Brevet FR2576325A1 — publié le 19860725

La présente invention a principalement pour objet les électrodes pour dispositifs électrochimiques comme par exemple les électrolyseurs ou les réacteurs chimiques, et le procédé de réalisation desdites électrodes. On sait qu'un électrolyseur est souvent constitué de plusieurs cellules d'électrolyse modulaire mises en série. L'interface entre deux cellules consécutives est constituée par une paroi métallique bipolaire. L'électrolyse utilise de grandes quantités d'énergie électrique. Cette énergie se retrouve d'une part sous forme d'énergie chimique fournie à l'électrolyte et d'autre part est perdue par effet Joule. On essaye pour minimiser les pertes par effet Joule de diminuer la résistance électrique des électrolyseurs. Il est connu que le fait de plaquer les électrodes contre le diaphragme diminue la résistance électrique. Pour ce faire le brevet FR 2 513 663 propose de souder des pattes reliant la paroi soutenant les électrodes aux électrodes elles-mêmes. Par élasticité ces pattes vont permettre de plaquer l'électrode contre le diaphragme. La technique employée exige une grande précision dans l'alignement de ces pattes. De plus, les techniques de soudure à employer, la soudure au laser, ou par bombardement électroniques sous vide, sont très coûteuses. Le dispositif selon la présente invention remédie aux inconvénients des électrodes de type connu. Le dispositif selon l'invention comporte une paroi supportant sur chacune de ces faces une électrode. Des pattes élastiques découpées dans ces électrodes sont soudées à ladite paroi. Avantageusement, les pattes des deux électrodes sont placées en vise-vis permettant de les souder point par point en utilisant la technique de la soudure électrique par points. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ciaprès et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels - la figure 1 est une vue en coupe schématique éclatée d'un électrolyseur bipolaire; - la figure 2 est une vue de face de la paroi de séparation munie de son électrode; - la figure 3 est une vue en coupe de la paroi de séparation munie de ses électrodes; - la figure 4 est une vue en coupe illustrant les déformations des pattes lorsque les électrodes sont pressées contre le diaphragme. Sur la figure 1, on peut voir un électrolyseur 24 bipolaire. L'électrolyseur 24 comprend N cellules 23 modulaires d'électrolyse, mises électriquement en série. Seules la première et la dernière cellule comportent un dispositif 4 d'alimentation électrique. L'électrolyseur 24 comporte des parois 1 par exemple en polysulfone. Chaque cellule 23 est partagée par un diaphragme 9 par exemple en amiante. Le diaphragme 9 sépare les gaz se dégageant à l'anode des gaz se dégageant à la cathode d'une cellule 23. Dans l'exemple illustré par la figure 1 la paroi métallique 6 supporte une anode 7 et une cathode 8. L'ensemble 5 comprenant la paroi 6, l'anode 7 et la cathode 8 est souvent appelé électrode, l'anode 7 et la cathode 8 étant appelées préélectrodes. La figure 2 représente un ensemble 5 comportant une paroi de séparation 6 supportant une électrode 7 qui seule est visible. Dans cette électrode 7 ont été découpées et embouties des pattes 12 de fixation sur la paroi 6. Les pattes 12 ont une forme permettant un grand débattement de déformation élastique afin de bien plaquer les électrodes 7 et 8 contre les diaphragmes 9. Dans un exemple de réalisation du dispositif selon Minvention, les électrodes 7 et 8 ainsi que la paroi 6 sont circulaires. Le diamètre de la paroi 6 est légèrement supérieur aux diamètres des électrodes. Dans l'exemple de réalisation du dispositif selon l'invention illustré sur la figure 2, les pattes de fixation 12 sont alignées dans cinq zones 18. Avantageusement des zones 19 des électrodes 7 et 8 ne comportant pas de pattes de fixation sont en métal déployé, facilitant le renouvellement de l'électrolyte le long des électrodes 7 et 8. Pour réaliser les pré-électrodes en une seule pièce, il est avantageux d'utiliser du ',déployé arrêté'^, qui consiste en une tôle comportant des zones alternativement déployées 19 et non déployées 18. Les pattes sont réalisées par découpe et emboutissage dans les zones non déployées 18. Un mode de réalisation comporte des bandes déployées 19 de 80 mm, alternant avec des bandes non déployées 18 de 20 mu. Sur la figure 3 on peut voir en coupe l'extrémité de l'ensemble 5 comprenant la paroi métallique 6 l'anode 7 et la cathode 3. Les électrodes 7 et 8 présentent des bords tombés 17 afin d'éviter les piqûres que peut provoquer la découpe du métal déployé. Les pattes de fixation 12 sont découpées et embouties dans les électrodes 7 et 8. Ainsi au niveau des pattes, les électrodes 7 et 8 présentent un évidement Il permettant le passage des électrodes pour la réalisation de la soudure par points. La soudure des deux électrodes 7 et 8 est réalisée simultanément au niveau des parties 16 plates plaquées en vis-a-vis sur les deux faces de la paroi métallique 6. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 2 les pattes de fixation 12 comportent en partant d'une électrode: - une partie 13 sensiblement orthogonale au plan de l'électrode; - une partie 14 sensiblement parallèle au plan de l'électrode; - une partie 15 sensiblement orthogonale au plan de l'électrode; - la partie 16 sensiblement parallèle au plan de l'électrode. Ainsi les plans des électrodes sont parallèles au plan de la paroi métallique 6. Avantageusement les parties verticales 13 et 13 sont de petite taille afin de limiter l'encombrement de l'ensemble 5. La forme des pattes de fixation 12 n'est pas limitée à cet exemple. Sur la figure 4, on peut voir les déformations mécaniques subies par l'ensemble 5 plaqué sur deux diaphragmes 9. Les parties 13 et 15 ne subissent pas de déformation notable. Dans un exemple de réalisation d'électrolyseur bipolaire des tiné à décomposer l'eau en hydrogène et oxygène l'ensemble 5 est réalisé en tille de nickel. La paroi 6 a une épaisseur de 1 mm, les électrodes 7 et 8 une épaisseur de 0,3 mm. Les évidements 11 ont pour dimensions 2S x 8 mm, les pattes ont pour longueur 25 mm, répartis sensiblement en: partie 13 :3 mm, partie 14 :10 mm, partie 15 :2 mm et partie 16: 10 mm. REVENDICATIONS 1. Electrode (7, 8), caractérisée par le fait qu'elle comporte des pattes (12) permettant sa fixation sur une paroi métallique (6), lesdites pattes (12) étant découpées et embouties dans lesdites électrodes. 2. Electrode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les pattes (12) de fixation comportent une partie (13) sensiblement orthogonale au plan de l'élecrode, suivie d'une partie (14) sensiblement parallèle au plan de l'électrode, suivie d'une partie (15) sensiblement orthogonale au plan de l'électrode (7, 8), les pattes étant capables de supporter une déformation souple. 3. Ensemble (5) électrode (7, 8) porte électrode pour électrolyseur bipolaire (24), caractérisé par le fait qu'il comporte une paroi métallique (6) supportant deux électrodes selon la revendication 1 ou 2. 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte une électrode (7, 8) fixée sur chaque face de la paroi métallique (6), les pattes (12) de fixation étant placées en vis-a-vis sur les deux faces. 5. Ensemble selon la revendication- 4, caractérisé par le fait que les pattes (12) sont soudées à la paroi (6) métallique à la soudure électrique par points. 6. Ensemble selon les revendications 3 à 5 caractérisé par le fait que les électrodes comportent des zones (19) de métal déployé alternant avec des zones de métal non déployées dans lesquelles sont réalisées les pattes. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en nickel. 8. Electrolyseur (24), caractérisé par le fait quiil comporte des éléments selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Electrolyseur (24) selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il est de type électrolyseur bipolaire. 10. Pile à combustible, caractérisé par le fait qu'elle comporte des éléments selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 11. Procédé de réalisation d'ensembles (5) comportant une paroi métallique (6) supportant des électrodes (7, 8) fixées par des pattes (12), caractérisé par le fait que les pattes (12) sont soudées point par point.