계적 연결 수단은 배타적으로 도시되지만, 전기적 연결 수단은 명확성을 위해 도시되지 않는다. 본 발명에서 사용되는 텍스타일 (1) 은 필라멘트들로 직조된 상단 및 바닥 패브릭들 (2, 3), 및 또한 상단 및 바닥 패브릭들 (2, 3) 을 연결하는 파일 스레드들 (4) 을 포함한다. 상단 및 바닥 패브릭들 (2, 3) 은 서로 평행하게 연장되는 평면형 설계를 갖는데, 왜냐하면 전해 하프 셀의 전극과 후방 하우징 벽 사이에 그 설치된 상태에서, 그것들은 후방 하우징 벽 상에 작용하고 전해 셀의 내부로 지향되는 힘의 매우 균일한 전달을 위한 역할을 하기 때문이다. 후방 하우징 벽이 전해 셀의 내부를 향해 힘을 받으면, 바닥 패브릭 (2) 은 하나의 전극과 접촉하는 상단 패브릭 (3) 에 힘의 전달 - 파일 스레드들 (4) 을 통해 매개됨 - 을 수행한다. 변형의 방향 의존성을 감소시키기 위해, 기계적 연결 수단이 서로 교차하는 텍스타일을 사용하여 우선적인 기계적 방향이 존재하지 않는 것이 또한 가능하다.
이러한 힘의 전달은 로딩된 텍스타일을 도시하는 도 2 에서 개략적으로 재현된다. 여기서 하부 힘 화살표는 바닥 패브릭 (2) 상의 힘 (F) 으로 작용하는 후방 하우징 벽에 상응하고, 벽은 도시되지 않는다. 힘 (F) 은, 힘에 대한 노출의 결과로서 탄성적으로 변형되는 파일 스레드들 (4) 을 통해 매개되며, 상단 패브릭 (3) 에 전달되고, 이는 마찬가지로 도시되지 않지만 상단 패브릭 (3) 과 접촉하는 전극에 힘 (F) 을 통과시켜, 전극을 균일하게 그리고 따라서 특히 막에 대해 부드럽게 가압하고 및/또는 추가적인 구성요소들, 특히 용접된 금속 플레이트들 또는 팽창된 금속들을 사용하지 않고 전극을 제위치에서 유지시킨다. 이와 관련하여, 기계적 연결 수단이 본 경우에 탄성 폴리머 재료, 폴리머 필라멘트들로 이루어지는 것이 특히 유리하다는 것이 입증되었는데, 왜냐하면 이는 소성 변형이 효과적으로 방지될 수 있게 하고, 따라서 본 발명의 텍스타일의 수명이 힘 (F) 에 대한 노출에 의해 악영향을 받지 않기 때문이다.
도 3 은 도 1 과 동일한 예시적인 실시예에 관한 것이고, 상이한 로딩 상태에 대해 도 1 및 도 2 에 도시된 기계적 연결 수단 뿐만 아니라 전기적 연결 수단도 예시한다. 본 예시적인 실시예에서, 전기적 연결 수단은 상단 및 바닥 패브릭들 (2, 3) 을 통해 통과하는 금속 와이어들 (5) 에 의해 실현된다. 여기서, 바닥 패브릭 (2) 으로부터 연장되는 금속 와이어 (5) 는, 상단 패브릭 (3) 의 하향을 향하는 측을 관통하고, 상단 패브릭 (3) 의 상향을 향하는 측 상에서 상단 패브릭 (3) 의 평면에 실질적으로 평행하게 진행한 후 상단 패브릭 (3) 의 상향을 향하는 측을 통해 다시 통과하고, 그후 유사하게 바닥 패브릭 (2) 을 통해 또한 통과한다는 것은 명백하다. 이러한 방식으로, 바닥 패브릭 (2) 의 하향을 향하는 측 및 또한 상단 패브릭 (3) 의 상향을 향하는 측에는 금속 와이어 (5) 가 제공됨으로써, 금속, 특히 니켈의 과도한 전개를 취할 필요 없이, 후방 하우징 벽 및 전극과 접촉하기 위한 신뢰성 있는 도전성 연결을 생성한다.
도 4 는 기계적 및 전기적 연결 수단을 도시하는 것을 포함하는, 대안적인 실시예에 따른 본 발명에 사용되는 텍스타일의 측면도를 도시한다. 본 실시예에서, 기계적 연결 수단의 상단 및 바닥 패브릭 (2, 3) 은 코팅된 파일 스레드들 (6) 에 의해 서로 연결되며, 이러한 연결은 기계적 및 전기적 양쪽이다. 여기서 상단 및 바닥 패브릭들 (2, 3) 의 기계적 연결은, 탄성 폴리머 필라멘트들로 구성된 파일 스레드들 (4) 에 의해, 도 1 내지 도 3 의 전술한 바람직한 실시예에서와 같이 달성된다. 상단 및 바닥 패브릭들 (2, 3) 의 전기적 연결, 및 따라서 인접한 후방 하우징 벽 및 또한 전극의 전기적 연결은 - 코팅된 파일 스레드 (6) 의 단면도에 의해 예시된 바와 같이 - 파일 스레드들 (4) 의 도전성 코팅 (7) 을 통해 실현된다. 여기서, 코팅된 파일 스레드들 (6) 은 직조 절차 전 또는 후에 도전성 층, 바람직하게는 금속으로 파일 스레드들 (4) 을 코팅함으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 제로-갭 전해 셀을 제조하기 위한 본 발명의 방법의 도면은 도 5 (상단으로부터 바닥으로) 에 도시된다. 제 1 단계에서, 텍스타일 (1) 의 적어도 하나의 플라이는 애노드 또는 캐소드 탱크 (8, 9) - 여기서 후방 하우징 벽으로도 지칭되는 캐소드 탱크 (8) 내에 위치된다. 후속하여, 애노드 또는 캐소드 전극 (10, 11) - 여기서 캐소드 전극 (10) - 은 이온 교환 막 (12) 이 이러한 전극 상에 배치되기 전에, 텍스타일 (1) 의 적어도 하나의 플라이 상에 배치된다. 제로-갭 전해 셀 (13) 을 완성하기 위해, 마지막으로, 캐소드 또는 애노드 탱크 (8, 9) - 여기서 애노드 탱크 (9) 에 연결된 캐소드 또는 애노드 전극 (10, 11) - 여기서 애노드 전극 (11) - 이 이온 교환 막 (12) 상에 배치된다.
1 텍스타일
2 바닥 패브릭
3 상단 패브릭
4 파일 스레드
5 금속 와이어
6 코팅된 파일 스레드
7 도전성 코팅
8 캐소드 탱크
9 애노드 탱크
10 캐소드 전극
11 애노드 전극
12 이온 교환 막
13 제로-갭 전해 셀
F 힘

Claims (12)

  1. 제로-갭 전해 셀 (13) 의 하우징 또는 지지 구조와 전극 또는 전극의 하부구조 사이의 스페이서로서의 텍스타일의 용도로서,
    상기 텍스타일 (1) 은, 탄성 폴리머 재료로 구성된 기계적 연결 수단을 포함하고, 상기 기계적 연결 수단과 상이한 전기적 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 텍스타일의 용도.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기계적 연결 수단은 필라멘트들로 제조된 상단 및 바닥 패브릭들 (2, 3), 및 상기 상단 및 바닥 패브릭들 (2, 3) 을 연결하는 파일 스레드들 (4) 을 갖는 것을 특징으로 하는, 텍스타일의 용도.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기적 연결 수단은 상기 상단 및 바닥 패브릭들 (2, 3) 을 통해 통과하는 금속 와이어들 (5) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 텍스타일의 용도.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 금속 와이어들 (5) 은 0.05 내지 0.3mm 의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 텍스타일의 용도.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기적 연결 수단은 상기 파일 스레드들 (4) 의 도전성 코팅 (7) 으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 텍스타일의 용도.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일 스레드들 (4) 의 전기적 코팅 (7) 또는 금속 와이어들 (5) 은 각각 니켈 또는 니켈 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 텍스타일의 용도.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 연결 수단의 상기 필라멘트들은 0.1-0.5 mm 의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 텍스타일의 용도.
  8. 애노드 전극 (11), 캐소드 전극 (10), 애노드 전극 (10) 과 캐소드 전극 (11) 사이에 배치된 이온 교환 막 (12), 및 애노드 탱크 및 캐소드 탱크 (8, 9) 로 형성된 하우징을 포함하는 제로-갭 전해 셀로서,
    전극들 (10, 11) 중 적어도 하나와 탱크들 (8, 9) 중 하나 사이에는 텍스타일 (1) 의 적어도 하나의 플라이가 배치되고, 상기 텍스타일은 각각의 전극 (10, 11) 및 각각의 탱크 (8, 9) 와 접촉하고, 탄성 폴리머 재료로 구성된 기계적 연결 수단을 포함하고 상기 기계적 연결 수단과 상이한 전기적 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제로-갭 전해 셀.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 텍스타일 (1) 의 적어도 하나의 플라이는 상기 캐소드 전극 (10) 및 상기 캐소드 탱크 (8) 와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 제로-갭 전해 셀.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 따른 제로-갭 전해 셀을 제조하기 위한 방법으로서,
    텍스타일 (1) 의 적어도 하나의 플라이가 애노드 탱크 또는 캐소드 탱크 (8, 9) 에 위치되고,
    애노드 전극 또는 캐소드 전극 (10, 11) 이 상기 텍스타일 (1) 의 적어도 하나의 플라이 상에 배치되고,
    이온 교환 막 (12) 이 상기 전극 상에 위치되고,
    캐소드 탱크 또는 애노드 탱크 (8, 9) 에 각각 연결된 캐소드 전극 또는 애노드 전극 (10, 11) 이 상기 이온 교환 막 (12) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 제로-갭 전해 셀을 제조하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 텍스타일 (1) 은 전극과 탱크 사이로의 도입시, 전극과 탱크에 대해 놓이도록 기계적 연결 수단의 탄성으로부터 기인한 접촉 압력으로 압축되는 것을 특징으로 하는, 제로-갭 전해 셀을 제조하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    선택된 접촉 압력이 100 - 150 mbar 의 범위인 것을 특징으로 하는, 제로-갭 전해 셀의 제조 방법.
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