SE425009B - Bipoler elektrod samt forfarande for framstellning av en bipoler elektrod - Google Patents

Description

7808921-6 2 till en bipolär elektrod med en anodkammare 10 och katodkam- mare ll.

I konvernfionella bipolära elektroder av denna typ är anod- plattan och katodplattan kopplade till skiljeväggen eller kompositdelen-med mellanlägg. Eftersom mellanläggen först svetsas till båda ytorna av skiljeväggen eller kompositdelen och därefter anodplattan och katodplattan svetsas till de fixerade mellanläggen är det svårt att hålla anodplattan och katodplattan såsom horisontellt likformiga plan. Eftersom i synnerhet avstånden till elektrodplattorna varierar på den del av skiljeväggen vid vilken kompositkomponenten förefinnes och den andra delen av skiljeväggen finnes en tendens till skillnad ifråga om avstånd mellan elektroderna mellan det ställe där mellanlägget vid kompositkomponenten är anordnat och det ställe där mellanlägget på skiljeväggen är anordnat.

På detta sätt bildar anodplattan och katodplattan i konventio- nella bipolära elektroder olikformiga plan och avståndet mellan motstående anod och katod kan icke hållas likformigt.

Detta medför olägenheten med en olikformig fördelning av den elektriska strömmen.

En annan olägenhet är att eftersom planen hos anodplattan och katodplattan är olikformiga kan anoden och katoden icke föras tillräckligt nära varandra och en större spänningsförlust uppträder i elektrolyscellen.

Eftersom vidare fördelningen av den elektriska strömmen är olikformig erhålles icke någon likformig reaktion vid anoden eller katoden utan reaktionen uppträder kraftigt på speciella ställen vilket orsakar lokaliserade upphettningseffekter.

Detta medför en förkortning av elektrodernas livslängd.

De amerikanska patentskrirterna 3.824.173 och 3.980.545 be- skriver liknande bipolära elektroder, vilka likaledes uppvisar de ovannämnda olägenheterna.

Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en bipolär elektrod som är fri från de ovan beskrivna defekterna och i vilken anodplattan och katodplattan är utformade såsom hori- s a 7808921-6 sontella likformiga plan, samt ett förfarande för framställ- ning därav.

Föreliggande uppfinning avser en bipolär elektrod innefattande en elektrodram, en skiljevägg, som är svetsad till elektrod- ramen och utgöres av en kompositplât av en anodsidplåt och en katodsidplåt, en anodplatta, som är anordnad på anodsidan av skiljeväggen, en katodplatta, som är anordnad på katodsidan av skiljeväggen, och elektriskt ledande distansorgan (mellanlägg), vilkas båda ändar är svetsade till anodplattan och anodsidplåten hos skiljeväggen respektive till katodplattan och katodsidplâten hos skiljeväggen. Denna elektrod, kännetecknas av, att de elek- triskt ledande distansorganen, vardera innefattar två element, som är anordnade delvis överlappande varandra mellan anodplattan eller katodplattan samt skiljeväggen samt sammansvetsade vid överlappningsstället, så att distansorganen häller anodplattan och katodplattan så att dessa bildar horisontella, likformiga, plana ytor.

Figur l är en tvärsektion genom en känd bipolär elektrod.

Figur 2 är en delsektion som visar en utföringsform av den bipolära elektroden enligt uppfinningen.

Figur 3 åskådliggör ett exempel på förfarandet för framställ- ning av den bipolära elektroden enligt uppfinningen.

Figur 2 är en delsektion genom en utföringsform av den bipo- lära elektroden enligt uppfinningen. Pâ figur 2 visas en tavelramliknande elektrodram l7 som är utförd av exempelvis mjukt stål. Titan kan även användas såsom elektrodram. En skiljevägg 12 innefattar en kompositstruktur av en anodsido- plåt 2 och en katodsidoplât 3. Skiljeväggen 12 är svetsad till elektrodramen 17. Vid en del 2' är anodsidoplåten 2 fästad vid elektrodramen l7. Delarna 2 och 2' kan utformas såsom en enda sammanhängande plåt. En kompositdel 13 utgöres av ett trippelpläterat material uppbyggt av en del 14 av 27808921-6 samma slags metall eller metallegering som anodsidoplåten, exempelvis sådan metall som titan eller titanlegering, en del l5 utförd av ett elektriskt ledande material som är beständigt mot väteatomvandring, exempelvis koppar, guld, tenn, bly, nickel, kobolt, krom, volfram, molybden och kadmiun samt lege- ringar av dessa metaller, och en del 16 utförd av samma slags metall eller metallegering som användes såsom katodsidoplåt, exempelvis mjukt stål eller liknande.

I den bipolära elektroden enligt uppfinningen är strukturen av kompositdelen eller förfarandet för framställning av denna icke begränsat och uppfinningen kan tillämpas även på en konstruktion enligt figur l varvid kompositdelen är ansluten till skiljeväggen genom infällning (insertiofl.: Eftersom emellertid skillnaden ifråga om avstånd mellan elektroderna är stor mellan den del av skiljeväggen där kompositdelen före- finnes samt den övriga delen av skiljeväggen i konstruktionen enligt figur 2 är konstruktionen enligt uppfinningen särskilt effektiv.

En anodplåt 7 och en katodplåt 9 är anordnade med skilje- väggen 12 mellan dessa. Anodplåten 7 och anodsidoplåten 2 av skiljeväggen är anslutna till varandra med ett elektriskt ledande mellanlägg 18, som kan vara utfört av samma typ av metall eller metallegering som användes för anodsidoplâten eller anodsidosubstratet, varvid båda sidorna är svetsade till dessa, och katodplåten 9 samt katodsidoplåten 3 av skilje- väggen 12 kan vara anslutna till varandra med ett elektriskt ledande mellanlägg (distansorgan) 21, t.ex. utfört av sammatyp avlmflæül elharmetallegering som användes till katodsidoplâten eller katodplåten, varvid båda ändarna är svetsade till dessa.

För att anodplåten 7 och katodplåten 9 skall bilda horison- tella likformiga plan är det elektriskt ledande mellanlägget l8 uppdelat i ett element 19 som svetsas till anodsidoplåten 2 och ett element 20 som svetsas till anodplåten7 och anordna- de på varandra samt svetsade vid den påliggande ytan. Det elektriskt ledande mellanlägget 21 är likaledes uppdelat i ett 7808921-6 element 22, som skall svetsas till katodsidoplåten 3, samt ett element 23, som skall svetsas till katodplåten 9, vilka är anordnade på varandra och svetsade vid de på varandra lagda ytorna. Genom uppdelning av varje mellanlägg och svetsning av de på varandra lagda separata mellanläggselementen när man justerar läget av den del som skall svetsas hos de uppdelade mellanläggen, kan anodplattan och katodplattan utformas såsom horisontella likformiga plan.

De delade mellanläggen kan ha olika former. Med hänsyn till mekanisk styrka, såsom visas på figur 2 är det lämpligt att mellanläggselementen 19 och 22 är svetsade till anodsidoplâten 2 och katodsidoplâten 3 samt utformade L-formade och de andra mellanläggsdelarna 20 och 23 kan vara plattformade.

Substratet till anodplattan 7, anodsidoplâtarna 2 och 2' samt det elektriskt ledande mellanlägget l8 på anodsidan är utförda av ett material som är korrosionsbeständigt gentemot anolyt- lösningen, exempelvis titan. Eftersom anodsidoplåten 2' vid den del som står i kontakt med elektrodramen 17 har benägenhet att korrodera vid små utrymmen eller skrymslen (interstices) är det lämpligt att utföra anodsidoplåten 2' av en palladium- haltig titanlegering eller titan vars yta diffusionsbehandlas med palladium, för att nämna ett exempel på utföringsformer.

Katodplattan 9, katodsidoplåten 3 och det elektriskt ledande mellanlägget 21 på katodsidan är utförda av ett material, exempelvis mjukt stål, som är korrosionsbeständigt mot elekt- rolytlösningen.

Anodplattan enligt den utföringsform av uppfinningen som heskrivvs innefattar sålunda ett suhstral utfört av vn korro- sionshvutändiq mvtall eller mutallvgering samt vn ulukLriskL ledande beläggning som är utformad på substratets yta. Lämp- liga substratmetaller eller metallegeringar är typiskt titan, men tantal, niob, hafnium och zirkonium samt legeringar i vilka dessa metaller ingår såsom övervägande komponent kan 7808921-6 även användas. Lämpliga material för katodplattan enligt den beskrivna utföringsformen innefattar elektriskt ledande metal- ler som är beständiga mot kemisk korrosion vid användning såsom katod. Sådana metaller som järn, aluminium, nickel, bly, tenn och zink, samt legeringar av dessa metaller och sådana legeringar som mjukt stål, rostfritt stål, brons, mässing, monelmetall och gjutjärn och vanligen mjukt stål, kan användas såsom katodplatta. Lämpliga anodsidoplåtmaterial som kan användas innefattar samma typ av metall eller metallege- ring som användes till substratet för anodplattan, exempelvis titan, tantal, niob, hafnium, zirkonium och legeringar av dessa metaller. Lämpliga katodsidoplåtmaterial som kan användas innefattar samma typ av metaller eller metallegerin- gar som användes till katodplattan såsom beskrives i det föregående.

Förfarandet för framställning av den bipolära elektroden enligt uppfinningen innefattar (i) svetsning av en av två ledande Inellanlägg (distarzsorgan) till förutbestämda delar av katodsidoplåten och anodsidoplåten av en skiljevägg, (ii) svetsning av omkretsdelen av katodsidoplåten till en mellanliggande del av elektrodramen, (iii) beklädnad av anodsidoplåten på katodsidoplåten och infästning av omkretsdelen av anodsidoplåten till omkretsen av elektrodramen, (iv) påläggning av det andra elektriskt ledande mellan- läggsorganet på ett elektrodmellanläggsorgan och justering av det elektriskt ledande mellanläggsorganet så att ändytan av detta blir horisontell, samt svetsning av den pålagda ytan, och (v) svetsning av anodplåten och katodplåten till en änd- yta av det andra elektrodmellanläggsorganet.

Figur 3 visar ett exempel på ett förfarande för framställning av den bipolära elektroden enligt uppfinningen. Enligt figur 3 är en skiljevägg 12 sammansatt av en anodsidoplåt 2 och en 7808921-6 katodsidoplåt 3 i en kompositkonstruktion. Ett L-format elektriskt ledande mcllanläggsorgan 19, som skall svctsas till en förutbestämd del av anodsidplåten 2 visas på figuren. Ett L-format elektriskt ledande mellanläggsorgan, som icke visas på figuren 3, är även svetsat till en förutbestämd del av katodsidoplåten 3. Därefter svetsas periferidelen av katod- sidoplâten 3 till en mellanliggande del av elektrodramen 17 och anodsidoplåten 2 beklädes på katodsidoplåten 3, och peri- feridelen av anodsidoplåten 2' fästes vid periferidelen av elektrodramen 17.

Därefter hâlles ett annat plattliknande elektriskt ledande mellanläggsorgan 20 med en fästjigg 24 för att hålla ändytan horisontell och anliggande på det elektriskt ledande mellan- lüggsorganet 19, varefter den pålagda ytan svetsas. Även om detta icke visas på figur 3 är ett plattliknande elektriskt ledande mellanläggsorgan för katodsidan fästat på samma sätt.

Därefter svetsas anodplattan och katcdplattan till en ändyta av det plattliknande elektriskt ledande mellanläggsorganet.

Eftersom den bipolära elektroden enligt uppfinningen, anod- plattan och katodplattan kan utformas såsom horisontella lik- formiga plan kan avståndet mellan motstående anod och katod hållas konstant och en likformig fördelning av elektrisk ström kan erhållas. Vidare kan en tillräcklig minskning av spänningen uppnås eftersom motstâende anod och katod kan bringas närmare varandra. Eftersom vidare en likformig för- delning av den elektriska strömmen kan åstadkommas erhâlles en likformig elektrodreaktion på hela ytan av elektroden och icke någon lokaliserad upphettning vilket gör det möjligt att för- länga elektrodens livslängd.

Vid förfarandet enligt uppfinningen för framstäüning av den bipolära elektroden kan man på ett enkelt och tillförlitligt sätt framställa en bipolär elektrod med en anodplatta och en katodplatta utiormado såsom horisontella och likformigu plan. '7s0s921'6 Uppfinningen har i det föregående beskrivits utförligt 'under hänvisning till speciella utfgfzåringsformer, men det är uppen- bart att olika förändringarlooh modifikationer av dessa kan utföras utan att man avviker från uppfinningstanken.

Claims (3)

1. 9 7808921-6 PATENTKRAV l. Bipolär elektrod innefattande en elektrodram (17), en skiljevägg (12), som är svetsad till elektrodramen (17) och utgöres av en kompositplåt (l) av en anodsidplåt (2) och en katodsidplåt (3), en anodplatta (7), som är anordnad på anod- sidan av skiljeväggen (12), en katodplatta (9), som är anord- nad på katodsidan av skiljeväggen (12), och elektriskt ledande distansorgan (l8),(2l), vilkas båda ändar är svetsade till anodplattan (7) och anodsidplåten (2) hos skiljeväggen (12) respektive till katodplattan (9) och katodsidplâten (3) hos skiljeväggen (12), k ä n n e t e c k n a d därav, att de elektriskt ledande distansorganen (18), (21) vardera innefattar två element (19), (20) resp. (22), (23), som är anordnade delvis överlappande varandra mellan anodplattan (7) eller katodplattan (9) samt skiljeväggen (12) samt samman- svetsade vid överlappningsstället, så att distansorganen håller anodplattan (7) och katodplattan (9) så att dessa bildar horisontella, likformiga, plana ytor.

2. Elektrod enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a d därav, att elektriskt ledande distansorganelement (19), (22), som är svetsade till anodsidplåten (2) resp. katodsid- plåten (3), har L-form och att andra därmed samverkande elektriskt ledande distansorganelement (20) resp. (23) har plattform.

3. Förfarande för framställning av en bipolär elektrod av den typ som innefattar en elektrodram (17), en skiljevägg (12) med en kompositplåt av en anodsidplåt (2) och en katod- sidplåt (3), en anodplatta (7) anordnad på anodsidan av skiljeväggen (12), en katodplatta (9) anordnad pâ katodsidan av skiljeväggen (12) samt ett flertal elektriskt ledande distansorgan (18), (21), k ä n n e t e c k n a t därav, att förfarandet innefattar såsom steg: (a), svetsning av det ena av två elektriskt ledande distansorganelement (l9), (22) till förutbestämda delar av katodsidplåten (3) respektive anodsidplâten (2) av skilje- IQ väggen (l2), (b) svetsning av omkretsdelen av katodsidplâten (3) till en mellandel av elektrodramen (17), (c) anbringande av anodsidplåten (2) på katodsidplåten (3) och fästning av omkretsdelen av anoåsidplåten (2) till om- kretsen av elektrodramen (17), (d) anbringande av ett andra elektriskt ledande distans~ organelement (20) resp. (23) överlappande på det förstnämnda elektroddistansorganelementet (19) resp. (22) och inställning av dessa elements inbördes läge, så att en ändyta hos det elektriskt ledande distansorganelementet (20) resp. (23) är horisontell, samt sammansvetsning av de överlappande distans- organelementen i detta läge och (e) svetsning av anodplattan (7) och katodplattan (9) till den horisontella ändytan av dessa andra elektroddistans- organelement (20) resp. (23).