Brevet FR2540674A1 — publié le 19840810

Dispositif de séparation des électrodes d'une cellule electroohimipue La présente invention a pour objet un dispositif de séparation des électrodes d'une cellule electrochimique, constitué par des plots montés sur un diaphragme tissé comportant des fils de chaste et des fils de trame. Dans les cellules électrochimiques il y a nécessité de sépares deux électrodes de polarité différente par un diaphragme, pour éviter le contact électrique ou séparer les espèces chimiques formées aux électrodes, et de prévoir de chaque côté du diaphragme un espace suffisamment large à l'aide de plots jouant le rôle d'espaceurs délimitant un compartiment anodique et un compartiment cathodique permettant notamment l'évacuation aisée des gaz issus des réactions aux électrodes. On connait par le 2ème certificat d'addition FR 94909 du brevet principal FR 1.453.953 de la demanderesse, des diaphragmes munis d'espaceurs de caractéristiques différentes. Ceci conduit à une augmentation de la résistivité globale et à des difficultés d'assemblage. On sait que les diaphragmes peuvent être obtenus par tissage et que les espaceurs sont habituellement en matière plastique pour assurer une isolation électrique. Ce type d'espaceurs augmente cependant la résistivité de l'ensemble par occultation partielle du diaphragme. D'autre part, l'assemblage des matériaux de nature différente par thermo-soudage, par rivetage ou par tout autre procédé, entraine souvent une fragilité de l'ensemble, ainsi que des défauts d'étanchéité aux gaz à la liaison espaceur-diaphragme. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de séparation constitué d'un diaphragme et d'espaceurs de nieme matiere, diminuant la résistivité de l'ensemble par perméabilité ionique des espaceurs et par absence de bulles de gaz stationnaires sur les espaceurs. Cette invention permet également de réaliser une batterie de cellules électrochimiques de faible épaisseur, en plaçant un tel diaphragme entre les deux électrodes de chaque cellule. Ce dispositif de séparation présente également d'autres avantages, comme par exemple, une augmentation de l'étanchéité vis-à-vis des gaz au niveau de la liaison diaphragme-espaceur, notamment pour les dispositifs de séparation minces fonctionnant avec une différence de pression entre leur deux faces, et une augmentation de la solidité de ce dispositif de séparation permettant une manutention aisée lors du montage et une excellente résistance au vieillissement de la liaison espaceur-diaphragme Le dispositif de séparation selon l'invention est caractérisé en ce que les plots et le diaphragme forment un bloc unique tissé, les plots étant des surépaisseurs de matière. De préférence, les plots sont constitués par des boucles formées sur des cordons qui remplacent certains des fils de chaîne, et qui ont un plus grand diamètre que ceux-ci. Ces cordons définissent des nervures moins saillantes que les plots, dont chacune interconnecte les plots placés le long d'un même cordon. Avantageusement, les fils de channe, les fils de fond du diaphragme et les cordons sont en fils d'amiante. Il est décrit ci-après, et en référence aux figures du dessin annexé, un dispositif de séparation selon l'invention, et une cellule électrochimique muni d'un tel dispositif de séparation. La figure 1 représente trois cellules électrochimiques selon l'art antérieur. La figure 2 représente le dispositif de séparation en perspective. La figure 3 représente ce dispositif de séparation vu sur la tranche au niveau d'un cordon, et monté entre deux électrodes d'une cellule électrochimique. Dans la figure 1, on voit trois cellules électrochimiques accolés 1, 2, 3. La cellule 1 possède une électrode 10 et une électrode 11 bipolaire de polarité opposée, séparée ou non par une feuille métallique mince. La cellule 3 possède une électrode 13 et une électrode 12 bipolaire, de polarité opposée, séparée ou non par une feuille métallique mince. Chaque cellule 1, 2, 3 possède un diaphragme respectif tissé 21, 22, 23 et chaque diaphragme est séparé d'une électrode par des espaceurs. Par exemple, à l'intérieur de la cellule 1, le diaphragme tissé 21 est séparé de l'électrode 10 par les espaceurs 31, 339 35 se présentant sous la forme de plots en matière plastique, et séparé de l'électrode 11 par les espaceurs 32, 34, 36 se présentant également sous la forme de plots en matière plastique. Ces plots en matière plastique augmentent la résistivité de l'ensemble, car il y a apparition de bulles de gaz stationnaires sur ces espaceurs, et au niveau de chaque paire de plot, une surface (par exemple A pour les plots 33, 34) est occultée et aucun échange ionique ne peut se réaliser à travers cette surface. La figure 2 montre un dispositif de séparation tissé 6 possédant un diaphragme tissé 5 ayant des fils de fond constitués par des fils de chaîne 52 et des fils de trame 51. Les fils de fond 52 et 51 sont constitués par des fibres d'amiante et ont une armature métallique par exemple en nickei-chrome. Les fils de fond 52 et 51 ont un diamètre compris entre 0,5 mm et 1,5 mm et de préférence voisin de 1 mm. Le diaphragme suivant l'invention présente des plots solides isolés 54 qui forment des saillies sur une des'deux faces du tissu et des plots solides isolés 55 qui forment des saillies sur l'autre face du tissu. Les plots 54 et 55 sont répartis suivant la surface du tissu. Les plots 54 et 55 sont constitués respectivement par des boucles formées sur des cordons 53 qui remplacent certains des fils de channe 52. Les cordons 53 ont un plus grand diasètre que les fils 52. Ces cordons 53 définissent des nervures 56 entre chaque plot moins saillantes que les plots 54 et 55. Chaque nervure 56 interconnecte les plots 54 et 55 placés le long d'un même cordon 53. Les cordons 53 sont constitués par des fibres d'amiante et ont un diamètre compris entre 0,5 mm et 4 mm et de préférence voisin de 3 mm. Chaque plot #54, 55 forme une saillie dont la hauteur est comprise entre 0,5 mm et 2 mm.et de préférence voisine de 1,5 mm. Chaque nervure 56 a une hauteur sensiblement-moitié de celle de chaque plot 54, 55. Les plots 54, 55 et les nervures 56 sont prévus sur l'une et l'autre faces du diaphragme. Les plots 54 disposés le long d'une nervure 56 sur une des deux faces du diaphragme sont décalés par rapport aux plots 55 qui sont disposés le long de cette nervure 56 sur 1'autre face du diaphragme. La figure 3 représente le montage d'un dispositif de sépara- tion 6 entre 'deux électrodes 41, 42 d'une cellule électrochimique 4. On voit ce dispositif de séparation 6 sur la tranche, possédant au moins un cordon 53 placé verticalement dans la cellule 4 et tressé entre les fils de trame 51. Le cordon 53 est bouclé pour former des plots 54 sur une face du diaphragme, et 55 sur l'autre face. Les plots 55 sont légèrement placés. plus bas que les plots 54, ceci ne nuit nullement à la bonne tenue du diaphragme entre les électrodes et présente l'avantage d'obtenir une bonne perméabilité ionique au niveau des plots. Selon une autre forme de réalisation les plots 54 et 55 peuvent également être en vis-à-vis Ces plots solidaires du diaphragme et de meme nature, possèdent donc les mêmes propriétés de perméabilité ionique et de tension superficielle que le diaphragme. Sans sortir du cadre de l'invention, il est évident que le dispositif de séparation peut ne posséder des plots que sur une seule face, et que chaque fil peut être armé ou non. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de séparation (6) des électrodes (41, 42) d'une cellule électrochimique (4), constitué par des plots (54, 55) montés sur un diaphragme tissé (5) comportant des fils de chaine (52) et des fils de trame (51), caractérisé en ce que les plots et le diaphragme forment un bloc unique tissé, les plots étant des surépaisseurs de matière. 2/ Dispositif de séparation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plots sont constitués par des boucles formées sur des cordons (53) qui remplacent certains des fils de chaine (52), et qui ont un plus grand diamètre que ceux-ci. 3/ Dispositif de séparation selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits cordons (53) définissent des nervures (56) moins saillantes que les plots, dont chacune interconnecte les plots (54, 55) placés le long d'un même cordon (53). 4/ Dispositif de séparation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fils de chaîne (52) et les fils de fond (51) du diaphragme (5) sont en fils d'amiante. 5/ Dispositif de séparation suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les fils de chaîne (52) et les fils de trame (51) ont un diamètre compris entre 0,5 mm et 1,5 mm et de préférence voisin de 1 mm. 6/ Dispositif de séparation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les cordons (53) sont en fils d'amiante. 7/ Dispositif de séparation suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les cordons (53) ont un diamètre compris entre 0,5 mm et 4 mm et de préférence voisin de 3 mm. 8/ Dispositif de séparation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque plot (54, 55) forme une saillie dont la hauteur est comprise entre 0,5 mm et 2 mm et de préférence voisine de 1,5 mm. 9/ Dispositif de séparation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque nervure (56) a une hauteur sensiblement moitié de celle de chaque plot. 10/ Dispositif de séparation suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 9, caractérisé en ce que les plots (54, 55) et les nervures (56) sont prévus sur l'une et l'autre faces du diaphragme. 11/ Dispositif de séparation suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les plots (54) disposés le long d'une nervure (56) sur une des deux faces sont décalés par rapport aux plots (55) qui sont disposés le long de cette nervure (56) sur l'autre face du diaphragme.