NO152567B

NO152567B - Elektrolysecelle av filterpressetypen

Info

Publication number: NO152567B
Application number: NO823809A
Authority: NO
Inventors: Thomas Wesley Boulton
Original assignee: Ici Plc
Priority date: 1981-11-24
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1985-07-08
Also published as: CA1212354A; US4490231A; JPS5893880A; IE822661L; ES517648A0; JPS6239238B2; SU1687033A3; AU550325B2; PT75887A; IL67303A; EP0080287B1; FI71355C; DD204949A5; FI824028A0; ZW24882A1; EP0080287A1; AU9062382A; NZ202497A; IN159902B; ES8401533A1

Description

Denne oppfinnelse angår en elektrolysecelle av filterpressetypen som omfatter en flerhet av metalliske anodeplater og metalliske katodeplater som er alternerende anordnet, en i det vesentlige hydraulisk ugjennomtrengelig kationbyttermembran og en rammelignende pakning av et elektrisk isolerende materiale plassert mellom hver tilstøtende anodeplate og katodeplate for å danne i cellen en flerhet av separate anoderom og katoderom, hvor anodeplatene, katodeplatene og pakningene har fire åpninger deri som til sammen i cellen begrenser fire separate rom i cellens lengderetning, fra hvilke væske kan tilføres henholdsvis cellens anoderom og katoderom og gjennom hvilke elektrolyseproduktene kan fjernes henholdsvis fra cellens anoderom og katoderom.

Elektrolyseceller av filterpressetypen kan omfatte et

stort antall alternerende anoder og katoder, eksempelvis, 50 anoder alternerende med 5 0 katoder, selv om cellen kan omfatte enda fler anoder og katoder, eksempelvis opptil 150 alternerendi<e >anoder og katoder.

I en slik membrancelle transporteres ioner gjennom membranen mellom cellens anoderom og katoderom. Eksempelvis, hvor en vandig alkalisk metallkloridoppløsning elektrolyseres i en elektrolysecelle av membrantypen blir oppløsningen matet inn i cellens anoderom og klor som produseres ved elektrolysen og ut-brukt alkalisk metallkloridoppløsning fjernes fra anoderommene, alkaliske metallioner transporteres gjennom membranene til cellens katoderom hvortil vann eller fortynnet alkalisk metall-kloridoppløsning lades og hydrogen og alkalisk metallhydroksyd-oppløsning som er produsert ved reaksjonen av alkaliske metallioner med vann fjernes fra cellens katoderom.

En spesiell elektrolysecelle av filterpressetypen er beskrevet i Britisk Patent Nr. 1595183. Cellen omfatter en flerhet av vertikalt innrettede fleksible anodeplater og fleksible katodeplater og en "permselektiv" katjonemembran plassert mellom hver tilstøtende anodeplate og katodeplate og danner således separate anoderom og katoderom. Hver anodeplate i cellen er laget delvis av et elektrisk isolerende material og omfatter én anodedel som utgjøres av et filmdannende metall som har et elektrokatalytisk aktivt belegg på sin overflate, hver katodeplate er laget delvis av et elektrisk isolerende material og omfatter en metallisk katodedel og en ikke-ledende fleksibel avstandsplate som kan opptre som pakning er plassert mellom hver membran og tilstøtende anodeplate og mellom hver membran og tilstøtende katodeplate. Anodeplatene, katodeplatene og avstandsplatene har alle åpninger som i cellen begrenser fire separate rom i cellens lengderetning fra hvilke væsker kan ledes henholdsvis til cellens anoderom og katoderom og gjennom hvilke elektrolyseprodukter kan fjernes fra henholdsvis cellens anoderom og katoderom. Avstandsplatene kan være utstyrt med kanaler i veggene sine som tilveiebringer den nødvendige forbindelse for væskestrøm mellom cellens langsgående rom og anoderommene og katoderommene. I denne elektrolysecellen utgjøres anodeplatene og katodeplatene delvis av et elektrisk isolerende material for at de av cellens langsgående rom som er i forbindelse med cellens anoderom kan isoleres elektrisk fra de av cellens langsgående rom som er i forbindelse med cellens katoderom. Denne elektriske isolasjon er nødvendig for å sikre at den elektriske strømmen flyter gjennom cellens kationebyttermembraner plassert mellom tilstøtende anodeplater og katodeplater .

I det foran nevnte patent beskrives der en spesifikk utførelsesform for anodeplate og katodeplate hvorav hver er delvis metallisk og delvis laget av et elektrisk isolerende material. Både anodeplaten og katodeplaten har en sentralt plassert metallisk elektrodedel og fire åpninger som er plassert nær den rektangulært formede plates hjørner, to av åpningene begrenses av rammeliknende metalliske deler av platen og er integrert med platen og to av åpningene begrenses av rammeliknende deler laget av et elektrisk isolerende material plassert i platens plan i utsparinger i platen nær platens hjørner.

En slik oppbygning av anodeplate og katodeplate er komplisert og fører til problemer når de skal settes sammen til en elektrolysecelle på grunn av at det er vanskelig å plassere anodeplatenes og katodeplatenes elektrisk isolerende deler med den nødvendige nøyaktighet. Ennvidere, ettersom anodeplatens og katodeplatens metalliske og elektrisk isolerende deler ikke er av samme oppbygning må de metalliske og de elektrisk isolerende delene ligge an mot hverandre. Dette anlegget, som kan strekke seg over en vesentlig lengde, kan føre til problemer ved at væske fra cellens anoderom og katoderom lekker til cellens utside.

Den foreliggende oppfinnelse angår en forbedring av det foran nevnte patents elektrolysecelle som har en forenklet oppbygning og som lettere kan settes sammen.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes der en elektrolysecelle av filterpressetypen som i det vesentlige utmerker seg ved at det, for å isolere de langsgående cellerom fra hvilke væske tilføres og gjennom hvilke elektrolyseprodukter fjernes fra cellens anoderom fra de langsgående cellerom fra hvilke væsker tilføres og gjennom hvilke elektrolyseprodukter fjernes fra cellens katoderom, er plassert rammelignende deler av et elektrisk isolerende materiale innenfor og rundt periferien til i det minste noen av åpningene i de metalliske anodeplater og katodeplater.

Som tidligere forklart heri er det vesentlig at de langsgående rommene i cellen som er i forbindelse med cellens anoderom er elektrisk isolert fra de langsgående cellerommene som er i forbindelse med cellens katoderom. Denne elektriske isolasjon er nødvendig for å sikre at elektrisk strøm flyter i cellen gjennom kationebyttermembranene som er plassert mellom tilstøtende anodeplater og katodeplater. De rammelignende delene av elektrisk isolerende materiale er plassert innenfor og rundt periferiene til minst noen av åpningene i de metalliske anodeplater og katodeplater for å tilveiebringe denne nødvendige elektriske isolasjon.

Ved en utførelse av oppfinnelsen kan de fire åpninger i

hver anodeplate og hver katodeplate ha en rammelignende del av et elektrisk isolerende materiale plassert deri.

Alternativt, for å tilveiebringe den nødvendige elektriske isolasjon, kan de to åpningene i hver av anodeplatene som i elektrolysecellen utgjør en del av cellens langsgående rom som har forbindelse med cellens anoderom ha rammeliknende deler av elektrisk isolerende material deri, og de to åpningene i hver av katodeplatene som i elektrolysecellen utgjør en del av cellens langsgående rom som er i forbindelse med cellens katoderom kan ha rammeliknende deler av elektrisk isolerende material deri.

Alternativt kan de to åpningene i hver av anodeplatene som

i elektrolysecellen utgjør en del av cellens langsgående rom som ikke er i forbindelse med cellens anoderom ha rammeliknende deler av elektrisk isolerende material deri, og de to åpningene i hver av katodeplatene som i elektrolysecellen utgjør en del av cellens langsgående rom som ikke er i forbindelse med cellens katoderom kan ha rammeliknende deler av elektrisk isolerende material deri.

De rammeliknende delene av elektrisk isolerende material bør være fleksible og det er ønskelig at de er elastiske. De bør også ha en tykkelse som er minst lik tykkelsen av den del av anodeplaten eller katodeplaten hvori de er plassert. De kan faktisk ha en tykkelse som er større enn tykkelsen av den delen av anodeplaten eller katodeplaten hvori de er plassert for at de i den sammenbygde elektrolysecellen kan komprimeres, for eksempel mellom pakninger, og således bevirke en god tetning.

For å underlette plasseringen av de rammeliknende delene

av elektrisk isolerende material i anodeplatenes og katodeplatenes åpninger kan de rammeliknende delenes ytre omkretser ha en grunn utsparing hvori kanten av anodeplatens og katodeplatens åpning kan innpasses.

Oppfinnelsens elektrolysecelle omfatter en flerhet av rammeliknende pakninger av et elektrisk isolerende material med fire åpninger deri som i cellen utgjør en del av de fire langsgående cellerommene. De fire åpningene befinner seg i pakningens rammeliknende del og selve rammen begrenser en sentral åpning i pakningen. Åpningene er mest passende innrettet i par, et par på en side av den sentrale åpningen og det andre paret på den motsatte siden av den sentrale åpningen.

På samme måte som den rammeliknende delen av elektrisk isolerende material bør pakningen være fleksibel og er fortrinnsvis elastisk. De kan faktisk begge være laget av det samme material. Passende materialer omfatter organiske polymerer, eksempelvis polyolefiner, f.eks. polyetylen og polypropylen, hydrokarbonelastomerer, f.eks. elastomerer basert på kopolymerer av etylenpropylen og etylenpropylendien, naturgummi og styren-butadiengummier, og klorerte hydrokarboner, f.eks. polyvinyl-klorid og polyvinylidenklorid. Det er spesielt ønskelig at materialet i pakningen og i den rammeliknende delen av elektrisk isolerende material er kjemisk motstandsdyktig mot væskene i elektrolysecellen, og når cellen skal brukes ved elektrolyse av vandig alkalisk metallkloridoppløsning kan materialet være et fluorert polymermaterial, eksempelvis polytetrafluoretylen, polyvinylfluorid, polyvinylidenfluorid eller en kopolymer av tetrafluoretylen og heksafluorpropylen eller et grunnmaterial med et ytre lag av et slikt fluorert polymert material.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen danner de rammeliknende delene av elektrisk isolerende material en enhet sammen med en rammeliknende pakning. Således kan de rammeliknende delene være plassert på overflate av en pakning og utstikkende derfra i åpningsområdene i den rammeliknende del av pakningen. De rammeliknende delene kan være festet til pakningen, f.eks. ved hjelp av et lim, eller de rammeliknende delene og pakningen kan være bygget som en enhet, eksempelvis kan pakningen med de fra overflaten utstikkende rammeliknende delene lages i en passende form.

Der er to alternative utforminger av den foretrukne ut-førelse. De rammeliknende delene som stikker ut fra pakningsoverflaten kan ha en tykkelse minst lik tykkelsen av den del av anodeplaten eller katodeplaten hvori de rammeliknende delene er plassert.

Alternativt kan tykkelsen av de rammeliknende delene som stikker ut fra pakningsoverflaten være mindre enn tykkelsen på den delen av anodeplaten eller katodeplaten hvori de rammeliknende delene er plassert, og pakninger kan plasseres på motsatte sider av anodeplaten eller katodeplaten slik at de rammeliknende delene på begge pakningsoverflater er plassert og samarbeider med hverandre i anodeplatens og katodeplatens åpninger således bevirkende den ønskede elektriske isolasjon.

Denne utførelse hvori de rammeliknende delene utgjør en enhet med pakningen foretrekkes ettersom den muliggjør korrekt plassering av pakningene i forhold til anodeplatene og katodeplatene ved montering og eliminerer behovet for separat plassering av de rammeliknende delene i anodeplatenes og katodeplatenes åpninger og således forenkler sammenbyggingen av elektrolysecellen enda mer.

I elektrolysecellen er der anordnet midler for å mate væsker til cellens anoderom og katoderom fra cellens langsgående rom og midler for å mate elektrolyseprodukter fra cellens anoderom og katoderom til cellens langsgående rom. Disse midler kan være anordnet ved hjelp av kanaler i, pakningsveggene som tilveiebringer passasjer mellom åpningene i pakningens rammeliknende del og den sentrale åpningen begrenset av pakningens rammeliknende del. Kanalene kan være anordnet ved hjelp av utsparinger i pakningsveggene. Pakningene vil ha to kanaler i sine vegger innrettet slik at cellens anoderom står i forbindelse med cellens langsgående rom fra hvilke væsker mates til og elektrolyseprodukter fjernes fra anoderommene, og cellens katoderom står i forbindelse med cellens langsgående rom fra hvilke væsker tilføres og elektrolyseprodukter fjernes fra katoderommene.

Beskaffenheten til de metalliske anodeplaters metall vil avhenge av beskaffenheten til elektrolytten som skal elektrolyseres i elektrolysecellen. Et foretrukket metall er et filmdannende metall, spesielt der hvor en vandig oppløsning av et alkalisk metallklorid skal elektrolyseres i cellen.

Det filmdannende metallet kan være et av metallene titan, zirkonium, niob, tantal eller wolfram eller en legering bestående hovedsakelig av et eller fler av disse metallene og som har anodiske polariseringsegenskaper som er sammenlignbare med det rene metallets. Det foretrekkes å bruke titan alene, eller en legering basert på titan og med polariseringsegenskaper sammenlignbare med titans.

Anodeplaten vil ha en sentral anodedel og åpningene i platen kan være innrettet nær platekantene og plassert slik at de samsvarer med plasseringene av åpningene i den rammeliknende pakningen. Åpningene er fortrinnsvis innrettet i par, et par på den ene siden av anodedelen og et par på den motsatte siden av anodedelen.

Anodedelen kan utgjøres av en flerhet av langstrakte deler, som fortrinnsvis er vertikalt innrettet, eksempelvis i form av ribber eller bånd, eller den kan utgjøres av en gjennomhullet overflate som for eksempel netting, strekkmetall eller perforert overflate. Anodedelen kan utgjøres av et par gjennomhullede overflater innrettet hovedsakelig parallelt med hverandre .

Anodeplatens anodedel kan ha et belegg av et elektrisk ledende elektrokatalytisk aktivt material. Spesielt der hvor en vandig oppløsning av et alkalisk metallklorid skal elektrolyseres kan dette belegget eksempelvis bestå av et eller flere av metallene iplatinagruppen, det vil si platina, rhodium, iridium,rutenium, osmium og palladium, eller legeringer av de nevnte metallene, og/eller et oksyd eller oksyder derav. Belegget kan bestå av et eller flere av metallene i platina-gruppen og/eller oksyder derav i blanding med et eller flere ikke-edle metalloksyder, spesielt et filmdannende oksyd. Spesielt passende elektrokatalytisk aktive belegg innbefatter platina selv og de som er basert på ruteniumdioksyd/titan-dioksyd og ruteniumdioksyd/tinndioksyd/titandioksyd.

Slike belegg og påføringsmetoder for disse er vel kjent innen faget.

Beskaffenheten til metallet i den metalliske katodeplaten vil også avhenge av beskaffenheten til elektrolytten som skal elektrolyseres i elektrolysecellen. Der hvor en vandig oppløs-ning av et alkalisk metallklorid skal elektrolyseres kan katodemetallet eksempelvis være stål, f. eks. bløttstål eller rustfritt stål, eller nikkel, eller nikkelbelagt stål. Andre metaller kan brukes. Katodeplaten vil ha en sentral katodedel og åpningene i platen kan være innrettet nær platekantene plassert slik at de samsvarer med plasseringen av åpningene i den rammeliknende pakningen. Åpningene er fortrinnsvis innrettet i par, et par på den ene siden av katodedelen og et par på den motsatte siden av katodedelen.

Katodedelen kan utgjøres av en flerhet av langstrakte deler, som fortrinnsvis er vertikalt innrettet, eksempelvis i form av ribber eller bånd, eller den kan utgjøres av en gjennomhullet overflate slik som for eksempel netting, strekkmetall eller perforert overflate. Katodedelen kan utgjøres av et par gjennomhullede overflater innrettet hovedsakelig parallelt med hverandre.

Katodeplatens katodedel kan ha et belegg av et material som reduserer hydrogenoverspenningen ved katoden når elektrolysecellen brukes for elektrolyse av vandig alkalisk metallklorid-oppløsning. Slike belegg er kjent innen faget.

Anodeplatene og katodeplatene er utstyrt med midler for tilknytning til en kraftkilde. Eksempelvis kan de være utstyrt med forlengelser som er passende for tilknytning til hensiktsmessige strømskinner.

Det er ønskelig at både anodeplatene og katodeplatene er fleksible og det foretrekkes at de er elastiske ettersom fleksibilitet og elastisitet hjelper til å frembringe en lekkasjetett tetning når platene bygges sammen til en elektrolysecelle.

Anodeplatenes og katodeplatenes tykkelse, i det minste i

det området hvor åpningene er, er mest passende i området 0,5mm til 3mm.

Det foretrekkes at anodeplatenes og katodeplatenes dimensjoner i strømretningen er slik at korte strømveier tilveiebringes noe som i sin tur sikrer lave spenningsfall i anodeplatene og katodeplatene uten bruk av innviklede strøm-førende innretninger. En foretrukket størrelse i strømretningen er i området 15 til 60cm.

Kationebyttermembranen i oppfinnelsens elektrolysecelle kan ha utvendige dimensjoner som i hovedsak er det samme som anodeplatenes, katodeplatenes og pakningenes og i dette tilfellet vil membranen ha fire åpninger deri som er plassert slik at de samsvarer med åpningene i anodeplatene, katodeplatene og pakningene. Alternativt kan membranen ha ytre dimensjoner som er mindre enn anodeplatenes, katodeplatenes og pakningenes og i dette tilfellet vil membranene ikke være utstyrt med åpninger deri, og i elektrolysecellen kan den eksempelvis plasseres mellom et par pakninger i en slik stilling at den ikke over-lapper åpningene i pakningenes rammer.

Kationebyttermembranens beskaffenhet vil avhenge av elektrolytten som skal elektrolyseres i cellen. Membranen bør være motstandsdyktig mot nedbrytning av elektrolytten og av elektrolyseproduktene og der hvor en vandig oppløsning av alkalisk metallklorid skal elektrolyseres lages membranen mest passende av et fluorholdig polymert materiale som inneholder kationebyttergrupper, eksempelvis sulfonsyre-, karboksylsyre-eller fosfinsyre-grupper, eller derivativer derav, eller en blanding av to eller flere slike grupper.

Slike kationebyttermembraner er vel kjent innen faget. Passende kationebyttermembraner er de som er beskrevet eksempelvis i GB Patenter Nr.1184321,1402920,1406673, 1455070, 1497748,1497749,1518387 og 1531068.

Elektrolysecellen vil være utstyrt med endeplater som kan være henholdsvis en anodeendeplate og en katodeendeplate.

Elektrolysecellen kan være utstyrt med opptil 50 eller fler anodeplater alternerende med opptil 50 eller fler katodeplater med en pakning eller pakninger og kationebyttermembran plassert mellom tilstøtende anodeplater og katodeplater.

Cellens langsgående rom som dannes av åpningene i anodeplatene, katodeplatene og i de rammeliknende deler av pakningene kan være forbundet med passende samlerør fra hvilke væsker kan tilføres de langsgående rommene og derfra videre til cellens anoderom og katoderom, og til hvilke elektrolyseproduktene kan mates fra anoderommene og katoderommene via cellens langsgående rom.

Oppfinnelsens elektrolysecelle kan brukes ved elektrolyse av forskjellige elektrolytter. Den passer allikevel spesielt godt for bruk ved elektrolyse av en vandig alkalisk metall-kloridoppløsning, f. eks. natriumkloridoppløsning. Når natrium-kloridoppløsning elektrolyseres mates oppløsningen til en av cellens langsgående rom og føres, eksempelvis via kanaler, eksempelvis i pakningenes vegger, inn i cellens anoderom. Klorgass som produseres ved elektrolysen sammen med fortynnet natriumkloridoppløsning føres fra anoderommene, eksempelvis via kanaler i pakningsveggene, til et annet av cellens langsgående rom. Vann eller fortynnet vandig natriumhydroksydoppløsning mates til et av cellens langsgående rom og føres, eksempelvis via kanaler i pakningsveggene, inn i cellens katoderom. Hydrogen og konsentrert natriumhydroksydoppløsning som produseres ved elektrolysen føres fra katoderommene, eksempelvis via kanaler i pakningsveggene, til et annet av cellens langsgående rom.

Oppfinnelsen skal nå beskrives med henvisning til de følgende tegninger. Fig.1 er et isometrisk riss av en elektrode for bruk i oppfinnelsens elektrolysecelle. Fig.2 er et isometrisk riss av en rammeliknende pakning som omfatter rammeliknende deler av elektrisk isolerende material. Fig.3 er et enderiss i snitt av en elektrode og et par pakninger hvorav en innbefatter rammeliknende deler av elektrisk isolerende material. Fig.4 og 5 er enderiss i snitt av en elektrode og et par pakninger hvorav hver innbefatter rammeliknende deler av elektrisk isolerende material. Fig.6 er et isometrisk riss med delene tatt fra hverandre av en del av en elektrolysecelle ifølge oppfinnelsen.

Som vist i Fig.1 innbefatter den metalliske elektroden 1

en rammeliknende del 2 som begrenser en sentral åpning 3. Over den sentrale åpningen 3 er der spent en flerhet av vertikalt innrettede bånd 4 som er festet til den rammeliknende delens øvre og nedre deler og er parallelle med og i en avstand fra den rammeliknende delens plan..Båndene er plassert på begge sider av den rammeliknende delen 2. Båndene er plassert slik at et bånd på den ene siden er plassert motsatt åpningen mellom to tilstøt-ende bånd på den andre siden.

Den metalliske elektroden 1 har en utstikkende del 5 hvortil en passende elektrisk forbindelse kan festes. Der hvor elektroden 1 skal brukes som anode er den utstikkende delen 5 plassert på den rammeliknende delens 2 nedre kant og der hvor elektroden 1 skal brukes som katode er den utstikkende delen 5 plassert på den rammeliknende delens 2 motsatte øvre kant. Den rammeliknende delen 2 omfatter et par åpninger 6 og 7 plassert til en side for den sentrale åpningen 3 og et par åpninger 8 og 9 plassert til den motsatte side av den sentrale åpningen 3. Når en elektrode er installert i en elektrolysecelle utgjør disse åpningene en del av cellens langsgående rom gjennom hvilket elektrolytt og andre fluider kan mates til cellens anoderom og katoderom og gjennom hvilket elektrolyseproduktene kan fjernes fra cellens anoderom og katoderom. Metallet i elektroden vil bli valgt avhengig av om den skal brukes som anode eller katode og beskaffenheten til elektrolytten som skal brukes i elektrolysecellen.

Som vist i Fig.2 innbefatter pakningen 9a en rammeliknende del 10 som begrenser en sentral åpning 11. Den rammeliknende delen 10 innbefatter et par åpninger 12 og 13 plassert til en side for den sentrale"åpningen 11 og et par åpninger 14 og 15 plassert til den motsatte siden av den sentrale åpningen 11.

Når pakningen er installert i en elektrolysecelle utgjør disse åpningene en del av cellens langsgående rom gjennom hvilket elektrolytt og andre fluider kan mates til cellens anoderom og katoderom og gjennom hvilket elektrolyseprodukter kan fjernes fra cellens anoderom og katoderom. Åpningene 12 og 15 har også utstikkende rammeliknende deler 16 og 17 plassert rundt åpningene og som stikker ut fra den rammeliknende pakningens plan og som er tillempet for å passe inn i åpningene henholdsvis 6 og 9 i metallelektroden når den bygges inn i elektrolysecellen. De utstikkende rammeliknende delene 16 og 17 tilveiebringer den elektriske isolasjonen som kreves i elektrolysecellen mellom cellens langsgående rom delvis dannet av åpningens 6,7,8 og 9

i elektroden. De utstikkende rammeliknende delene 16 og 17 er sammenbygget med pakningen 9a til en enhet og kan fremstilles, eksempelvis ved forming av et passende elektrisk isolerende termoplastisk polymert material. Der hvor elektrolysecellen innbefatter pakninger av den typen som er vist i Fig.2 vil den også innbefatte liknende pakninger hvori de utstikkende rammeliknende delene 16 og 17 er plassert rundt pakningsåpningene 14 og 13.

Fig.3 viser sammenstillingen av en elektrode og et par pakninger i elektrolysecellen. Sammenstillingen omfatter en elektrode 18 som innbefatter fire åpninger 19,20 (og to ikke vist), en rammeliknende pakning 21 som innbefatter fire åpninger 22,23

(og to ikke vist), og en andre rammeliknende pakning 24 som innbefatter fire åpninger 25,26 (og to ikke vist). Den rammeliknende pakningen 24 innbefatter to utstikkende rammeliknende deler 27

(og en ikke vist) som stikker ut fra planet til pakningen 24 og er plassert i åpningene 19 (og en ikke vist) i elektroden 18 og med anlegg mot overflaten til pakningen 21 for å danne en lekkasjetett tetning. I sammenstillingen ifølge Fig.3 er den utstikkende delen på elektroden ( se 5 i Fig.1) for elektrisk tilkobling sløyfet.

Fig.4 viser en alternativ sammenstilling av en elektrode og et par pakninger i elektrolysecellen. På samme måte som for Fig.

3 omfatter sammenstillingen en elektrode 18 som innbefatter fire åpninger 19, 20 (og to ikke vist). Sammenstillingen omfatter en rammeliknende pakning 2 8 som innbefatter fire åpninger 2 9,30

(og to ikke vist) og to utstikkende rammeliknende deler 31 (og

en ikke vist), som stikker ut fra pakningens 28 plan og er plassert i åpningene 19 (og en ikke vist) til elektroden 18. Sammenstillingen omfatter også en andre rammeliknende pakning 32 som innbefatter fire åpninger 33,34 (og to ikke vist) og to utstikkende rammeliknende deler 35 (og en ikke vist) som stikker ut fra pakningens 32 plan og plassert i åpningene 19 (og en ikke vist) til elektroden 18. I sammenstillingen er de utstikkende rammeliknende delene 31 og 35 som stikker ut fra pakningenes 38 og 32 plan i anlegg med hverandre for å danne en lekkasjetett tetning.

Fig.5 viser en modifikasjon av utførelsen ifølge Fig.4

hvori den rammeliknende pakningen 36 innbefatter fire utstikkende rammeliknende deler 37, 38 (og to ikke vist) som stikker ut fra pakningens 36 plan og hvori den rammeliknende pakningen 39 innbefatter fire utstikkende deler 40,41 (og to ikke vist) som stikker ut fra pakningens 39 plan. I denne utførelsen er utstikkende rammeliknende deler som stikker ut fra pakningenes overflater plassert i alle fire åpningene i elektroden som ut-gjør en del av cellens langsgående rom.

Utførelsen ifølge Fig.6 viser en del av en elektrolysecelle ifølge oppfinnelsen og omfatter en katode 42, en pakning 43, en kationebyttermembran 44, en pakning 45, en anode 46, en pakning 47, en kationebyttermembran 48 og en pakning 49. Katoden 42 innbefatter en flerhet av vertikalt innrettede bånd 50 plassert på begge sider av katoden og fire åpninger 51,52,53 og 54 og en utstikkende del 55 som passer for elektrisk tilkobling. Pakningen 43 innbefatter en sentral åpning 56 og fire åpninger 57,58,59 (og en ikke vist) og to utstikkende rammeliknende deler 60 og 61 som stikker ut fra pakningens overflateplan. Pakningen 45 er en plan pakning og innbefatter en sentral åpning 62, fire åpninger 63,64, 65 (og en ikke vist) og også to kanaler 66 og 67 i pakningsveggene som tilveiebringer forbindelseskanaler mellom den sentrale åpningen 62 og åpningene 6 3 og 6 5 henholds-vise. Anoden 4 6 er bygget opp på liknende måte som katoden 42 når unntas at de utstikkende delene for elektrisk tilkobling er plassert på anodens nedre kant og ikke er vist. Pakningen 47 er bygget opp på liknende måte som pakningen 43, når unntas at de utstikkende rammeliknende delene 68 (og en ikke vist) og som stikker ut fra pakningsoverflatens plan er plassert rundt åpninger 69 (og en ikke vist) i pakningen 47 i andre posisjoner enn de i pakningen 4 3 rundt hvilke rammeliknende deler er plassert. Pakningen 4 9 er bygget opp på liknende måte som pakningen 45, hår unntas at i pakningen 49 tilveiebringer kanalene 70 (og en ikke vist) forbindelseskanaler i pakningsveggene mellom den sentrale åpningen 71 og åpningene i pakningen 72 (og en ikke vist) i andre posisjoner enn de i pakningen 43 som er i forbindelse med den sentrale åpningen 62 i pakningen 45.

I elektrolysecellen danner pakningene 45 og 47 og anoden 46 tilsammen et av cellens anoderom hvor rommet er avgrenset av kationebyttermembranene 44 og 48. På liknende måte er cellens katoderom dannet av katoden 42, pakningen 4 3 og en pakning som ikke er vist som er av samme type som 49 og plassert tilstøtende katoden 42 og katoderommet er også avgrenset av to kationebyttermembraner. I den sammenstilte cellen holdes kationebyttermembranene på plass av pakninger som er plassert på begge sider av hver membran. Av klarhetshensyn viser ikke utførelsen ifølge

Fig.6 endeplater i cellen noe som selvfølgelig utgjør en del av cellen, heller ikke midler, f. eks. bolter, som er anordnet for

å binde elektrodene og pakningene sammen i en lekkasjetett sammenstilling. Cellen omfatter en flerhet av anoder og katoder som tidligere beskrevet heri. Cellen omfatter også samlerør (ikke vist) fra hvilke elektrolytt kan mates til cellens langsgående rom hvorav åpningen 51 i katoden 4 2 utgjør en del og derfra videre via en kanal 66 i pakningsveggen 45 til cellens anoderom, og til hvilken elektrolyseprodukter kan føres fra cellens anoderom via kanal 67 i pakningsveggen 45 og via langsgående rom i cellen hvorav åpning 54 i katoden 42 utgjør en del. På liknende måte omfatter cellen også samlerør (ikke vist) hvorfra væske, f. eks. vann, kan mates til cellens langsgående rom hvorav åpningen 53 i katoden 42 utgjør en del og derfra videre via en kanal (ikke vist) i pakningsveggen 49 til cellens katoderom, og til hvilken elektrolyseprodukter kan føres fra cellens katoderom via kanal 70 i pakningsveggen 49 og via cellens langsgående rom hvorav åpningen 52 i katoden 42 utgjør endel.

Claims

1. Elektrolysecelle av filterpressetypen som omfatter en flerhet av metalliske anodeplater (46) og metalliske katodeplater (42) som er alternerende anordnet, en i det vesentlige hydraulisk ugjennomtrengelig kationbyttermembran (44, 48) og en rammelignende pakning (43, 45, 47, 49) av et elektrisk isolerende materiale plassert mellom hver tilstøtende anodeplate og katodeplate for å danne i cellen en flerhet av separate anoderom og katoderom, hvor anodeplatene, katodeplatene og pakningene har fire åpninger (51, 52, 53, 54) deri som til sammen i cellen begrenser fire separate rom i cellens lengderetning, fra hvilke væske kan tilføres henholdsvis cellens anoderom og katoderom og gjennom hvilke elektrolyseproduktene kan fjernes henholdsvis fra cellens anoderom og katoderom, karakterisert ved at det, for å isolere de langsgående cellerom fra hvilke væske tilføres og gjennom hvilke elektrolyseprodukter fjernes fra cellens anoderom,fra de langsgående cellerom fra hvilke væsker tilføres og gjennom hvilke elektrolysepordukter fjernes fra cellens katoderom, er plassert rammelignende deler (60, 61, 68) av et elektrisk isolerende materiale innenfor og rundt periferien til i det minste noen av åpningene (51, 52, 53, 54) i de metalliske anodeplater og katodeplater.

2. Elektrolysecelle ifølge krav 1, karakterisert ved at de fire åpninger i hver anodeplate (46) og hver katodeplate (42) hver har en rammelignende del (60, 61, 68 og en ikke vist) av et elektrisk isolerende materiale plassert deri.

3. Elektrolysecelle ifølge krav 1, karakterisert ved at de to åpninger i hver av anodeplatene (46) som i elektrolysecellen utgjør en del av cellens langsgående rom som har forbindelse med cellens anoderom, har rammelignende deler (68) av elektrisk isolerende materiale plassert deri, og ved at de to åpninger i hver av katodeplatene (42) som i elektrolysecellen utgjør en del av cellens langsgående rom som er i forbindelse med cellens katoderom, har rammelignende deler (60, 61) av elektrisk isolerende materiale plassert deri.

4. Elektrolysecelle ifølge krav 1, karakterisert ved at de to åpninger i hver av anodeplatene (46) som i elektrolysecellen utgjør en del av cellens langsgående rom som ikke er i forbindelse med cellens anoderom, har rammelignende deler (60, 61, 68) av elektrisk isolerende materiale plassert deri, og ved at de to åpninger i hver av katodeplatene (42) som i elektrolysecellen utgjør en del av cellens langsgående rom som ikke er i forbindelse med cellens katoderom også har rammelignende deler av elektrisk isolerende materiale plassert deri.

5. Elektrolysecelle ifølge ett av kravene 1 til 4, karakterisert ved at de rammelignende deler (60, 61, 68) av elektrisk isolerende materiale er elastiske.

6. Elektrolysecelle ifølge ett av kravene 1 til 5, karakterisert ved at de fire åpninger (57,

58, 59, og én ikke vist) i pakningen (43, 47) som i elektrolysecellen utgjør en del av cellens langsgående rom, er anordnet parvis på motsatte sider av en sentral åpning (11) i pakningen.

7. Elektrolysecelle ifølge ett av kravene 1 til 6, karakterisert ved at pakningen (43, 47) er ettergivende.

8. Elektrolysecelle ifølge ett av kravene 1 til 7, karakterisert ved at de rammelignende deler (60, 61, 68) stikker ut fra pakningens (43, 47) overflate og er enhetlig oppbygget.

9. Elektrolysecelle ifølge krav 8, karakterisert ved at de rammelignende deler (60, 61, 68) som stikker ut fra pakningens (43, 47) overflate, har en tykkelse i det minste lik tykkelsen av den del av anodeplaten (46) eller katodeplaten (42) hvori de rammelignende deler er plassert.

10. Elektrolysecelle ifølge krav 8, karakterisert ved at tykkelsen på de rammelignende deler (60, 61, 68) som stikker ut fra pakningens (43, 47) overflate er mindre enn tykkelsen på den del av anodeplaten (46) eller katodeplaten (42) hvori de rammelignende deler er plassert, og ved at pakningene (43, 47) er plassert på motsatte sider av anodeplaten (46) eller katodeplaten (42), slik at de rammelignende deler på begge pakningers overflate er plassert i og samarbeider med hverandre i åpningene i anodeplaten eller katodeplaten.