162464. lajstromszámú szabadalom • Elektród elektrokatalikus kerámiai félvezető felületekkel

162464 7 rácsába szennyező atomokat vittünk, így például fémoxidokat olyan kompozícióval szennyeztünk, mely az alapkristály kristályrácsát hibássá teszi és az oxidot félvezetővé alakítja. A találmány szerinti elektródoknál nemcsak titán- és tantáloxid-tartalmú keramikus félvezetőket használhatunk, hanem minden olyan fémoxid félvezetőt, melyet úgy állítottunk elő, hogy az alap-kristályokban hibahelyet hoztunk létre, így például a félvezető előállítására szolgáló kompozíciót az anód felületén felhevítettük. Alkalmazhatunk azonban olyan félvezetőket, melyeknél az anyag félvezetővé tételére az oxid kristályrácsából oxigént vontunk el. A keramikus félvezetőből készült bevonat olyan katalizátort tartalmaz, mely katalitikusan elősegíti a kloridionok klórmolekulákká történő átalakulását és a klórmolekulák eltávozását az anódfelületről az elektrolitba. Erre a célra bármely alkalmas, a klór kiválását elősegítő anyag megfelel, így a platinacsoportba tartozó fémek oxidjai, grafit, vasoxidok, különösen a magnetit, ólomdioxid, mangán, molibdén, ón, kobalt, antimon, rénium, vanadium, nikkel, arany, ezüst, lantán stb. oxidjai. A klór kiválását elősegítő katalizátor a keramikus félvezető katalizátorban 1—50%-nyi mennyiségben lehet jelen. E katalizátornak mindenképpen rendelkeznie kell a kívánt elektrokatalitikus hatással, s ellenállónak kell lenni a cellában lejátszódó elektrolitikus folyamat közegével szemben. A találmány szerinti elektródok 2. és 3. ábrán látható kiviteli formájánál a 38. számmal jelzett munkafelület a 39. számú csatlakozással kapcsolódik a 36a áramvezető sínhez. A 39. csatlakozás lehet hegesztés, szegecselés vagy egyéb kötésfajta. A 36a áramvezető sín a 30. számú áramvezető sínhez kapcsolódik, mely viszont a szóbanforgó vezetősínhez hegesztett, belül csavarmenettel ellátott karmantyú segítségével a 22. számú vezetősínnel van összeköttetésben. A 22. vezetősínt azonban a 20. áramvezetőbe fúrt, menettel ellátott lyukba is becsavarozhatjuk. A szóbanforgó ábrán a 36a áramvezetőből 8 darab, a 30. áramvezetőből 2 darab látható, a fenti áramvezetők száma azonban nem döntő. Az áramvezetőknek ezenkívül a bevonatnak az anódfelületen sütéssel való rögzítésénél is nagy szerepe van, mivel a fenti sínek az anód felületét kimerevítik, s így az anód felülete még akkor sem torzul el, ha az anódháló vékony és a keramikus félvezető-réteg rögzítésére nagy hőmérsékletet alkalmazunk. A 30. számmal jelzett áramvezetősín vagy a 36a áramvezetőn helyezkedik el és hegesztéssel van odarögzítve, vagy a 36a vezetősín hornyokkal van ellátva; ebben az esetben a szóbanforgó 30. számú vezetősínek a hornyokba csatlakoznak. Az említett két áramvezető sín célszerűen egymásra merőlegesen helyezkedik el, azonban jobb áramelosztás megvalósítására megengedett a 90°-tól való eltérés. Az anódhoz tartozó 4 db titánból készült hüvely (28. sz.; a 2. ábrán csak kettő van feltüntetve) kettesével helyezkedik el, s az anód hosszában húzódó 30. számú áramvezető sínhez csatlakozik. A 22. számú rézből készült gyűjtősín a hüvelyekben van elhelyezve, a cellán belüli gázoktól és folyadékoktól a titán hüvely védi. 8 A 38. számú szita titánból vagy más szelephatású fémből készült lemeze a 36a keresztgerenda alsó sarkaihoz csatlakozik. Ilyen módon mikor a kloridion az elektrolízis során az anódhoz vándorol és 5 a katalizátor hatására klórgázzá alakul, a klórgázbuborékok szabadon haladhatnak a háló részein. Az ismertetett felépítésű anód 38. számú munkafelületének 38b elülső és 38c hátsó oldala olyan félvezető-réteggel van bevonva, mely mindkét oldalon 10 katalizálja a klorid-kiválást. Erre a célra bármely alkalmas anyag használható. Megtehetjük azt is, hogy az anód elülső és hátsó felületén különböző vastagságú bevonatot alkalmazunk, így például a bevonat 70%-a az anód katódhoz közelebbi felüle-15 tén, 30%-a az anódtól távolabbi felületén helyezkedhet el. Az így készített és bevont elektród — mint az az 5. ábrán is látható — az áramot mind a katódhoz közelebb eső, mind a katódtói távolabb eső ol-20 dalán fogja vezetni. Az ábrán a két anódhálót „A" betűvel jelöltük, a katódfelületet pedig „B"-vel. Az áramvonalakat a c. szaggatott vonalak ábrázolják. Mint az ábrán látható, az áramvonalak az „A" anódhálónak mind a felső, mind az alsó felüle-25 téről kiindulnak, és a katód vezető felületére merőlegesen érnek véget. A d, e és f folyamatos vonalak az ekvipotenciális helyeket jelölik. A találmány szerinti anódok (vagy más állandó méretű elektródok) fent ismertetett felépítése és 30 működése lehetővé teszi, hogy mind diafragmás, mind higanykatódos cellákban lényegesen nagyobb áram sűrűséggel elektrolizáljunk, mint a hagyományos grafit-anódok alkalmazása esetén. (Körülbelül kétszer nagyobb áramsűrűséget alkalmazhatunk, 35 feltéve, hogy a találmány szerinti anódok mindkét oldalukon be vannak vonva keramikus félvezető réteggel.) Ilyen módon a találmány szerinti anódok alkalmazása következtében adott termelési kapacitást kevesebb, de nagyobb áramerejű cellával vagy 40 azonos számú, de kisebb cellával tudunk elérni. Ennek eredményeképp nagy megtakarítások érhetők el a cellákkal kapcsolatos beruházásoknál. A 6. ábrán a 3. és 4. ábra anódhálójához hasonló anód látható. A különbség azonban az, hogy ennél 45 az anódnál csak anód 38b alsó része van ellátva keramikus félvezető-réteggel, az anód többi része a 38d szigetelő réteggel van bevonva. A szigetelő réteg ellenállása nagyobb, mint a 38b keramikus félvezetőbevonaté, s így az elektródról folyó áram kizárólag 50 a 38b keramikus félvezető-rétegről lép ki. A 7. ábrán a 6. ábrán bemutatott, a találmány szerinti keramikus félvezetővel csak egyik oldalon fedett elektród áramvonalainak vázlatos rajzát mutatjuk be. A két anódfelületet „A"-val, a katód-55 felületet „B"-vel jelöltük. Az anódháló felső részét a szigetelőként viselkedő 38d bevonattal láttuk el, a háló alsó része a 6. ábránál említett keramikus félvezetővel van bevonva. Az áramvonalakat a c' szaggatott vonalak jelölik. Mint az ábrán látható, 00 áram csak az anód alsó oldaláról folyik. Az ábrán a d', e' és f folyamatos vonalak az ekvipotenciális helyeket kötik össze. Ezek a vonalak a találmány 7. ábrán látható kiviteli formájánál körülölelik az anódhálót, majd az anód felső felületébe futnak be. G5 A 8. ábrán egy, a 2.987.463 lajstromszámú ame-4