DE2847955C2 - Verfahren zum Herstellen von Halogenen durch Elektrolyse wäßriger Alkalimetallhalogenide - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Halogenen durch Elektrolyse wäßriger Alkalimetallhalogenide

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DE2847955C2 DE2847955A DE2847955A DE2847955C2 DE 2847955 C2 DE2847955 C2 DE 2847955C2 DE 2847955 A DE2847955 A DE 2847955A DE 2847955 A DE2847955 A DE 2847955A DE 2847955 C2 DE2847955 C2 DE 2847955C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Halogenen durch Elektrolyse wäßriger Alkalimetallhalogenide nach dem Verfahren gemäß Patentanmeldung P 28 44 496.4.
Bei dem Verfahren der vorgenannten Patentanmeldung tritt eine Wasserstoffentwicklung an der Kathode auf. So wird z. B. bei der Salzlaugenelektrolyse das Wasser unter Bildung von Hydroxylionen und Wasserstoffgas an der Kathode reduziert.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Wasserstoffentwicklung an der Kathode verhindert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein sauerstoffhaltiger Gasstrom über die Kathode geleitet wird, um die Wasserstoffentwicklung daran durch Depolarisation zu verhindern.
Es wurde festgestellt, daß eine beträchtliche Verminderung der Zellspannung in der Größenordnung von 0,6—0,7 Volt möglich ist, wenn man die Wasserstoffentwicklung an der Kathode beseitigt Durch die Sauerstoffdepolarisierung der Kathode bildet sich an der Kathode anstelle von gasförmigem Wasserstoff Wasser in einem sauren System. Da die O2/H+ -Umsetzung unter Bildung von Wasser anodischer ist als die H + /H2-Entladungsreaktion, wird die Zellspannung beträchtlich um 0,5 Volt oder mehr vermindert. Die Kathode wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform mit einer porösen Schicht aus hydrophoben Material, wie Polytetrafluorätiiylen oder einem polytetrafluoräthylenhaltigen Material bedeckt. Die Schicht verhindert die Bildung eines Wasserfilmes über der Elektrode, der Sauerstoff vom Zugang zu den kataiytischen Stellen blockiert. Die Schicht weist viele nicht miteinander verbundene Poren auf, die den Wasserfilm aufbrechen und den Sauerstoff im Gasstrom zur Kathode gelangen lassen, wodurch diese depolarisiert und die Wasserstoffentwicklung zumindest begrenzt wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt
F i g. 1 eine auseinandergezogene, teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht einer Zelleinheit, in der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann und
F i g. 2 eine schematische Darstellung der Zelle und der in verschiedenen Teilen der Zelle während der Elektrolyse eines wäßrigen Alkalimetallchlorids stattfindenden Reaktionen.
Die in Fig. 1 gezeigte Zelle tO weist eine Membran 12 auf, die vorzugsweise eine selektive Kationendurchlässigkeit hat und mit der die Zelle in die Anoden- und Kathoduikammer getrennt ist. Eine Kathode 13, vorzugsweise in Form einer Schicht elektrokatalytischer Teilchen, getragen von einem leitenden Netz 14 (siehe Fig.2) befindet sich in innigem Kontakt mit der oberen Oberfläche der ionentransportierenden Membran 12, mit der die Kathode verbunden ist. Die Anode, die eine ähnliche katalytische Teilchenmasse sein kann, die nicht dargestellt ist, befindet sich in innigem Kontakt mit der anderen Seite der Membran.
Die Zelle ist zwischen der den Anodenstrom sammelnden Rückenplatte 15 und der den Kathodenstrom sammelnden Rückenplatte 17, die beide bequemerweise aus Graphit hergestellt sein können, zusammengeklemmt. Die Membran und die benachbarten Komponenten sind gegen die Flansche 18 der Stromsammler-Rückplatten geklemmt, um die Zelle fest an Ort und Stelle zu halten. Die Anodenstromsammler-Rückplatte 15 weist eine Ausnehmung auf, um eine Anolytkammer 19 zu schaffen, durch die der Anolyt zirkuliert. Die Kammer 19 ist mit Rippen versehen und weist eine Vielzahl von Flüssigkeits-'erteilungskanälen 20 auf, durch die die wäßrige Alkalimetallhalogenidlösung in die Kammer eingebracht und durch welche die Halogenelektrolyse-Produkte, die an der Anode entladen werden, entfernt werden können. Die kathodenstromsammelnde Rückplatte 17 weist eine ähnliche Ausnehmung mit ähnlichen Flüssigkeitsverteilungskanälen auf, die jedoch nicht dargestellt ist.
Bei der Salzlaugenelektrolyse wird Wasser zusammen mit einem sauerstoffhaltigen Gasstrom in die Kathodenkammer geleitet, um für die Depolarisation der Kathode zu sorgen. Um den Strom gleichmäßig zu verteilen ist ein Anodenstrom sammelndes Netz 21 zwischen den Erhöhungen in der Anodenstromsammler-Rückplatte 15 und der Ionenaustauschermembran 12 angeordnet.
Die Kathode ist allgemein als 13 bezeichnet und besteht aus einem leitenden Netz, z. B. aus Gold, das eine Masse mit Polytetrafluoräthylen gebundener katalytischer Teilchen, wie Platinschwarz trägt. Das Netz trägt die katalytischen Teilchen, die mit der
Membran verbunden sind und schafft eine Elektronenstromleitung durch die Elektrode. Diese ist erforderlich, weil die Kathode von einer Schicht hydrophoben Materials 22 bedeckt ist, das ein Polytetrafluoräthylen sein kann. Die hydrophobe Schicht ist über der Kathode angeordnet, die ihrerseits mit der Ionenaustausch^ membran verbunden ist. Die hydrophobe Schicht verhindert die Bildung eines Wasserfilms auf der Oberfläche der Elektrode und das Blockieren des Sauerstoffes beim Zugang zur Kathode. Während der Salzlaugencxktrolyse, wird die Kathodenoberfläche mit Wasser oder verdünnter Lauge gespült, um die an der Kathode gebildete Lauge zu verdünnen und die Rückwanderung hoch konzentrierter Lauge durch die Membran zur Anode zu vermindern. Durch dieses Spülen kann sich an der Oberfläche der Kathode ein Wasserfilm bilden, der den Durchgang des Sauerstoffes zur Kathode blockiert. Damit würde die Depolarisation der Kathode verhindert werden und die Wasserstoffentwicklung und damit die Zellspannung zunehmen. Die hydrophobe Schicht 22 hindert die Bildung des Wasserfilmes. Die auf der Oberfläche der hydrophoben Schicht vorhandenen Wasserperlen lassen den porösen, miteinander verbundenen gasdurchlässigen Bereich viel zugänglicher bleiben, so daß der Sauerstoff durch die Schicht und die Poren in die Elektrode diffundiert.
Da die hydrophobe Schicht 22 normalerweise nicht leitend ist, müssen Anstalten getroffen werden, sie leitend zu machen, um den Elektronenstromfluß zur Kathode zu gestatten. Die Schicht 22 besteht so aus alternierenden Streifen von Polytetrafluoräthylen und Metallstreifen 25, wie Niob. Die leitenden Streifen 25 erstrecken sich entlang der gesamten Länge der Schicht 22 und sind mit dem Netz 13 verschweißt. Dies gestattet den Stromfluß von der Kathode durch die leitenden Streifen 25 zum Niob- oder Tantalnetz oder der perforierten Platte 27, die in direktem Kontakt mit der stromleitenden Rückenplatte 17 aus Graphit steht. Die perforierte Platte 27 kann unter gewissen Umständen weggelassen werden oder man kann an ihrer Stelle ein Netz aus gerecktem Metall verwenden.
In einer anderen Ausführungsform, die die Notwendigkeit der Befestigung oder des Anschweißen der stromsammelnden Streifen 25 an das die Elektrode tragende Netz vermeidet, ist die Schicht 22 eine Mischung aus hydrophoben Polytetrafluoräthylenteilchen und leitenden Graphit- oder Metallteilchen. Wird eine leitende und hydrophobe Schicht benutzt, dann kann das die Kathode tragende Netz 14 aus Gold vollständig weggelassen werden. Die leitende hydrophobe Schicht wird direkt gegen die Elektrode gepreßt, die mit der Oberfläche der Membran verbunden ist. Diese Konstruktion hat offensichtliche Vorteile, da sowohl die Kosten der Elektrode als auch die Kompliziertheit ihrer Herstellung vermindert ist.
Das stromleitende Netz 14 oder das perforierte Teil wird zwischen der hydrophoben Schicht 22 und der kathodenstromleitenden Rückenplatte 17 angeordnet, und es kann aus Nickel, rostfreiem oder niedrig gekohltem Stahl oder irgendeinem anderen gegenüber Lauge beständigem Material im Falle der Salzlaugenelektrolyse bestehen.
Die Kathode besteht aus einer Masse leitender elektrokatalytischer Teilchen, die vorzugsweise Platinschwarz oder thermist-h stabilisierte reduzierte Oxide anderer Platingruppefimetalle sind, wie Oxide oder reduzierte Oxide von Ruthenium, Iridium, Osmium, Palladium, Rodium, die mit Fluorkohlenstoffteilchen, wie Polytetrafluorathylenteilchen zu einer porösen gasdurchlässigen Elektrode verbunden sind.
Fig. 2 veranschaulicht diagrammartig die in einer Zelle mit einer Sauerstoff-depolarisierten Kathode während der Salzlaugenelektrolyse stattfindenden Reaktionen. Wäßriges Natriumchlorid wird in die Anodenkammer geleitet, die durch eine kationiscne Membran 12 von der Kathodenkammer getrennt ist. Für die Salzlaugenelektrolyse ist die Membran 12, wie noch näher erläutert werden wird, eine Verbundmembran, die aus einer Anodenseitenschicht 30 hohen Wassergehaltes (20—35% bezogen auf das Trockengewicht der Membran) und einer Kathodenseitenschicht 31 geringen Wassergehaltes (5—15% bezogen auf das Trockengewicht der Membran) besteht, die durch ein Teflongewebe 32 voneinander getrennt sind. Die einen geringen Wassergehalt aufweisende Schicht 31 erhöht die Fähigkeit der Membran zur Abweisung von Hydroxylionen und dies vermindert die Diffusion von Natriumhydroxid zurück durch die Membran zur Anode.
Die katalytisch^ Anode 33 für die Salzlaugenelektrolyse ist eine gebundene teilchenförmige Masse katalytischer Teilchen, wie thermisch stabilisierte, reduzierte Oxide von Platir.gruppenmetallen. Beispiele davon sind die Oxide von Ruthenium, Iridium, Ruthenium/Iridium mit oder ohne die Oxide von Titan, Niob oder Tantal sowie mit oder ohne Graphit. Die thermisch stabilisierten Oxide dieser Platingruppenmetallteilchen haben sich als besonders wirksam erwiesen. Vorzugsweise steht die Anode auch in inniger Berührung mit der Membran 12 durch Verbinden damit, obwohl dies nicht absolut notwendig ist. Ein Stromkollektor 34 wird gegen die Oberfläche der Anode 33 gepreßt und ist mit dem positiven Anschluß einer Energiequelle verbunden.
Die Kathode 13 ist eine teilchenförmige Masse katalytischer Edelmetallteilchen, wie Platinschwarzteilchen, die mit gasdurchlässigen und hydrophoben Polytetrafluorathylenteilchen gebunden sind, wobei die Masse in einem Goldnetz 14 gehalten ist. Die Kathode 13 befindet sich in innigem Kontakt mit der Seite 31 der Membran 12 mit geringem Wassergehalt, durch Verbinder: mit der Oberfläche dsr Membran durch Einbetten in die Oberfläche der Membran. Die Kathode 13 ist bei der Salziaugenelektrolysezelle auch durch eine leitende hydrophobe Schicht 22 bedeckt, die in einem Falle durch Einbringen stromleitender Niobstreifen 25 in die Schicht leitfähig gemacht ist. Die Stromleiter 25 sind mit dem negativen Anschluß der Energiequelle verbunden, so daß ein Elektrolysepotential an die Zellelektroden gelegt werden kann.
Die in die Anodenkammer eingebrachte Natriumchloridlösung wird an der Anode 33 unter Entstehung von Chlor, wie durch die Bläschen 35 veranschaulicht, elektrolysiert. Die Natriumionen werden durch die Membran 12 zur Kathode 13 transportiert. Ein Strom aus Wasser oder wäßriger NaOH, der durch dip Pfeile angedeutet ist, wird in die Kathodenkammer geleitet und wirkt als Katholyt. Ein sauerstoffhaltiges. Gas, wie Luft, wird ebenfalls in die Kathodenkammer mit einer Strömungsgeschwindigkeit eingeführt, die gleich oder größer ist als die stöchiometrisch erforderliche Menge. Sauersloffhaltiges Gas und Wasserstrom 36 werden über die hydrophobe Schicht geleitet, um die an der Kathode gebildete Lauge zu verdünnen. Da Lauge Polytetrafluoräthylen leicht benetzt, gelangt die Lauge zur Oberfläche der Schicht 22 und wird dort zur Verminderung der Konzentration verdünnt. Gleichzeitig verhindert die hydrophobe Natur der Schicht 22 die
Bildung eines Wasserfilms, der den Zugang des Sauerstoffes zur Elektrode blockieren könnte. Anstelle des Spülens der Kathodenoberfläche mit Wasser kann der Katholyt auch dadurch eingeführt werden, daß man den Sauerstoffstrom vor dem Einbringen in die Kathodenkammer mit Wasser übersättigt. Wasser wird an der Kathode unter Bildung von Hydroxylionen reduziert, die sich mit den durch die Membran transponierten Natriumionen unter Bildung von NaOH an der Grenzfläche von Membran und Elektrode kombinieren.
Die in den verschiedenen Teilen der Zelle ablaufenden Reaktionen sind die folgenden:
Reaktion
Standardelektroden-
Potential 		Tatsächliches
Potential bei
Vo :<24 mA/cm2
+ 1,358 -■f 1,5
0,7 V
-0,828 -1,1
2,186 ~ 3,30 V
Anode
2 NaCi-Ci2 + 2 NV + 2 e~ (Ϊ) Durch die Membran: 2 Na+ x H2O Spannungsabfall aufgrund von iR
Kathode (keine Depolarisation)
2H2O + 2e=*H2 + 2OH- (2) Gesamtreaktion (keine Depolarisation) 2 Na+Cl" + H2O-H2 + Cl2 + 2 NaOH (3)
Kathode (mit Depolarisation)
H2O + KO1 + 2 e~ -2 OH" (4) Gesamtreaktion (mit Depolarisation) 2 Na+Cl+ + H2O + V2O2-Cl2 + 2 NaOH (5)
Das Standardelektroden-Potential für die Sauerstoffelektrode in einer alkalischen Lösung beträgt + 0,401 Volt. Wasser, Sauerstoff und Elektronen reagieren unter Bildung von Hydroxylionen ohne Wasserstoffionencntladung. In der normalen Reaktion, bei der Wasserstoffionen entladen werden, beträgt das Standard-Elektroden-Potential für die Wasserstoffentladung in Alkali für die Einheitenaktivität der Lauge —0,828 Volt. Durch Sauerstoffdepolarisierung der Ka- w thodc wird die Zeüspannung um die theoretischen 1,23VoIt vermindert Eine tatsächliche Verminderung der Zellspannung um 0,5 bis 0,6 Volt wird erreicht. Es ist daher leicht ersichtlich, daß die Depolarisierung der Kathode bei der Salzlaugenelektrolyse auch zu einer sehr viel spannungseffizienteren Zelle führt. Die beträchtliche Verringerung bei der Zellspannung für die Elektrolyse von wäßrigen Alkalimetalihalogeniden ist der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung und hat eine offensten''Lne und sehr bedeutsame Wirkung auf die Gesamtwirtschaftlichkeit des Verfahrens.
Das auf die Oberfläche der Elektrode aufgebrachte Polytetrafluoräthylen hat vorzugsweise eine Dicke von 0,05 bis 0,25 mm und in der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform ist diese hydrophobe Schicht auf der teilchenförmigen Masse 13 aufgebracht, die von dem Netz 14 getragen wird. Leitende Niobstreifen 25 sind durch Punktschweißen mit dem Netz verbunden und feste Streifen aus porösem Polytetrafluoräthylenfilm sind in den Räumen zwischen dem Stromkollektorstreifen aufgebracht Dies führt zu einer allgemein homogenen Schicht, die aus alternierenden Streifen aus Polytetrafluoräthylen-Filmen und Niobstromkollektoren besteht
Die Polytetrafluoräthylenschicht hat eine Dichte von 0,5—1,3 g/cm3 und ein Porenvolumen von 70—95%. Die Größe der nicht miteinander verbundenen Poren in der Teflonschicht liegt im Bereich von 10—60 μΐη. Mit einer er/Ci2
OH /H7
O2/H+
+ 0,401
+ 0,957
~- 0,500
2,7 V
solchen Konstruktion kann eine Luftströmung von 500—2500 ml/sec/6,25 cm2 bei einem Druckunterschied von etwa 0,014 kg/cm2durch den Film leicht aufrechterhalten werden.
Bei der Salzlaugenelektrolyse liegt die Zuführungsgeschwindigkeit der Alkalimetallchlorid-Lösung (NaCl) im Bereich von 200-2000 ml/min/930 cm2/108 mA/cm2. Die Salzkonzentration sollte im Bereich von 2,5—5 Mol (150—300 g/l) gehalten werden, wobei die 5molare Konzentration bevorzugt ist, da die Kathodenstromwirksamkeit direkt mit der Konzentration der zugeführten Salzlauge zunimmt. Das Wasser wird in der. Kaiholyten eingeführt und zu Hydroxylionen zersetzt. Das Wasser spült auch die Elektrodenschicht, um die Laugenkonzentration zu vermindern.
Bei der Elektrolyse wird ein sauerstoffhaltiger Gasstrom, vorzugsweise Luft, obwohl auch ein anderes Trägergas benutzt werden kann, in die Kathodenkammer mit einer Geschwindigkeit eingeführt, die mindestens dem stöchiometrischen Bedarf entspricht, z. B. etwa 1500 ml/min/930 cm2 der Kathodenoberflache, um die Kathode zu depolarisieren und eine Wasserstoffionenentladung zu verhindern. Eine Zuführungsgeschwindigkeit von mehr als der stöchiometrisch erforderlichen Menge (das 1,5—3fache) sollte in den meisten Fällen benutzt werden.
Die Salzlaugenlösung wird vorzugsweise mit HCl angesäuert, um die Sauerstoffentwicklung an der Anode aufgrund der rückgewanderten Lauge minimal zu halten. Durch Zugabe von mindestens 0,25 molarer HCl zur Salzlauge wird die Sauerstoffentwicklung auf weniger als 0,5% vermindert Ein Betriebspotential von 2.9—3,3VoIt in Abhängigkeit von der Membran und Eiektrodenzusammensetzung bei etwa 325 mA/cm2 wird an die Zelle angelegt und die Salzlauge wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 70—900C gehalten.
Es wurden Zellen mit lonenaustauschermembranen gebaut, deren Kathoden mit der Membran verbunden waren und diese Zellen wurden bei der Salzelektrolyse eingesetzt, um die Wirkung der Sauerstoffdepolarisation der Kathode auf die Zellspannung und die Wirkung anderer Parameter, wie der Konzentration der zugeführten zu elektrolysierenden Lösung, der Stromdichte zu bestimmen.
Zur Elektrolyse von Salzlauge wurde eine Zelle gebaut mit einer Polytetrafluoräthylen-gebundenen Platinschwarzkathode auf einem Goldträgernetz und mit einem nicht-benetzenden Polytetrafluoräthylenfilm über der Elektrodenoberfläche. Die Kathode wurde in eine handelsübliche aus zwei Schichten bestehende Membran eingebettet. Eine Polytetrafluoräthylen-gebundene Rutneiiiuniuxid/Graphii-Ancdc wurde mit der anderen Seite der Membran verbunden. Eine Salzlösung von 90°C wurde in die Zelle eingeführt und diese mit einer Stromdichte von 324 mA/cm2 betrieben. Das Verfahren wurde bei einer Zellspannung von 2,7 Volt und einer Kathodenstromeffizienz von 69% bei 0,9 molarer NaOH und einer Sauerstoffzuführung von 2000 ml/min (entsprechend dem 9,6fachen der stöchiometrisch erforderlichen Menge) ausgeführt.
Die gleiche Zelle, ohne Sauerstoffdepolarisation betrieben, d. h. es entwickelte sich Wasserstoff, hatte eine Zellspannung von 3,3 Volt bei 324 mA/cm2 und 90°C und eine Kathodenstromeffizienz von 64% bei 0,8 molarer NaOH. Die gleiche Zelle wurde dann bei verschiedenen Stromdichten sowohl mit Sauerstoffdepolarisierter Kathode als auch ohne Sauerstoff-depolarisierte Kathode betrieben. Die Zellspannungen als Funktion de- Stromdichte sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt.
Tabelle I
30
Stromdichte
(mA/cm2)
Zellspannung (V)
(depolarisiert)
Zellspannung (V)
(nicht depolarisiert)
54 1,64 2,44
108 2,02 2,60
216 2,46 2,96
324 2,70 3,30
432 2,95 3,60
40
45
Mit steigender Stromdichte nimmt auch die Zellspannung zu, da bei geringerer Stromdichte weniger Sauerstoff zu den katalytischen Stellen der Kathode
gelangen muß, um die e-wünschte Reaktion aufrechtzuerhalten und die Wasserstoffentwicklung zu begrenzen. Mit zunehmender Stromdichte wird mehr Wasserstoff erzeugt und die Zellspannung nimmt zu. Die Depolarisation der Kathode führt jedoch auch hier über einen weiten Bereich der Stromdichten zu einer um 0,6—0,7 Volt verminderten Zellspannung.
Es wurde eine Zelle ähnlich der oben beschriebenen konstruiert, bei der die Kathode in die eine Oberfläche einer Membran der vorgenannten Art eingebettet war. Die Kathode bestand aus Polytetrafluoräthylen-gebundenem Platinschwarz als Katalysator mit einem Nickelträgernetz und einem nicht-benetzenden porösen Teflonfilm. Diese Zelle unterschied sich von der obigen dadurch, daß die Anode nicht mit der Membranoberfläche verbunden war. Diese Anode bestand aus einem Platin-plattierten Nioonetz, das gegen die Membran gelegt war. Die Zellspannung betrug bei 324 mA/cm2 bei einer Temperatur der zugeführten Salzlauge von 900C 3,6 Volt, wenn die Zelle mit einer Sauerstoffzuführung von 2000 ml/min (entsprechend dem 9,6fachen der stöchiometrisch erforderlichen Menge) betrieben wurde, um die Kathode zu depolarisieren. Die gleiche Zelle, die ohne Sauerstoffzufuhr bei der Stromdichte von 324 mA/cm2 betrieben wurde, erforderte eine Zellspannung von 4,3 Volt. Es ergibt sich also eine Spannungsverminderung von 0,7 Volt durch die Kathodendepolarisation. Diese Zelle wurde dann noch bei verschiedenen Stromdichten sowohl mit als auch ohne Sauerstoffdepolarisation betrieben. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle Il zusammengefaßt.
Tabelle II
Stromdichte
(mA/cm2)
Zellspannung (V) Zellspannung (V)
(depolarisiert) (nicht depolarisiert)
54 1,80 2,26
108 2,28 2,74
216 3,16 3,72
324 3,6 4,3
Die Sauerstoffdepolarisation der Kathode bei der Salzlaugenelektrolyse führt zu einer beträchtlichen Verbesserung durch Verminderung der Zellspannung um 0,6—0,7 Volt, verglichen mit dem Betrieb ohne Sauerstoffdepolarisation, aber sonst gleichen Bedingungen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Halogenen durch Elektrolyse wäßriger Alkalimetallhalogenide zwischen einer Anode und einer Kathode, die durch eine Ionenaustauschermembran getrennt sind, wobei die Kathode ein elektrisch leitendes, katalytisches Material, gebunden an die Membran zur Schaffung einer gasdurchlässigen Elektrode aufweist, die Teil einer einheitlichen Struktur aus Elektrode und Membran bildet und man mittels separater, elektronenleitender Stromkollektoren, die sich in physischem Kontakt mit dem elektrochemisch aktiven, katalytischen Material befinden, ein Potential an die Elektroden anlegt, nach Patentanmeldung , P 28 44 496.4-41, dadurch gekennzeichnet, daß ein sauerstoffhaltiger Gassirom über die Kathode geleitet wird, um d'.e Wasserstoffentwicklung daran durch Depolarisation zu verhindern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrokatalysator von einer porösen hydrophoben Schicht bedeckt ist, um die Bildung eines Wasserfilms über der Elektrode zu verhindern und das Durchdringen des Sauerstoffs zum Elektrokatalysator sicherzustellen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophobe Schicht ein leitender Film ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff der Kathode in mindestens der stöchiomctrischen Menge zugeführt wird, die zur Wasserbildung erforderlich ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstuffstrom zur Kathode im Bereich zwischen dem IV2- und dem 3fachen der stöchiometrisch erforderlichen Menge liegt.
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