(57)【要約】  アノード（６）を有するアノードハーフセル（１）と、カソード（４）を有するカソードハーフセル（２２）と、アノードハーフセル（１）とカソードハーフセル（２２）との間に配置されたイオン交換膜（３）とで少なくとも構成される電気化学セルであって、アノード（６）および／またはカソード（４）はガス拡散電極であり、ガス拡散電極（４）とイオン交換膜（３）との間にギャップ（１１）が配置され、ガス流入口（１８）およびガス流出口（９）と共にギャップ（１１）上部に電解液供給口（１０）、ギャップ（１１）下部に電解液排出口（２０）が備えられ、電解液供給口（１０）が電解液保持容器（７）に接続しオーバーフローを有することを特徴とする電気化学セル。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード（６）を有するアノードハーフセル（１）と、カソード（４）を有するカソードハーフセル（２２）と、前記アノードハーフセル（１）と前記カソードハーフセル（２２）との間に配置されたイオン交換膜（３）とで少なくとも構成される電気化学セルであって、前記アノード（６）および／または前記カソード（４）はガス拡散電極であり、前記ガス拡散電極（４）と前記イオン交換膜（３）との間にギャップ（１１）が配置され、ガス流入口（１８）およびガス流出口（９）と共に前記ギャップ（１１）上部に電解液供給口（１０）、前記ギャップ（１１）下部に電解液排出口（２０）が備えられ、前記電解液供給口（１０）が電解液保持容器（７）に接続されオーバーフローを有することを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
前記電解液保持容器（７）が前記電解液供給口（１０）の３０〜２００ｃｍ上部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記電解液保持容器（７）がポンプを経由して前記電解液供給口（１０）に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記オーバーフローの高さが０〜１９０ｃｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記オーバーフローがオーバーフローチャネル（１２；１３）の形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記オーバーフローチャネルがＵ字型チャネル（１３）であり、その頂点が上向きであることを特徴とする請求項５に記載の電気化学セル。
【請求項７】
前記オーバーフローチャネルが直立パイプまたはシャフトの形状であることを特徴とする請求項５に記載の電気化学セル。
【請求項８】
前記ガス流出口（９）が前記電解液保持容器（７）に接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気化学セル。
【請求項９】
前記ガス流出口（９）がガス収集容器に接続され、前記ガス空間（５）が前記ギャップ（１１）から遮断されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気化学セル。
【請求項１０】
アルカリハライド水溶液を請求項１から９のいずれか一項に記載の電気化学セル中で電気分解する方法であって、電解液が電解液保持容器（７）から電解液供給口（１０）に過剰に供給され、電解液が前記電解液供給口（１０）からギャップ（１１）へ、前記ギャップ（１１）から電解液排出口（２０）へ流れ、前記電解液供給口（１０）からオーバーフローを通って流出することを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記電解液の過剰量が０．５〜３０容積％、好ましくは１〜２０容積％であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアノードを有するアノードハーフセルと、カソードを有するカソードハーフセルと、アノードハーフセルとカソードハーフセルとの間に配置されたイオン交換膜とで少なくとも構成される電気化学セルであって、アノードおよび／またはカソードはガス拡散電極である電気化学セルに関する。本発明はさらにアルカリ塩化物水溶液の電解法に関する。
【０００２】
国際公開第０１／５７２９０号は、ガス拡散電極を備え、多孔質層がガス拡散電極とイオン交換膜との間のギャップに設けられた電解セルを開示している。重力の影響により、電解液は多孔性層を介して、上端からギャップを通って下方向に流れる。国際公開第０１／５７２９０号に記載の多孔性層は発泡体、金網等で構成される。
【０００３】
米国特許第６，１７７，２８６号は同様に、ガス拡散電極を備え、ガス拡散電極とイオン交換膜との間のギャップに親水性材料層が存在する、塩化ナトリウム溶液の電気分解のための電解セルを開示する。親水性材料の層は、耐腐食性金属または樹脂を含有する多孔質構造を有することが好ましい。多孔性構造としてメッシュ、織布または発泡体を使用し得る。電解液である水酸化ナトリウムは親水性材料の層を介して、重力により電解セルの底まで下向きに流れる。
【０００４】
欧州特許第１０３３４１９号はさらに、カソードとしてガス拡散電極を備えた、塩化ナトリウム溶液を電気分解するため電解セルを開示している。ガス拡散電極によりガス空間から分離された電解液が下向きに流れるカソードハーフセル中には、電解液がその中を流れる親水性の多孔性材料が備えられている。考えられる多孔性材料は、耐腐食性であれば金属、金属酸化物または有機材料である。
【０００５】
先行技術から知られるガス拡散電極を有する電解セルでは、多孔性材料のためにガス拡散電極とイオン交換膜間のギャップが電解液で完全に満たされ得ることが保証されない。このことは、その結果、ガスが局在し蓄積する領域がギャップ中に生じるため、不利である。電流はこれらの領域内を流れることができない。電気はギャップ内の電解液が満たされた領域のみを流れるので、局部電流密度が高くなり、電解電圧がより高くなる。ガスがイオン交換膜上に集まると、その結果膜が完全に濡れなくなり、電解液の不足のために損傷し得る。
【０００６】
多孔性層はさらに、多孔性構造に入った任意のガスを再び取り出すことが困難であるという点で不利である。ガスは多孔性層内に蓄積し得るので、上記の様な不利益を生じる。動作条件下では、ガス空間中からのガスがガス拡散電極を通ってガス空間からギャップ内に通り抜ける。さらに、ガス拡散電極は濡れていないポイントを通過するガスの量を増加させる傾向があり、その効果を増幅する。
【０００７】
従って、本発明の目的は、先行技術の不利な点を避ける電解セルを提供することである。
【０００８】
本発明はアノードを有するアノードハーフセルと、カソードを有するカソードハーフセルと、アノードハーフセルとカソードハーフセルとの間に配置されたイオン交換膜とで少なくとも構成される電気化学セルであって、アノードおよび／またはカソードはガス拡散電極であり、ガス拡散電極とイオン交換膜との間にギャップが配置され、ガス流入口およびガス流出口と共にギャップ上部に電解液供給口、ギャップ下部に電解液排出口が備えられ、電解液供給口が電解液保持容器に接続されオーバーフローを有することを特徴とする電気化学セルを提供する。
【０００９】
本発明による電気化学セルの動作中、ガス拡散電極とイオン交換膜との間のギャップ中のハーフセルを通って電解液が上から下へ流れる。従って、本発明による電解セルでは、ギャップの上部に電解液供給口、ギャップの下部に電解液排出口が設けられる。ここでギャップは流れる電解液で完全に満たされる。ガス拡散電極の背後のハーフセル内の残りの空間、すなわちガス空間と呼ばれる、イオン交換膜から離れたガス拡散電極側の空間はガスで満たされる。ガス流入口を通ってガス空間中にガスが供給され、ガス流出口を通ってガスが排出される。
【００１０】
電解液供給口はギャップ上で水平チャネルを形成し、そのチャネルは電気化学セルの幅全体に延びている。従って、チャネル型の電解液供給口により、ガス拡散電極とイオン交換膜との間のギャップ中に電解液が幅全体にわたって上部から均一に供給される。この目的のために、例えば電解液供給口は下向きの多数の開口部を有し、電解セルの作動中にその開口部を通って電解液がギャップ中に流れ込む。複数の開口部の代わりに、ギャップの幅全体にわたって伸びるスロットまたはスリット型の開口部を備えることができる。電解液は電解液排出口を通ってハーフセルから流出し、電解液収集容器中に流れ込むが、電解液収集容器を経由するセルからセルへの制御されないガスの流れを避けるためには、電解液流出口が電解液収集容器中に浸されていなければならない（複数の電解セルが連結して電解槽を形成する場合は）。
【００１１】
本発明による電気化学セルは流下膜セルとしても知られている。その故障のない動作は、電極に電解液を確実に供給することに大きく依存している。工業用電解セルの場合は、その幅が２０００ｍｍより大になり得る。このことは、電極の幅全体に電解液を均一に供給しなければならないことを意味する。ガス拡散電極を電極として使用する場合、ガス空間からのガスはガス拡散電極を通ってガス拡散電極とイオン交換膜との間のギャップ中へ流入する。ギャップ中のガスのいかなる蓄積も避けなければならないので、ガスをギャップから確実に排出することが可能でなければならない。
【００１２】
ガス拡散電極とイオン交換膜との間のギャップ中を上から下へ流れる電解液をガス拡散電極に均一に供給することは、電解液保持容器と接続しオーバーフローを有する電解液供給口によって本発明の電解セルで達成される。第１の実施形態では、電解液保持容器を電解液供給口より３０〜２００ｃｍ上に配置することが好ましい。電解セルを動作中に、電解液は保持容器から流出して電解液供給口に流入する。例えば、電解液はスロット型開口部を通って電解液供給口からガス拡散電極とイオン交換膜との間のギャップ中に流入する。
【００１３】
また別な実施形態では、ポンプを経由して電解液保持容器を電解液供給口と接続する。この実施形態では、電解液保持容器は原理的に所望の位置、例えば電気化学セルの下に配置される。ポンプの助けにより、電解液は所望の注入圧で電解液供給口に送液される。
【００１４】
原理的に、所望の点で電解液保持容器を、例えば電解液供給口の一端で電解液供給口と接続する。
【００１５】
本発明による電解セルが２つ以上接続されて電解槽を形成する場合、電解槽の全ての電解セルに供給するために１個の電解液保持容器を使用し得る。または、電解セルのそれぞれに別々の保持容器を備えていてもよい。
【００１６】
本発明によれば、電解液供給口はオーバーフローを有する。オーバーフローはギャップの入り口上に０〜１９０ｃｍの高さを有することが好ましく、１〜１９０ｃｍの高さを有することが特に好ましい。原理的に、オーバーフローの高さは１ｃｍ未満もよいが、この場合はオーバーフローはギャップ入り口と同じ高さである。オーバーフローにより、電解セルが動作中、一定量の電解液が常に電解液供給口に蓄積する。オーバーフローの高さを決定する因子は、オーバーフローにより、ギャップにその幅全体にわたって電解液を連続的に供給するに十分な、ある量の電解液が電解液供給口に溜まることである。この目的のために、オーバーフローが正確に丁度溢れ出す様な量で、電解液が電解液保持容器から流出し、電解液供給口中に流入する。バルブ、例えば穿孔ディスクの形のダイアフラム等を、電解液保持容器と電解液供給口とを接続する供給ラインに備えることができる。電解液供給口からの電解液の意図的な溢水により、電極の幅全体にわたって電解液をギャップに均一に供給し、ガスをギャップから確実に放出することが可能になる。電解液の流下膜がギャップ中で破壊される様な、電解液供給口における電解液レベルの低下を溢水が防止する。とりわけ、オーバーフローはギャップから発生し電解液供給口に入るガス気泡が電解液と共に確実に流れ出す様にする。
【００１７】
原理的にはオーバーフローは電解液供給口に沿って任意の所望の位置を占めることができる。例えば、その位置は電解液供給口の一端であってもよい。
【００１８】
例えば、オーバーフローはオーバーフローチャネルの形を取り得る。この様なオーバーフローチャネルはカソードハーフセルの外側または内側のいずれかに配置し得る。ギャップ中で下向きに流れず、電解液供給口からオーバーフローチャネル中に流入し、オーバーフローチャネルから流れ出す過剰の電解液は、電解セルから例えば電解液収集容器中に排出される。例えばオーバーフローチャネルはホースまたはチューブの形、任意には穿孔ダイアフラム等の形を取る。例えばオーバーフローチャネルは上向きである。このチャネルは例えば、Ｕ字型チャネルとして構築され、その結果、過剰の電解液は電解液供給口に接続されるＵ字型オーバーフローチャネルの脚部を最初に満たし、次いで第２の脚部を通って流れ出す。
【００１９】
オーバーフローチャネルが上向き、例えばＵ字型の場合、上向きのオーバーフローチャネル上部頂点と電解液供給口との間の高さ（以後ｇとする）は０〜１９０ｃｍであることが好ましく、１〜１９０ｃｍであることが特に好ましい。同じことが任意の形のオーバーフローに同様に適用される。
【００２０】
また別な実施形態では、オーバーフローチャネルを電解ハーフセル中の直立パイプまたは垂直シャフト、チャネル等として構築してもよい。過剰の電解液はこの方法で電解セルから排出され、例えば収集容器中に流れる。セルの幅全体にわたってギャップが均一に供給される様に、直立パイプへの入り口はギャップレベルの少なくとも１ｃｍ上であることが好ましい。
【００２１】
オーバーフローを通って排出される電解液は収集容器に向かって流れることが好ましい。これは、例えば電解セルの外側に配置されたホースまたはチューブであるチャネルによって行われる。電解液が収集容器から保持容器中へポンプ送液され電解セルに再度供給される様に、収集容器と保持容器を接続してもよい。
【００２２】
保持容器から電解液供給口へ流れる電解液の量は、保持容器中の電解液レベルと電解液供給口中の液体レベルとの高さの差に依存する。この様にして決定される高さの差をこれ以降ｈと称する。電解液供給口中の液体レベルは、同様にオーバーフローの高さに依存し、この高さはどれだけの量の電解液が電解液供給口内に溜まるかを決定する。電解液が保持容器から電解液供給口にポンプ送液される場合、電解液供給口に配送される電解液の量はポンプの供給ヘッドの高さｈに依存する。
【００２３】
本発明による電解セルのまた別な実施形態では、上向きのオーバーフローチャネルまたは直立パイプ、シャフト、チャネル等の代わりに、またはそれに加えて実質的に水平であるオーバーフローチャネルを備えることも可能である。過剰の電解液をこの様な水平に配置したオーバーフローチャネルを通って電解セルから排出することもできる。
【００２４】
例えばＵ字型オーバーフローチャネルおよびギャップを通って流れ出すことができる量以上の電解液が加えられた場合、ギャップ上のチャネル型電解液供給口内の電解液の圧力が増加する。電解液供給口中の圧力を、オーバーフローチャネルの高さｇを選ぶことにより調節し得る。より高い圧力でより多くの電解液がギャップを通過し得る。この様にして、異なった電流密度で異なった量の電解液にギャップが晒される。例えば高い電流密度で電解液がより凝縮され、その結果イオン交換膜が損傷する場合、このことは有利である。しかしながら、電解液がより高い体積流量でギャップを通過する場合、これを避け得る。高さの差の割合、すなわちｇに対するｈの割合を相互に変化させることで、電解液供給口内の圧力を意図的に調節し得る。ｇがｈより小さいか等しいことを確認する必要がある。
【００２５】
本発明による電解セルの利点は、自由なオーバーフローの単純な原理により、ガス拡散電極とイオン交換膜との間にガスを均一に供給し、ガスをギャップから確実に排出することが可能であるという事実にある。さらに、ギャップ中の流量をオーバーフローにより直接的に制御することができる。その上、ガス拡散電極と膜の間のギャップ中の圧力のいかなる動的増加も避けることが可能である。この動的増加はガス拡散電極に有害であり、例えば電解液供給口の自由オーバーフローを機能させず、ポンプによる電解液の直接供給で生じると考えられる。
【００２６】
酸素、空気または酸素富化空気（以後簡略化のため酸素と称する）が、好ましくはガス空間の下にあるレセプタクル（ガス収集容器とも呼ばれる）からガス拡散電極を有するハーフセルのガス空間中に供給される。ガス入り口としてのガス分配チューブを通って、ハーフセルの幅全体に均一に供給が行われる。消費されない酸素はガス出口を通ってハーフセルの上部のガス空間から排出される。または、ガスを電解ハーフセルの上部に供給し、下部に排出してもよい。
【００２７】
第１の実施形態では、電解液保持容器が同時に過剰酸素に対するガス収集容器となる様に、ガス出口が電解液保持容器に接続される。この場合、消費されない酸素はガス空間からガス出口としてのガスラインを通って電解液保持容器へ渡され、ガスラインは電解液の液体レベルより下に沈められていることが好ましい。ガスラインが電解液保持容器中に浸漬され、電解液排出ラインも同時に電解液収集容器中に浸漬されている場合、電解液排出ラインが収集容器中に浸漬されているよりも浅く、ガスラインを電解液保持容器中に浸漬する必要がある。過剰の酸素をリサイクルして利用を最適にし得る。
【００２８】
電解液保持容器が同時にガス収集容器となるこの好ましい実施形態は、酸素と電解液に対して１個のみの保持容器が必要であるという利点を有する。しかしながら、個々の場合では酸素と電解液に対して独立のレセプタクルを備えることも可能である。この場合、電解液保持容器を電解セルの下に配置してもよく、過剰の電解液がオーバーフローチャネルを通って自由に流出し得るとすれば（オーバーフローチャネル内の自由容量の検証）、電解液は電解液保持容器から電解液供給口にポンプで配送される。
【００２９】
別な実施形態では、ガス出口をガス収集容器と接続し、ガス空間をギャップから遮断する。これは、電解液がギャップから流出するガス空間の下部でも電解液はガス空間に入れず、そこに蓄積することを意味する。ガス空間をギャップからプレート、例えば金属プレートで遮断してもよい。この実施形態では、ガス収集容器は別個の収集容器であり、その中にガス出口としてのガスラインを通って過剰の酸素が流入する。この様にして、酸素圧をギャップ中の圧力条件と独立に調節できる。この実施形態では、ガス空間はその下端に排出開口部を有する。
【００３０】
好ましい実施形態では、ギャップ中にバッフルが備えられる。流速が自由落下と比較して減少する様に、バッフルは電解液がギャップ中に自由に落下することを防止する。しかしながら、同時にバッフルが電解液をギャップ中に充満させる結果となってはならない。ギャップ中の静水カラムの圧力損失を補償する様に、バッフルが選ばれる。バッフルの例は国際公開第０３／０４２３０号および国際公開第０１／５７２９０号に記載されている。
【００３１】
バッフルは電解液が通り抜けて流れ得る開口部を有する薄い板、フィルム等で構成されてもよい。バッフルはギャップ中の電解液の流れの方向に対し横向きに、すなわち垂直または傾いて配置される。プレート状のバッフルが水平方向に対して傾いていることが好ましいが、バッフルは一軸のみ、または両軸で傾いている。バッフルが流れの方向に対して傾いて配置されている場合、バッフルはイオン交換膜の方向とガス拡散電極の方向の双方の方向に傾き得る。さらに、バッフルが電気化学セルの幅全体に傾いてもよい。
【００３２】
本発明はまた、本発明による電気化学セル中のアルカリハライド水溶液の電解法を提供する。その方法は、電解液が電解液保持容器から電解液供給口に過剰に供給され、電解液が電解液供給口からギャップ中に、およびギャップから電解液排出口へ流入し、オーバーフローを経由して電解液供給口から流れ出すことが特徴である。
【００３３】
本発明の目的では、電解液供給口における電解液の過剰とは、幅全体にわたって電解液供給口が常に均一に電解液フィルムで満たされることを意味する。従って、電解セルが動作中に電解液が常にギャップを通って流れ出すが、電解液供給口中のある電解液レベルが常に同時に電解液供給口の幅全体に存在しなければならない。ある量の電解液がギャップのみでなくオーバーフローも通って電解液供給口から常に流れ出す場合、これはきわめて容易に保証される。
【００３４】
オーバーフローを通して排出される電解液の過剰は、０．５〜３０容積％であることが好ましく、１〜２０容積％であることが特に好ましい。
【００３５】
故障のない運転に対し流下膜セルに必要とされる電解液の量は、流下膜セルの設計のみに依存し、選ばれた電流密度には依存しないことが重要な特徴である。従って、電解液の過剰は電解運転中の最初に１回のみ調節する必要があるが、運転中は一定に保つようにのみ調節すればよい。電解セルの最適運転に必要な電解液濃度がギャップ中で達成される様に、ｇに対するｈの有効な高さ比を選ばなければならない。
【００３６】
本発明による電気化学セルを、少なくとも１つの電極がガス拡散電極である異なった電解法に使用し得る。ガス拡散電極は好ましくはカソード、特に好ましくは酸素消費カソードとして作動するが、電気化学セルに供給されるガスが酸素含有ガス、例えば空気、酸素富化空気または酸素自体である。本発明によるセルはアルカリハライド水溶液、特に塩化ナトリウム水溶液の電解に使用されることが好ましい。
【００３７】
塩化ナトリウム水溶液の電解の場合は、ガス拡散電極は例えば以下の構造のものである：ガス拡散電極は少なくとも伝導性支持体と電気化学的に活性な被覆で構成される。電導性支持体は金属製、特にニッケル、銀または銀メッキニッケル製のメッシュ、織布、ブレード、編み布または不織布、または発泡体であることが好ましい。電気化学的に活性な被覆は少なくとも触媒、例えば酸化銀（Ｉ）と、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のバインダーで構成されることが好ましい。電気化学的に活性な被覆は１層、または複数層を有してよい。支持体上に塗布される、例えば炭素とポリテトラフルオロエチレンとの混合物製のガス拡散層をさらに備えてもよい。
【００３８】
例えば、チタン製の電極をアノードとして使用し、その電極は例えばルテニウム−イリジウム−チタン酸化物またはルテニウム−チタン酸化物で被覆される。
【００３９】
例えばデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）製のナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ  ＮＸ２０１０：登録商標）等の従来の市販膜をイオン交換膜として使用してもよい。
【００４０】
水酸化ナトリウム水溶液の電解に適した本発明による電解セルは、ガス拡散電極とイオン交換膜との間に好ましくは０．２〜５ｍｍ、特に好ましくは０．５〜３ｍｍの幅のギャップを有する。
【００４１】
本発明を添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【００４２】
図１は長手方向断面図の本発明による電気化学セルの一実施形態を示す。電解液は電解液保持容器７から電解液供給ライン８を通ってガス拡散電極４を有する電解ハーフセルの電解液供給口１０中へ流れる（図２）。電解液保持容器７は電解液供給口１０の上部に配置されている。電解液供給口１０はギャップ１１の上部の電解ハーフセルの幅全体にわたって長手方向に走っている（図２)。保持容器７内の液体レベルと電解液供給口１０内の液体レベルとの差は、ｈで表される。
【００４３】
電解液は上部からギャップ１１内に、電解液供給口１０を通って電解ハーフセルの幅全体に均一に流れる（図２)。ギャップ１１中で、電解液はガス空間５に開かれた電解液排出口２０内に下向きに流れ（図２）、電解液排出口２０から電解液排出ライン１５を通って電解液収集容器１４中に流れる。
【００４４】
ある特定の実施形態では、ガス空間５は閉鎖板としての金属板、例えば金属シート２３で電解液排出口２０から分離されている。レセプタクル７から離れた酸素レセプタクル（図示せず）と共同して、ギャップ１１中の圧力条件と独立に酸素圧を調節し、ガス拡散電極に対する最適運転条件を確立することが可能である。排液開口部（図示せず）は、ガス拡散電極の反対側に生じる濃縮液を排出することができる。
【００４５】
本発明によれば、電解ハーフセルは実施形態中ではＵ字型で示されるオーバーフローチャネル１３を有し、Ｕ字形チャネルの頂点は上向きである。さらに、図示された実施形態では、実質的に水平に配置されたまた別なオーバーフローチャネル１２が備えられる。ギャップ１１から流れ出さない過剰の電解液はオーバーフローチャネル１２を通って、電解ハーフセルの側面に対し実質的に垂直に配置され、過剰の電解液を下方向に排出するサイドチャネル２１中に流れる。過剰の電解液は電解液収集容器１４中に集められる。
【００４６】
過剰の電解液が極めて大量で単にギャップ１１およびオーバーフローチャネル１２を通って排出できない場合は、電解液の一部はＵ字型オーバーフローチャネル１３を通って下向きにサイドチャネル２１中に流れる。オーバーフローチャネル１３の頂点と電解液供給口１０中の液体レベルとの間の高さの差はｇで表される。
【００４７】
ギャップ１１の下部に、開口部１９を有するガス分配チューブ１８が電解ハーフセルに沿って同様に長手方向走り、その開口部を通って酸素がガス保持容器１７から電解ハーフセルのガス空間５中に流れる。従って、ガス分配チューブ１８は電解ハーフセル中へのガス流入口を形成する。消費されない酸素はガス出口としてのガスライン９を通ってガス空間５から流れ出し、電解液保持容器７中に流れる。図示された実施形態では、電解液保持容器７は同時にガス収集容器となる。
【００４８】
図１に記載の実施形態では、電解液を収集容器１４から保持容器７へポンプ送液するポンプ３０がさらに備えられている。
【００４９】
図２は図１に記載の電解セルの断面図を示す。図２はアノード６を有するアノードハーフセル１とカソードとしてのガス拡散電極４を有するカソードハーフセル２２で構成される。２つのハーフセル１、２２はイオン交換膜３で相互に分離される。イオン交換膜３とガス拡散電極４との間にギャップ１１が位置する。ガス空間５はガス拡散電極４の背後に配置される。このようにして、ガス空間５はガス拡散電極４の背後にバックスペースを形成する。
【００５０】
図２に示す様に、電解液排出ライン１５を通る電解液が最終的に電解液収集容器１４内に集められるまで、電解液は電解液供給口１０からギャップ１１内に、およびギャップ１１から電解液排出口２０に流れる。ガス空間５内にガス分配チューブ１８を通って流れるガスは、ガス出口９を通って電解セル上部の電解液保持容器７に流れる。金属板２３によりガス空間５と電解液排出口２０が分離される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係わる電解セルのある実施形態における概略長手方向断面図である。
【図２】図１の本発明に係わる電解セルの概略断面図である。
【図１】
2007532777.tif 000003
【図２】
2007532777.tif 000004
【国際調査報告】
2007532777.tif 000005
2007532777.tif 000006
2007532777.tif 000007
2007532777.tif 000008