DE102004023161A1 - Electrolysis cell with multilayer expanded metal cathodes - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung hat eine geteilte Elektrolysezelle zum Gegenstand, die über mindestens eine Elektrode mit großer spezifischer Oberfläche verfügt, die optimal vom Elektrolyten durchströmt wird. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Elektrolysezelle besteht aus flächigen Anoden und Kathoden, die durch Separatoren voneinander getrennt und monopolar oder bipolar geschaltet sind, wobei die Kathoden und/oder Anoden als Mehrlagen-Streckmetall-Elektroden ausgebildet sind, die aus mindestens zwei miteinander und mit der Randelektrode über interne Widerstandsstrecken kontaktierten Streckmetall-Lagen mit gegebenenfalls porösen Zwischenlagen bestehen, die von der Elektrolytlösung mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,1 m/s in Längsrichtung durchströmt werden. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Elektrolysezelle eignet sich zur Metallrückgewinnung sowie zur teilweisen und vollständigen elektrochemischen Reduktion oder Oxidation organischer oder anorganischer Verbindungen, insbesondere von natürlichen oder synthetischen Farbstoffen mit oder ohne Zusatz von Redoxmediatoren.The subject of the invention is a divided electrolytic cell which has at least one electrode with a large specific surface, which is flowed through optimally by the electrolyte. DOLLAR A The electrolytic cell according to the invention consists of sheet-like anodes and cathodes, which are separated by separators and monopolar or bipolar, wherein the cathodes and / or anodes are formed as multilayer expanded metal electrodes, which consists of at least two together and with the edge electrode internal resistance sections contacted expanded metal layers with possibly porous intermediate layers exist, which are flowed through by the electrolyte solution at a speed of at least 0.1 m / s in the longitudinal direction. DOLLAR A The electrolysis cell according to the invention is suitable for metal recovery and for the partial and complete electrochemical reduction or oxidation of organic or inorganic compounds, in particular of natural or synthetic dyes with or without the addition of redox mediators.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle zur elektrolytischen Behandlung von Prozesslösungen und Abwässern. Bevorzugte Anwendungen sind kathodische Reduktionen und anodische Oxidationen von anorganischen und organischen Verbindungen sowie die kathodische Abscheidung von Metallen bei geringen Restgehalten. Die neue Elektrolysezelle verfügt über eine große spezifische Elektrodenoberfläche, die zur Erreichung eines guten Stofftransportes optimal angeströmt wird. Sie eignet sich deshalb besonders für die effektive Durchführung solcher kathodischer und/oder anodischer elektrochemischer Prozesse, die stofftransportkontrolliert ablaufen und für die hohe spezifische Elektrodenoberflächen und gute Stofftransportbedingungen wichtige Voraussetzungen für hohe Stromausbeuten bei niedrigen spezifischen Elektroenergieverbräuchen darstellen.The The present invention relates to an electrolytic cell for electrolytic Treatment of process solutions and wastewater. Preferred applications are cathodic reductions and anodic reductions Oxidations of inorganic and organic compounds as well the cathodic deposition of metals at low residual levels. The new electrolysis cell has a size specific electrode surface, which is optimally flown to achieve a good mass transfer. she is therefore particularly suitable for the effective implementation such cathodic and / or anodic electrochemical processes, the material transport is controlled and for the high specific electrode surfaces and Good mass transport conditions are important prerequisites for high current yields at low specific electrical energy consumption.
Zur möglichst vollständigen und wirtschaftlich effektiven Durchführung solcher stofftransportkontrollierter kathodischer und/oder anodischer elektrochemischer Prozesse ist es sowohl erforderlich, eine ausreichend große elektrochemisch wirksame Elektrodenoberfläche vorzusehen, als auch günstige hydrodynamische Bedingungen für einen optimalen Stofftransport von bzw. zur Elektrodenoberfläche zu realisieren. Oft führt aber eine Vergrößerung der verfügbaren spezifischen Oberfläche nicht auch gleichzeitig zu einer Verbesserung des Stofftransportes, meist verursacht durch eine schlechtere Anströmung der vergrößerten Elektroden-Oberflächenbereiche. Das ist vielfach bei den sogenannten dreidimensionalen Elektroden der Fall, insbesondere bei Festbett-Partikelfüllungen und bei nur einseitig vom Elektrolyten angeströmten porösen Elektroden mit großer, auf die Flächenprojektion bezogener, spezifischer Oberfläche.to preferably complete and economically effective implementation of such material transport controlled cathodic and / or anodic electrochemical processes it is both necessary to provide a sufficiently large electrochemically effective electrode surface, as well as favorable hydrodynamic Conditions for to realize an optimal mass transport from or to the electrode surface. Often leads but an enlargement of the available specific surface not at the same time to improve the mass transport, mostly caused by a poorer flow of the enlarged electrode surface areas. The is often in the so-called three-dimensional electrodes of the Case, especially for fixed-bed particle fillings and single-sided streamed by the electrolyte porous Electrodes with large, on the surface projection referenced, specific surface.
Neben der möglicherweise unzureichenden hydrodynamischen Anströmung der Elektrodenoberflächen ist meist auch eine ungünstige Potentialverteilung in dreidimensionalen Elektroden dafür verantwortlich, dass die verfügbare Elektrodenfläche nur teilweise elektrochemisch genutzt werden kann. Oft kommt es bereits in einer dünnen, der Gegenelektrode zugewandten Oberflächenschicht zu einem so starken Stromdichteabfall, dass die weiter entfernten Oberflächenbereiche gar nicht mehr am Elektrolyseprozess teilnehmen können.Next possibly insufficient hydrodynamic flow of the electrode surfaces is usually an unfavorable Potential distribution in three-dimensional electrodes responsible for that the available electrode area only partially electrochemical can be used. Often it comes already in a thin, the counter electrode facing surface layer to such a strong Current density drop, that the more distant surface areas can no longer participate in the electrolysis process.
Um
einen solchen Stromdichteabfall mit zunehmender Entfernung von der
Gegenelektrode zu vermeiden, wurden in der
Mit diesen Mehrelektroden-Elektrolysezellen wird zwar die gewünschte Vergrößerung der tatsächlich elektrochemisch wirksamen Oberfläche bei gleichmäßiger Stromverteilung auf die einzelnen Elektroden erreicht, jedoch ist dies auch mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. So ist der zu betreibende apparative Aufwand für die getrennter Stromzuführung zu den einzelnen Elektroden und für eine angepasste Stromverteilung relativ groß. Die getrennte Stromzuführung erfordert entweder mehrere regelbare Gleichrichter, oder bei nur einem Gleichrichter die Zwischenschaltung unterschiedlicher externer Widerstände zur Regulierung der Elektrolyseströme für die einzelnen Elektroden der Mehrelektroden-Elektrolysezelle.With Although these multi-electrode electrolysis cells, the desired magnification of indeed electrochemically active surface with even current distribution reached on the individual electrodes, but this is also with connected to a number of disadvantages. So is the to be operated apparative effort for the separate power supply to the individual electrodes and for an adapted current distribution relatively large. The separate power supply requires either several controllable rectifiers, or at only a rectifier, the interposition of different external resistors for regulating the electrolysis currents for the individual electrodes the multi-electrode electrolysis cell.
Im Falle der Stromanpassung durch unterschiedliche Widerstände ist auch der erforderliche Elektrolysestromverbrauch größer, da ein Teil des aufgewendeten Gleichstromes außerhalb der Zelle in Wärme umgewandelt wird.in the Fall of the current adjustment by different resistances is also the required Elektrolysestromverbrauch larger because a portion of the applied DC outside of the cell is converted into heat becomes.
Aber auch die Elektrolysezellen sind apparativ recht aufwendig. So sind die einzelnen bzw. zu Gruppen zusammengefassten Elektroden, vorzugsweise aus Metalldrahtnetzen bestehend, elektrisch isoliert voneinander anzuordnen und mit separaten Stromanschlüssen zu versehen.But Also, the electrolysis cells are quite expensive in terms of apparatus. So are the individual or grouped together electrodes, preferably consisting of metal wire nets, electrically isolated from each other to arrange and to provide with separate power connections.
Auch die Bedingungen für einen günstigen Stofftransport zu und von den Elektroden sind bei diesen Mehrelektrodenzellen keinesfalls als optimal anzusehen. Da die Elektroden quer zu ihrer Längsausdehnung vom Elektrolyten durchströmt werden, ergeben sich große durchströmte Querschnitte. Deshalb sind auch sehr hohe Elektrolytumlaufmengen erforderlich, um eine ausreichend große Strömungsgeschwindigkeit entlang der quer angeströmten Elektrodenoberflächen zu erreichen und das nur bei äußerst geringen Kontaktzeiten zwischen der Elektrolytströmung und der Elektrodenoberfläche.Also the conditions for a cheap substance transport to and from the electrodes are by no means in these multi-electrode cells to be considered optimal. Because the electrodes are transverse to their longitudinal extent flows through the electrolyte become big flowed through Cross-sections. Therefore, very high electrolyte circulation rates are required, a sufficiently large one flow rate along the transversely flowed electrode surfaces achieve and only at extremely low Contact times between the electrolyte flow and the electrode surface.
Schließlich ist es bei solchen Zellen mit Mehrfachelektroden infolge der erforderlichen Stromzuführungen zu den einzelnen Elektroden praktisch nicht möglich, durch eine bipolare elektrische Schaltung mehrerer Einzelzellen zu einem technischen Elektrolyseur mit hoher Stromkapazität zu kombinieren. Um solche technischen Elektrolysezellen großer Stromkapazität auf der Grundlage der Mehrelektrodenzelle zu realisieren, bleibt nur die apparativ sehr aufwendige und deshalb wirtschaftlich oft nicht vertretbare Kopplung einer großen Anzahl elektrisch parallel zu schaltenden monopolarer Einzelzellen mit separaten Stromzuführungen.Finally, in such cells with multiple electrodes due to the required power supply to the individual electrodes is practically impossible, by a bipolar electric scarf tion of several individual cells to a technical electrolyzer with high power capacity to combine. In order to realize such technical electrolysis cells of large current capacity on the basis of the multi-electrode cell, only the apparatus of very complex and therefore economically often unacceptable coupling of a large number of monopolar single cells to be switched electrically parallel with separate power supply remains.
Die vorliegende Erfindung hat eine geteilte Elektrolysezelle zum Gegenstand, die über eine den Mehrelektrodenzellen vergleichbar hohe spezifische Elektrodenoberfläche verfügt, die optimal angeströmt wird und mit der die dargestellten Nachteile der bekannten Zellenkonstruktionen mit großen Elektrodenoberflächen, insbesondere der Mehrelektrodenzellen, weitgehend vermieden werden können.The The present invention relates to a divided electrolytic cell, the above a multi-electrode cells comparable high electrode surface has, the is flown optimally and with the illustrated disadvantages of the known cell designs with big Electrode surfaces, in particular the multi-electrode cells are largely avoided can.
Die erfindungsgemäße Elektrolysezelle besteht aus flächigen Anoden und Kathoden, die mittels Separatoren voneinander getrennt sind und die in einem Zellentrog oder in mehreren miteinander verspannten Elektrodenrahmen angeordnet und elektrisch monopolar oder bipolar verschaltet sind. Sie ist gemäß den Patentansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Kathoden und/oder Anoden als Mehrlagen-Streckmetall-Elektroden ausgeführt sind, die aus mindestens zwei miteinander über interne Widerstandsstrecken kontaktierten Streckmetall-Lagen bestehen, die von den Elektrolytlösungen mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,1 m/s in Längsrichtung durchströmt werden. Vorzugsweise werden 4 bis 12 Streckmetall-Lagen zu einer Mehrlagen-Streckmetall-Elektrode über interne Widerstandsstrecken miteinander und mit einer Elektrodengrundplatte kontaktiert. Dabei können auch Zwischenlagen aus einem porösem Elektrodenmaterial zwischen mindestens je zwei Streckmetall-Lagen angeordnet werden.The electrolysis cell according to the invention consists of flat Anodes and cathodes separated by separators are and which strained in a cell trough or in several Electrode frame arranged and electrically monopolar or bipolar are interconnected. It is characterized according to the claims in that the cathodes and / or anodes are in the form of multilayer expanded metal electrodes accomplished are made up of at least two interconnected internal resistance paths contacted expanded metal layers composed of the electrolyte solutions with a speed of at least 0.1 m / s in the longitudinal direction flows through become. Preferably, 4 to 12 expanded metal layers become one Multi-layer expanded metal electrode via internal resistance paths contacted with each other and with an electrode base plate. there can also liners made of a porous Electrode material disposed between at least two expanded metal layers become.
Infolge der in ihrer Längsrichtung vom Elektrolyten durchströmten Streckmetall-Lagen werden optimale Voraussetzungen für einen guten Stofftransport geschaffen. Dazu werden bevorzugt Strömungsgeschwindigkeiten von 0,3 bis 0,8 m/s, bezogen auf den mittleren freien Querschnitt der durchströmten Streckmetall-Lagen, eingestellt. Durch die ständige Strömungsumlenkung beim Durchlauf durch die Streckmetall-Lagen, verbunden mit einer abwechsenden Verengung und Erweiterung des durchströmten Querschnitts, kommt es zu Mikroturbulenzen, die einen sehr günstigen Stoffübergang von der Elektrolytlösung zur Elektrodenoberfläche und umgekehrt ermöglichen. Bei gasentwickelnden Elektroden kommt es außerdem zu einer schnellen Gasblasenabführung, so dass nur geringe stationäre Gasbeladungen in den Elektrodenzwischenräumen auftreten. Der elektrische Widerstand und damit die Zellspannung erhöhen sich nur minimal.As a result in its longitudinal direction flowed through by the electrolyte Expanded metal layers are ideal conditions for one good substance transport created. For this purpose, flow rates are preferred from 0.3 to 0.8 m / s, based on the mean free cross section which flowed through Expanded metal layers, adjusted. Due to the constant flow deflection during the passage through the expanded metal layers, combined with an alternating narrowing and extension of the flowed through Cross-section, it comes to microturbulence, which is a very favorable Mass transfer of the electrolyte solution to the electrode surface and conversely. In gas-developing electrodes, it also leads to a rapid gas bubble removal, so that only low steady gas loads occur in the interdental spaces. The electrical resistance and thus the cell voltage increase only minimal.
Bei einer bevorzugten Streckmetallstärke von 1,5 bis 3 mm ergeben sich bereits relativ große Abstände zwischen der Elektrodengrundplatte und der am weitesten von dieser entfernten Streckmetall-Lage von beispielsweise 30 mm bei 10 bis 12 Lagen. Je nach der elektrischen Leitfähigkeit der verwendeten Elektrolytlösungen kommt es dann bereits zu Spannungsdifferenzen im Elektrolyten zwischen 0,5 und 2 V. Das führt zu einer Abnahme der Stromdichte mit größer werdendem Abstand von der Gegenelektrode. Erfindungsgemäß wird dieser Stromdichteabfall kompensiert oder zumindest abgepuffert durch interne Widerstandsstrecken zwischen den einzelnen Lagen, so dass auch eine entsprechende Spannungsdifferenz zwischen der mit der Stromzufuhr verbundenen Elektrodengrundplatte und den angrenzenden Streckmetall-Lagen ausgebildet wird.at a preferred expanded metal thickness of 1.5 to 3 mm already result in relatively large distances between the electrode base plate and the furthest from this removed expanded metal layer of for example, 30 mm at 10 to 12 layers. Depending on the electrical conductivity the electrolyte solutions used Does it then already lead to voltage differences in the electrolyte between 0.5 and 2 V. That leads to a decrease in the current density with increasing distance from the Counter electrode. According to the invention this Current density drop compensated or at least buffered by internal Resistance distances between the individual layers, so that too one corresponding voltage difference between that with the power supply connected electrode base plate and the adjacent expanded metal layers is trained.
Bei der optionalen Verwendung von Zwischenlagen aus porösen Elektrodenmaterialien kann die Anzahl der Lagen zur Erreichung eines gewünschten Oberflächenfaktors und damit auch die Gesamtstärke der Mehrlagen-Elektrode deutlich verringert werden. Solche porösen Zwischenlagen, vorzugsweise bestehend aus Metallschäumen, Metalldrahtgestricken oder Kohlefaservliesen verfügen bei einer Stärke von 1 bis 2 mm und einem angestrebten hohen Lückenvolumen von mindestens 70 % bereits über eine relativ große innere Oberfläche. Der Oberflächenfaktor (OF) als das Verhältnis der geometrischen Oberfläche zur Fläche der betreffenden Streckmetall- oder Zwischenlagen liegt bei den Streckmetall-Lagen im Bereich von 1,5 bis 4 und bei den porösen Zwischenlagen zwischen 10 bis 20. Für beide Lagen ist ein hohes Lückenvolumen von mindestens 70 %, vorzugsweise 80 bis 90 %, eine wichtige Voraussetzung im Hinblick auf eine gute Durchlässigkeit für den Elektrolysestrom und die Elektrolytströmung.at the optional use of intermediate layers of porous electrode materials can be the number of layers to achieve a desired surface factor and thus the overall strength the multilayer electrode can be significantly reduced. Such porous liners, preferably consisting of metal foams, metal wire knit or carbon fiber webs at a strength from 1 to 2 mm and a targeted high void volume of at least 70% already over a relatively large one inner surface. The surface factor (OF) as the ratio the geometric surface to the surface the respective expanded metal or intermediate layers is in the expanded metal layers in the range of 1.5 to 4 and in the porous interlayer between 10 to 20. For both Layers is a high volume of voids of at least 70%, preferably 80 to 90%, an important prerequisite with regard to a good permeability for the Electrolysis current and the electrolyte flow.
Der durch die Mehrlagen-Streckmetall-Elektrode erreichbare Oberflächenfaktor sollte vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 100 liegen. Dabei lassen sich die Oberflächenfaktoren in dem oberen Bereich praktisch nur durch Einsatz von porösen Zwischenlagen realisieren.Of the surface factor achievable by the multilayer expanded metal electrode should preferably be in the range between 5 and 100. Let it go itself the surface factors in the upper area practically only by using porous liners realize.
Der Einfluss der porösen Zwischenlagen soll am Beispiel einer Mehrlagen-Streckmetallelektrode, bestehend aus 9 Streckmetall-Lagen mit einem Oberflächenfaktor von je 2 erläutert werden. Für die 9 Lagen ergibt sich ein Oberflächenfaktor der gesamten Mehrlagen-Streckmetall-Elektrode einschließlich der Elektrodengrundplatte von 9 × 2 + 1 = 19, bei einer Gesamtstärke des Streckmetall-Pakets von etwa 18 mm. Bei nur einer porösen Zwischenlage mit OF = 14 und 2 Streckmetall-Lagen auf einer Elektrodengrundplatte ergibt sich mit OF = 2 + 14 + 2 + 1 = 19 ein vergleichbarer Oberflächenfaktor bei einer wesentlich geringeren Gesamtstärke von nur noch etwa 6 mm.The influence of the porous intermediate layers will be explained using the example of a multilayer expanded metal electrode consisting of 9 expanded metal layers with a surface factor of 2 each. For the 9 plies, the surface factor of the entire multilayer expanded metal electrode, including the electrode base plate, is 9 × 2 + 1 = 19, with a total expanded metal package thickness of about 18 mm. With only one porous intermediate layer with OF = 14 and 2 expanded metal layers on one electrode Base plate results with OF = 2 + 14 + 2 + 1 = 19 a comparable surface factor at a much lower total thickness of only about 6 mm.
Durch die beidseitig zur porösen Zwischenlage angeordneten längs durchströmten Streckmetall-Lagen wird die poröse Zwischenlage beidseitig mit hoher Strömungsgeschwindigkeit angeströmt. Bei Verwendung dünner poröser Zwischenlagen von maximal 2 mm Stärke erfolgt der Antransport der an der inneren Oberfläche der porösen Zwischenlagen umzusetzenden Verbindungen von beiden Seiten auf einem kurzen Weg von maximal 1 mm. Dadurch ist es möglich, diese relativ großen inneren Oberflächen solcher Zwischenlagen für den Elektrolyseprozess maximal auszunutzen. Der Antransport der umzusetzenden Verbindungen und der Abtransport der Elektrolyseprodukte erfolgen dabei mit der Elektrolytströmung durch die angrenzenden Streckmetall-Lagen.By the two sides to the porous Liner arranged longitudinally perfused Expanded metal layers becomes the porous one Intermediate layer flowed on both sides with high flow velocity. at Use thinner porous Intermediate layers with a maximum thickness of 2 mm are transported on the on the inner surface the porous one Linings to be transposed connections from both sides on one short way from a maximum of 1 mm. This makes it possible for this relatively large inner Surfaces such Liners for make maximum use of the electrolysis process. The transport of the To be converted compounds and the removal of the electrolysis products take place with the electrolyte flow through the adjacent Expanded metal layers.
Die zur Kompensation bzw. Abpufferung der Stromdichteabnahme erfindungsgemäß vorzusehenden internen Widerstandsstrecken können durch die Übergangswiderstande zwischen den einzelnen Streckmetall- bzw. porösen Zwischenlagen ausgebildet werden. Dabei werden die einzelnen Lagen nur durch Andruckmittel, z. B. aus Kunststoffstegen oder Kunststoffschrauben gegeneinander und gegen die Elektrodengrundplatte angepresst. Insbesondere beim Stromübergang von einer Streckmetall-Lage zu einer porösen Zwischenlage werden durch die gemessenen Übergangswiderstände interne Widerstandsstrecken aufgebaut, die zu Spannungsdifferenzen von 0,1 bis 0,5 V führen können. Zwischen je zwei Streckmetall-Lagen sind die Übergangswiderstände meist geringer. Erforderlichenfalls kann der Übergangswiderstand durch Verringerung der Kontaktfläche durch teilweise Abdeckung mit nichtleitenden Materialien, z. B. dünnen Gewebeeinlagen, entsprechend den Erfordernissen erhöht werden.The to be provided according to the invention for compensation or buffering of the current density decrease internal resistance paths can through the contact resistance formed between the individual expanded metal or porous intermediate layers become. The individual layers are only by pressure means, z. B. plastic webs or plastic screws against each other and pressed against the electrode base plate. Especially when Current transfer from an expanded metal layer to a porous intermediate layer are through the measured contact resistances internal Resistance distances built up to voltage differences of 0.1 lead to 0.5V can. Between two expanded metal layers, the contact resistances are usually lower. If necessary, the contact resistance can be reduced by reducing the contact surface by partial coverage with non-conductive materials, eg. B. thin Fabric inserts can be increased according to the requirements.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die internen Widerstandsstrecken dadurch ausgebildet, dass einzelne oder mehrere Streckmetall- und/oder Zwischenlagen durch Spacer aus elektrisch nicht leitendem Material voneinander getrennt werden. Der Stromtransport von Lage zu Lage erfolgt über vorzugsweise seitlich bzw. oben und unten angeordnete Kontaktflächen. Interne Widerstandsstrecken werden dadurch aufgebaut, dass der Elektrolysestrom die einzelnen Streckmetall-Lagen in ihrer Längs- bzw. Querrichtung passieren muss. Der Elektrolysestrom durchfließt also die Mehrlagen-Streckmetall-Elektrode mäanderförmig, wobei die Stromstärke von Lage zu Lage entsprechend der wirksamen Oberfläche und der realen Stromdichte abnimmt. Hierbei können die betreffenden Streckmetall-Lagen an den Kontaktsstellen miteinander verschweißt werden, um einen guten und auch langzeitbeständigen Kontakt zu erreichen. Es ist auch möglich, eine weitgehende Anpassung an den Spannungsabfall im Elektrolyten dadurch vorzunehmen, dass eine unterschiedliche Anzahl untereinander kurzgeschlossener Streckmetall-Lagen elektrisch in Reihe geschaltet wird und dadurch die Spannungsabfälle von Lage zu Lage so angepasst werden, dass die abnehmende Stromstärke innerhalb der Mehrlagen-Streckmetall-Elektrode durch zunehmende Widerstände kompensiert wird.To Another feature of the invention is the internal resistance paths formed by one or more expanded metal and / or Liners by spacers made of electrically non-conductive material be separated from each other. Electricity transport from location to location over preferably laterally or upwardly and downwardly arranged contact surfaces. internal Resistance paths are built up by the fact that the electrolysis current the individual expanded metal layers pass in their longitudinal or transverse direction got to. The electrolysis current thus flows through the multilayer expanded metal electrode meandering, wherein the current strength from layer to layer according to the effective surface and the real current density decreases. In this case, the respective expanded metal layers At the contact points are welded together to a good and also long-term stable To reach contact. It is also possible to make a substantial adjustment to make the voltage drop in the electrolyte by that a different number of short-circuited expanded metal layers is electrically connected in series and thereby the voltage drops of Able to be adjusted so that the decreasing amperage within the multilayer expanded metal electrode by increasing resistance is compensated.
Eine solche möglichst vollständige Kompensation des Stromdichtegefälles ist aber nur bei solchen Anwendungsfällen zwingend erforderlich, bei denen im Interesse einer hohen Stromausbeute ein bestimmtes Redoxpotential nicht über- bzw. unterschritten werden darf. Bei den meisten Anwendungsverfahren gibt es einen größeren Stromdichtebereich, in dem es zu keiner unvertretbar großen Stromausbeuteminderung kommt.A such as possible full Compensation of the current density gradient but is mandatory only in such applications, where in the interest of a high current efficiency, a specific Redox potential is not exceeded or may fall below. For most application methods is there a larger current density range, in which there is no unreasonably large power loss comes.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann ein innerhalb der Mehrlagen-Streckmetall-Kathode vorliegendes Stromdichtegefälle sogar zielgerichtet für die Erreichung hoher Strom- und Umsetzungsausbeuten ausgenutzt werden. Dazu werden innerhalb einer Elektrolysezelle mehrere durch poröse Zwischenlagen getrennte Streckmetallsegmente mit unterschiedlicher Stromdichte durch getrennte Zu- und Abführungsleitungen für die Elektrolytlösungen ausgestattet. Dabei erfolgt die hydrodynamische Schaltung in der Weise, dass das zur Gegenelektrode nächste Segment mit der höheren Stromdichte zuerst und das zur Gegenelektrode fernere Segment mit der niedrigeren Stromdichte danach von der Elektro lytlösung durchströmt wird. Dadurch wird die Hauptreaktion, bei der die Ausgangsstoffe noch in höherer Konzentration vorliegen, in dem Streckmetallsegment mit der höheren Stromdichte durchgeführt. Wenn dann die Ausgangsstoffe nur noch in geringer Konzentration vorliegen, wird die Reaktion in dem Streckmetallsegment mit der niedrigen Stromdichte zu Ende geführt. Damit hat man den gleichen Effekt wie mit einer Kaskade mehrerer Elektrolysezellen mit unterschiedlicher Stromdichte, bei der die Hauptreaktion in der Elektrolysezelle mit hoher Stromdichte abläuft, während die Nachreaktion in der Elektrolysezelle mit niedrigerer Stromdichte durchgeführt wird. Nur besteht bei der erfindungsgemäßen Durchführung der große Vorteil, dass keine zweite Elektrolysezelle für die Nachreaktion erforderlich ist. Die erreichbare Raum-Zeit-Ausbeute ist deshalb auch wesentlich hoher. Außerdem besteht der Vorteil, dass die hydrodynamische Kopplung beider Elektrolytströme dadurch erfolgen kann, dass die Elektrolytlösung durch eine einstellbare Druckdifferenz vom Segment hoher Stromdichte durch die poröse Zwischenschicht in das Segment niedriger Stromdichte überführt werden kann. Dadurch wird gleichzeitig die Durchströmung der porösen Zwischenschicht weiter verbessert.According to a further feature of the invention, a current density gradient present within the multilayer expanded metal cathode can even be exploited purposefully for achieving high current and conversion yields. For this purpose, within an electrolytic cell several expanded metal segments separated by porous intermediate layers with different current density are provided by separate supply and discharge lines for the electrolyte solutions. In this case, the hydrodynamic circuit is carried out in such a way that the next to the counter electrode segment with the higher current density is flowed through first and the counterelectroder farther segment with the lower current density of the electrolysis solution thereafter. As a result, the main reaction in which the starting materials are still present in a higher concentration is carried out in the expanded metal segment with the higher current density. Then, if the starting materials are present only in low concentration, the reaction in the expanded metal segment with the low current density is completed. This has the same effect as with a cascade of several electrolysis cells with different current density, in which the main reaction takes place in the electrolysis cell with high current density, while the post-reaction is carried out in the electrolysis cell with lower current density. Only in the implementation according to the invention there is the great advantage that no second electrolysis cell is required for the after-reaction. The achievable space-time yield is therefore also much higher. In addition, there is the advantage that the hydrodynamic coupling of the two electrolyte streams can take place in that the electrolyte solution can be converted by an adjustable pressure difference from the segment of high current density through the porous intermediate layer into the segment of low current density. As a result, at the same time the flow through the porous Zwi further improved.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Streckmetall-Lagen bestehen vorzugsweise aus Edelstahl, Nickel, Kupfer oder mittels Edelmetallen, Edelmetalloxiden oder dotiertem Diamant beschichteten Ventilmetallen. Dabei kommen die Streckmetalle aus beschichteten Ventilmetallen hauptsächlich für anodische Oxidationsprozesse zur Anwendung. So können an Streckmetallen aus Niob, beidseitig beschichtet mit dotiertem Diamant, auch bei den angestrebten relativ niedrigen Stromdichten sehr hohe Anodenpotentiale erreicht werden, wie sie z. B. für einen effektiven oxidativen Abbau von Schadstoffen benötigt werden.The Expanded metal layers to be used according to the invention are preferably made of stainless steel, nickel, copper or by means Precious metals, precious metal oxides or doped diamond coated Valve metals. The expanded metals come from coated Valve metals mainly for anodic Oxidation processes for use. So can look at expanded metals Niobium, coated on both sides with doped diamond, also on the aimed at relatively low current densities very high anode potentials be achieved, as z. For example an effective oxidative degradation of pollutants are needed.
Anstelle einzelner oder aller Streckmetall-Lagen können auch lagen aus Metalldrahtgeweben eingesetzt werden. Allerdings werden Streckmetalle deshalb bevorzugt, weil sie für die Durchströmung in Längsrichtung in der Regel ein günstigeres Öffnungsverhältnis aufweisen und auch über eine größere mechanische Stabilität verfügen.Instead of single or all expanded metal layers can also be layers of metal wire mesh be used. However, expanded metals are therefore preferred because they are for the flow longitudinal usually have a more favorable opening ratio and also about a larger mechanical stability feature.
Besonders
bei großen
erforderlichen Stromkapazitäten
im kA-Bereich sind Bipolarzellen mit Mehrlagen-Streckmetall-Kathoden
bevorzugt einzusetzen. Eine vorteilhafte Ausführungsvariante einer solchen
bipolaren Zellenkonstruktion ist in
In
den
Die
Bei
den
Bei
den
Bei
den
Den
Die
Bei kleineren und mittleren Stromkapazitäten kommt für die erfindungsgemäße Elektrolysezelle bevorzugt eine monopolare elektrische Schaltung der Mehrlagen-Streckmetall-Elektroden in Betracht, wobei die Streckmetall-Lagen bzw. die porösen Zwischenlagen planar oder auch zylindrisch angeordnet sein können. Bei der zylindrischen Anordnung wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine durchgehende Streckmetall-Lage spiralig aufgewickelt und der Anfang der Spirale elektrisch leitend mit dem mit der Stromzuführung versehenen Außen- bzw. Innenrohr der zylindrischen Zelle verbunden. Eine interne Widerstandsstrecke kann dabei in einfacher Weise dadurch aufgebaut werden, dass eine Lage aus isolierendem Spacermaterial ebenfalls spiralig zusammen mit der Streckmetall-Lage aufgewickelt wird, wodurch die einzelnen Streckmetall-Lagen voneinander elektrisch isoliert werden. Dadurch wird der Elektrolysestrom gezwungen, den längeren Weg entlang der Spirale zu nehmen, so dass sich zwischen den verschiedenen Streckmetall-Lagen Spannungsdifferenzen ausbilden.at smaller and medium power capacities are preferred for the electrolysis cell according to the invention a monopolar electrical circuit of the multilayer expanded metal electrodes into consideration, wherein the expanded metal layers or the porous intermediate layers planar or can also be arranged cylindrical. At the cylindrical Arrangement is according to a further feature of the invention, a continuous Expanded metal layer spirally wound and the beginning of the spiral electrically conductive with the provided with the power supply outside or Inner tube of the cylindrical cell connected. An internal resistance path can be constructed in a simple manner, that a location made of insulating spacer material also spirally together with the expanded metal layer is wound, whereby the individual expanded metal layers from each other be electrically isolated. This forces the electrolysis current the longer one To take a path along the spiral, so that between the different Expanded metal layers form tension differences.
Bei der planaren Anordnung können die Elektroden und Trennsysteme entweder in einem Zellentrog oder in mehreren miteinander verspannten Elektrodenrahmen angeordnet werden.at the planar arrangement can the electrodes and separation systems either in a cell trough or arranged in a plurality of clamped electrode frame become.
Die
Von solchen monopolaren Zelleneinheiten können mehrere innerhalb eines Spannrahmens angeordnet werden. Bei erforderlichen großen Stromkapazitäten besteht der große Vorteil der erfindungsgemäßen Elektrolysezellen darin, dass auch eine bipolare Schaltung mehrere Einzelzellen in einem Spannrahmen möglich ist. Dann werden nur zwei Randelektroden mit Stromzuführungen benötigt, zwischen denen eine beliebige, nur durch die verfügbare Gleichspannung begrenzte, Anzahl von bipolaren Einzelzellen angeordnet werden können.From such monopolar cell units may have multiple within one Tenter be arranged. With required large power capacity exists the great Advantage of the electrolysis cells according to the invention in that even a bipolar circuit has several single cells in a tenter possible is. Then only two edge electrodes with power supply needed between any one, only by the available DC voltage limited, number of bipolar single cells can be arranged.
In
den
Die in vorliegender Erfindung beschriebene Elektrolysezelle mit Mehrlagen-Streckmetall-Elektroden gemäß den Ansprüchen 1 bis 13 ist für folgende spezielle Anwendungsverfahren besonders geeignet.The in the present invention described electrolysis cell with multilayer expanded metal electrodes according to claims 1 to 13 is for the following special application methods are particularly suitable.
Vorzugsweise kommt die neue Elektrolysezelle mit einer Mehrlagen-Streckmetall-Kathoden zur Anwendung für die vollständige oder teilweise kathodischen Reduktion organischer oder anorganischer Verbindungen. Dabei kann sowohl galvanostatisch, als auch potentiostatisch elektrolysiert werden. Reduziert werden können organische Verbindungen, die als Funktionalgruppen C-C-Doppel- und Dreifachbindungen, aromatische C-C-Verknüpfungen, Carbonylgruppen, Heterocarbonylgruppen, aromatische CN-Verknüpfungen, Nitro- und Nitrosogruppen, C-Halogen-Einfachbindungen, S-S-Bindungen, N-N-Einfach- und Mehrfachbindungen und andere Heteroatom-Heroatom-Bindungen enthalten. Solche Reaktionen können sowohl in protischen Lösungsmitteln, wie z. B. Wasser, Alkoholen, Aminen, Carbonsäuren, als auch im Gemisch mit aprotisch polaren Lösemitteln, z. B. Tetrahydrofuran durchgeführt werden. Sofern organische Verbindungen eingesetzt werden, die in o. g. Lösemitteln nicht löslich sind, können diese jedoch auch problemlos durch oberflächenaktive Substanzen, z.B. höhere Alkohole als Lösemittel oder Lösemittelzusätze in Lösung gebracht werden. Ferner ist die Elektrolyse von Suspensionen möglich.Preferably comes the new electrolytic cell with a multilayer expanded metal cathodes for use for the complete or partial cathodic reduction of organic or inorganic compounds. It can be electrolysed both galvanostatically, and potentiostatically become. Can be reduced organic compounds which are functional groups C-C double and Triple bonds, aromatic C-C linkages, carbonyl groups, heterocarbonyl groups, aromatic CN linkages, Nitro and nitroso groups, C-halogen single bonds, S-S bonds, N-N single bonds and multiple bonds and other heteroatom-heroatom bonds. Such reactions can both in protic solvents, such as As water, alcohols, amines, carboxylic acids, as well as in a mixture with aprotic polar solvents, z. B. tetrahydrofuran be performed. If organic compounds are used which in o. G. solvents not soluble are, can however, they can also be easily replaced by surface-active substances, e.g. higher Alcohols as solvents or solvent additives are dissolved. Furthermore, the electrolysis of suspensions is possible.
Im
Allgemeinen wird die erfindungsgemäße Elektrolyse in Gegenwart
eines Hilfselektrolyten (Mediator) durchgeführt, wie beispielsweise in
der
Besonders geeignet sind die neuen Elektrolysezellen mit Mehrlagen-Streckmetall-Kathoden zur vollständigen oder teilweisen Reduktion von natürlichen und synthetischen Farbstoffen wie z.B. Carotinoiden, Chinon-Farbstoffen, z.B. Carminsäure und 1,8-Dihydroxyanthrachinon, Krapp-Farbstoffen, indigoiden Farbstoffen, z. B. Indigo, Indigotin und 6,6'-dibromindigo, Küpenfarbstoffen und Schwefelfarbstoffen sowie zur Reduktion der Nitro-Funktionalitäten. Gleichermaßen sind die neuen Zellen geeignet zur Entfärbung von Färberei-Prozesslösungen und -Abwässern.Especially suitable are the new electrolysis cells with multilayer expanded metal cathodes to the full or partial reduction of natural and synthetic dyes such as. Carotenoids, quinone dyes, e.g. Carminic acid and 1,8-dihydroxyanthraquinone, Madder dyes, indigoid dyes, e.g. Indigo, indigotin and 6,6'-dibromoindigo, vat dyes and sulfur dyes as well as to reduce the nitro functionalities. Equally are the new cells are suitable for decolorization of dyeing process solutions and -Abwässern.
Die
Reduktion von indigoiden und Küpenfarbstoffen
kann sowohl als indirekte Elektrolyse, wie in den Schriften
Ausgestattet mit Mehrlagen-Streckmetall-Anoden können die neuen Elektrolysezellen auch zur vollständigen oder teilweisen anodischen Oxidation organischer und/oder anorganischer Verbindungen eingesetzt werden. Insbesondere sind sie für den oxidativen Schadstoffabbau in Prozesslösungen und Abwässern geeignet. Besonders vorteilhaft anwendbar sind Mehrlagen-Streckmetall-Anoden, bestehend aus beidseitig mit dotiertem Diamant beschichteten Niob-Streckmetallen. Hierbei kann wieder sowohl eine direkte elektrochemische Reaktion realisiert werden, als auch eine indirekte durch Mediatoren oder durch die anodische Bildung von Oxidationsmitteln wie z.B. Peroxodisulfat, Hypochlorid oder Radikalanionen, die in einer Nachreaktion den gewünschten Abbau von Schadstoffen vervollständigen. Aber auch mit platinierten Streckmetallen aus Titan können bei solchen Oxidationsreaktionen vielfach die für den Abbauprozess erforderlichen hohen Anodenpotentiale erreicht werden.Fitted With multi-layer expanded metal anodes, the new electrolysis cells also to the complete or partial anodic oxidation of organic and / or inorganic Connections are used. In particular, they are for the oxidative Pollutant degradation in process solutions and wastewater suitable. Particularly advantageous are multilayer expanded metal anodes, consisting of niobium expanded metals coated on both sides with doped diamond. Here again, both a direct electrochemical reaction be realized as well as indirect through mediators or by the anodic formation of oxidizing agents, e.g. peroxodisulfate, Hypochlorite or radical anions, which in a post-reaction the desired Complete the removal of pollutants. But also with platinum-plated expanded metals from titanium can at such oxidation reactions often required for the degradation process high anode potentials can be achieved.
Schließlich sind Zellen mit Mehrlagen-Streckmetall-Kathoden auch bei der Metallabscheidung besonders aus sehr verdünnten Lösungen vorteilhaft einsetzbar. Dabei können Elektroden aus dem rückzugewinnenden Metall verwendet werden, die nach entsprechender Metallbeladung ausgewechselt werden. In diesem Fall ist die Verwendung einer Trogzelle mit eingehängten, leicht auswechselbaren Mehrlagen-Streckmetall-Kathoden von Vorteil. Um geringe Mengen von Metallen z. B. aus Abwässern zu entfernen, kann auch mit inerten Kathodenmaterialien gearbeitet werden, aus denen die abgeschiedenen Metalle periodisch mit einem geeigneten Lösungsmittel herausgelöst werden. Hierfür eignen sich besonders poröse Zwischenlagen großer innerer Oberfläche, mit denen sehr geringe Metallrestgehalte erreicht werden können.Finally are Cells with multilayer expanded metal cathodes also in metal deposition especially from very diluted Solutions advantageous used. It can Electrodes from the to be recovered Metal used after appropriate metal loading be replaced. In this case, the use of a trough cell with hinged, easily replaceable multilayer expanded metal cathodes advantageous. Around small amounts of metals z. B. from wastewater, can also to work with inert cathode materials making up the deposited metals periodically with a suitable solvent leached become. Therefor are particularly porous Liner large inner surface, with which very low residual metal contents can be achieved.
- 11
- Anodenplatteanode plate
- 22
- KathodengrundplatteCathode base plate
- 33
- ElektrodengrundkörperElectrode body
- 44
- Kathodenrahmencathode frame
- 55
- Kühlkanälecooling channels
- 66
- Eintritt Anolytentry anolyte
- 77
- Austritt Anolytexit anolyte
- 88th
- Eintritt Katholytentry catholyte
- 99
- Austritt Katholytexit catholyte
- 1010
- Eintritt Kühlmediumentry cooling medium
- 1111
- Austritt Kühlmediumexit cooling medium
- 1212
- Streckmetall-LagenExpanded metal sheets
- 1313
- poröse Zwischenlagenporous liners
- 1414
- AnodendichtrahmenAnode sealing frames
- 1515
- Ionenaustauschermembranenion exchange membranes
- 1616
- AnodenspacerAnodenspacer
- 1717
- KathodenspacerKathodenspacer
- 1818
- Kontaktschienencontact bars
- 1919
- Kathodengrundplatte mit StreckmetalleinlageCathode base plate with expanded metal insert
- 2020
- Anodenraumanode chamber
- 2121
- Eintritt separater Katholytentry separate catholyte
- 2222
- Austritt separater Katholytexit separate catholyte
- AA
- Elektrolysezelle mit zwei separaten Streckmetallsegmentenelectrolysis cell with two separate expanded metal segments
- BB
- Katholytkreislauf 1 für Segment höherer Stromdichtecatholyte 1 by segment higher current density
- CC
- Katholytkreislauf 2 für Segment geringerer Stromdichtecatholyte 2 by segment lower current density
- DD
- Dosierstation Katholytdosing catholyte
- Ee
- KatholytaustrittKatholytaustritt
- FF
- Gasaustritt (Katholyt)gas outlet (Catholyte)
- GG
- Dosierstation Anolytdosing anolyte
- HH
- Gasabscheider Anolytgas separator anolyte
- II
- AnolytaustrittAnolytaustritt
- JJ
- Gasaustritt (Anolyt)gas outlet (Anolyte)
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011015556A1 (en) | 2009-08-04 | 2011-02-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for degrading organic pollutants in industrial wastewater and associated system |
| DE102009039290A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh | Method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution, comprises pressing a perforated structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate |
| WO2014028958A1 (en) | 2012-08-24 | 2014-02-27 | Universität Innsbruck | Electrode for a galvanic cell |
| EP2957659A1 (en) | 2014-06-16 | 2015-12-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas diffusion layer, PEM electrolysis cell with such a gas diffusion layer and electrolyser |
| EP2985096A1 (en) | 2014-08-14 | 2016-02-17 | Melicon GmbH | Gas diffusion electrode |
| DE102016113727A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Condias Gmbh | Process for the electrochemical production of peroxodicarbonate and electrochemical cell for carrying out the process |
| DE102022110122A1 (en) | 2022-04-27 | 2023-05-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Electrolyser and method for temperature control of an electrolysis stack |
| WO2024105239A2 (en) | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Melicon Gmbh | Gas diffusion electrode, membrane-electrode assembly and electrolytic device |
| WO2024217895A1 (en) | 2023-04-21 | 2024-10-24 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Measuring device, measuring table comprising a measuring device, and method for measuring the thickness of a flat component, in particular a gas diffusion layer |
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Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7785450B2 (en) * | 2006-02-03 | 2010-08-31 | Med-E-Cell | “On-site” carbon dioxide generator |
| RU2493939C2 (en) * | 2007-08-16 | 2013-09-27 | Х. К. Штарк Гмбх | Nanostructures consisting of gate metals and gate metal sub oxides and methods of their production |
| JP2009127068A (en) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Akita Prefectural Univ | Cathode and electrolytic cell for electrolytic treatment |
| KR101064933B1 (en) * | 2008-02-06 | 2011-09-15 | 가부시키가이샤 오메가 | Water treatment method and apparatus |
| JP5327856B2 (en) * | 2009-04-01 | 2013-10-30 | 株式会社オメガ | Water treatment method |
| WO2013137819A1 (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | Technodye Dyingcolors Private Limited | An apparatus and system for reduction of dye |
| GB201222355D0 (en) * | 2012-12-12 | 2013-01-23 | Element Six Ltd | Electrochemical cell comprising electrically conductive diamond electrodes |
| EA037348B1 (en) | 2015-02-17 | 2021-03-16 | Эвокуа Уотер Текнолоджиз Ллк | Reduced volume electrochlorination cell and method of manufacturing same |
| WO2019165161A1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | Evoqua Water Technologies Llc | Electrochlorination system configurations for the generation of high product strength solutions |
| US10920717B1 (en) * | 2018-12-19 | 2021-02-16 | Donald Owens | Hydrogen producing system and device for improving fuel efficiency and reducing emissions of internal combustion and/or diesel engines |
| EP4018790A1 (en) * | 2019-08-19 | 2022-06-29 | Atotech Deutschland GmbH & Co. KG | Manufacturing sequences for high density interconnect printed circuit boards and a high density interconnect printed circuit board |
| CN113471501B (en) * | 2021-06-28 | 2022-07-08 | 太原理工大学 | Series continuous flow microbial fuel cell system, preparation method thereof and application thereof in degrading nitrobenzene wastewater |
| GB2619902A (en) * | 2021-12-22 | 2023-12-27 | Francis Geary Paul | Flow through electrode stack |
| JPWO2023119730A1 (en) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | ||
| WO2025046512A1 (en) | 2023-08-31 | 2025-03-06 | Dioxycle | Compressible flow distribution system for electrolyzer plates |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3640020C1 (en) * | 1986-11-24 | 1988-02-18 | Heraeus Elektroden | Electrolysis cell for the electrolytic deposition of metals |
| DE4007297A1 (en) * | 1990-03-08 | 1991-09-12 | Heraeus Elektroden | ELECTROLYSIS CELL FOR ELECTROLYTIC TREATMENT OF PROCESS LIQUID |
| DE4218916A1 (en) * | 1992-06-10 | 1993-12-16 | Heraeus Elektrochemie | Process for electrolytic detoxification or regeneration of an aqueous solution containing cyanide and device for carrying out the process |
| EP0436146B1 (en) * | 1989-12-12 | 1994-04-20 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for the electrochemical regeneration of chromosulphuric acid |
| DE4306889C1 (en) * | 1993-03-05 | 1994-08-18 | Heraeus Elektrochemie | Electrode arrangement for gas-forming electrolytic processes in membrane cells and their use |
| EP0808920B1 (en) * | 1996-05-23 | 2000-04-26 | Basf Aktiengesellschaft | Process for the electrochemical reduction of organic compounds |
| WO2000034184A1 (en) * | 1998-12-07 | 2000-06-15 | The Electrosynthesis Company, Inc. | Electrolytic apparatus, methods for purification of aqueous solutions and synthesis of chemicals |
| WO2003041841A1 (en) | 2001-11-16 | 2003-05-22 | Thermagen | Liquid/gas state separating device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1268182A (en) * | 1968-04-03 | 1972-03-22 | Ici Ltd | Electrolytic cell |
| US3859195A (en) * | 1972-09-20 | 1975-01-07 | Du Pont | Apparatus for electrochemical processing |
| US4761216A (en) * | 1987-04-01 | 1988-08-02 | Olin Corporation | Multilayer electrode |
| US5653861A (en) * | 1995-04-06 | 1997-08-05 | Eka Nobel Ab | Electrochemical process |
| US5783050A (en) * | 1995-05-04 | 1998-07-21 | Eltech Systems Corporation | Electrode for electrochemical cell |
| AT408455B (en) * | 1997-09-04 | 2001-12-27 | Basf Ag | METHOD FOR REDUCING SULFUR DYES |
| US6267866B1 (en) * | 1999-10-14 | 2001-07-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fabrication of a high surface area boron-doped diamond coated metal mesh for electrochemical applications |
| DE10010060A1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-06 | Dystar Textilfarben Gmbh & Co | Mediator system for alkaline vat or sulfur dyeing of cellulose textiles comprises electrochemically-active polyvalent metal ions, hydroxy group-containing complexer and salt of an electrochemically-inactive polyvalent metal |
-
2004
- 2004-05-07 DE DE102004023161A patent/DE102004023161A1/en not_active Withdrawn
-
2005
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- 2005-05-04 JP JP2007512015A patent/JP2007536432A/en active Pending
- 2005-05-04 EP EP05745471A patent/EP1747304A1/en not_active Withdrawn
- 2005-05-04 WO PCT/EP2005/004838 patent/WO2005111271A1/en not_active Ceased
- 2005-05-05 TW TW094114536A patent/TW200606281A/en unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3640020C1 (en) * | 1986-11-24 | 1988-02-18 | Heraeus Elektroden | Electrolysis cell for the electrolytic deposition of metals |
| EP0436146B1 (en) * | 1989-12-12 | 1994-04-20 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for the electrochemical regeneration of chromosulphuric acid |
| DE4007297A1 (en) * | 1990-03-08 | 1991-09-12 | Heraeus Elektroden | ELECTROLYSIS CELL FOR ELECTROLYTIC TREATMENT OF PROCESS LIQUID |
| DE4218916A1 (en) * | 1992-06-10 | 1993-12-16 | Heraeus Elektrochemie | Process for electrolytic detoxification or regeneration of an aqueous solution containing cyanide and device for carrying out the process |
| DE4306889C1 (en) * | 1993-03-05 | 1994-08-18 | Heraeus Elektrochemie | Electrode arrangement for gas-forming electrolytic processes in membrane cells and their use |
| EP0808920B1 (en) * | 1996-05-23 | 2000-04-26 | Basf Aktiengesellschaft | Process for the electrochemical reduction of organic compounds |
| WO2000034184A1 (en) * | 1998-12-07 | 2000-06-15 | The Electrosynthesis Company, Inc. | Electrolytic apparatus, methods for purification of aqueous solutions and synthesis of chemicals |
| WO2003041841A1 (en) | 2001-11-16 | 2003-05-22 | Thermagen | Liquid/gas state separating device |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009036080A1 (en) | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for the decomposition of organic pollutants in industrial waste water and associated plant |
| WO2011015556A1 (en) | 2009-08-04 | 2011-02-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for degrading organic pollutants in industrial wastewater and associated system |
| DE102009039290A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh | Method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution, comprises pressing a perforated structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate |
| WO2014028958A1 (en) | 2012-08-24 | 2014-02-27 | Universität Innsbruck | Electrode for a galvanic cell |
| US10294572B2 (en) | 2014-06-16 | 2019-05-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas diffusion layer, electrochemical cell having such a gas diffusion layer, and electrolyzer |
| EP2957659A1 (en) | 2014-06-16 | 2015-12-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas diffusion layer, PEM electrolysis cell with such a gas diffusion layer and electrolyser |
| EP2985096A1 (en) | 2014-08-14 | 2016-02-17 | Melicon GmbH | Gas diffusion electrode |
| DE102016113727A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Condias Gmbh | Process for the electrochemical production of peroxodicarbonate and electrochemical cell for carrying out the process |
| DE102022110122A1 (en) | 2022-04-27 | 2023-05-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Electrolyser and method for temperature control of an electrolysis stack |
| WO2024105239A2 (en) | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Melicon Gmbh | Gas diffusion electrode, membrane-electrode assembly and electrolytic device |
| DE102022130553A1 (en) | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Melicon Gmbh | Gas diffusion electrode, membrane electrode assembly and electrolysis device |
| WO2024217895A1 (en) | 2023-04-21 | 2024-10-24 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Measuring device, measuring table comprising a measuring device, and method for measuring the thickness of a flat component, in particular a gas diffusion layer |
| DE102023203707A1 (en) | 2023-04-21 | 2024-10-24 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Measuring device, measuring table with a measuring device and method for measuring the thickness of a flat component, in particular a gas diffusion layer |
| EP4667622A1 (en) | 2024-06-21 | 2025-12-24 | Melicon GmbH | Gas diffusion electrode, membrane-electrode assembly, and electrolysis device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| TW200606281A (en) | 2006-02-16 |
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