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11. 发明公开

EP4124677A1 BRUCHSTABILE TRENNWAND UMFASSEND FESTELEKTROLYTKERAMIKEN FÜR ELEKTROLYSEZELLEN 审中-实审转让
公开(公告)号：EP4124677A1
公开(公告)日：2023-02-01
申请号：EP21188420.0
申请日：2021-07-29
申请人： Evonik Functional Solutions GmbH
发明人： REINSBERG, Philip Heinrich , HORN, Michael
IPC分类号： C25B13/02 , C25B13/07 , C25B9/19 , C25B9/21 , C25B3/13 , C25B3/25 , C25B3/07
摘要： Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Trennwand W, welche sich zum Einsatz in einer Elektrolysezelle E eignet. Die Trennwand W umfasst mindestens zwei alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F A und F B , die durch mindestens ein Trennelement T voneinander getrennt sind. Im Vergleich zu den Fällen gemäß Stand der Technik, in denen die Trennwand W den Festelektrolyten in einem Stück umfasst, ist diese Anordnung flexibler, und den einzelnen Keramiken stehen mehr Freiheitsgrade zur Verfügung, um z.B. mit Schrumpfung oder Ausdehnung auf Temperaturschwankungen zu reagieren. Dadurch erhöht sich die Stabilität gegenüber mechanischen Spannungen in der Keramik.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Elektrolysezelle E, welche eine Kathodenkammer K K umfasst, die durch die Trennwand W von der benachbarten Kammer, bei der es sich um die Anodenkammer K A oder eine Mittelkammer K M der Elektrolysezelle E handelt, abgetrennt ist.
In einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Alkalimetallalkoholatlösung in der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.

12. 发明公开

EP4112778A1 DREIKAMMERELEKTROLYSEZELLE ZUR HERSTELLUNG VON ALKALIMETALLALKOHOLATEN 有权转让
公开(公告)号：EP4112778A1
公开(公告)日：2023-01-04
申请号：EP21182467.7
申请日：2021-06-29
申请人： Evonik Functional Solutions GmbH , Ruhr-Universität Bochum
发明人： Schumann, Prof., Wolfgang , Neumann, Dr., Manfred , Horn, Dr., Michael , Reinsberg, Dr., Philip Heinrich , Gärtner, Dr., Felix , Malter, Dr., Jutta , Stenner, Patrik
IPC分类号： C25B3/07 , C25B3/20 , C25B9/13 , C25B9/21 , C25B13/07
摘要： Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Elektrolysezelle, welche drei Kammern aufweist, wobei die mittlere Kammer durch einen für Kationen durchlässigen Festelektrolyten, beispielsweise NaSICON, von der Kathodenkammer und durch eine Diffusionsbarriere von der Anodenkammer abgetrennt ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Kammer eine zusätzliche Kathode umfasst.
Die erfindungsgemäße Elektrolysezelle löst das Problem, dass sich während der Elektrolyse ein Konzentrationsgradient in der Mittelkammer der Elektrolysezelle bildet, der zu lokal erniedrigten pH-Werten und damit zu einer Schädigung des Festelektrolyten führt. Mithilfe einer zusätzlichen kathodischen Elektrode in der Mittelkammer werden während der Elektrolyse Hydroxidionen generiert, wodurch die Ausbildung eines pH-Gradienten bzw. eines sauren Milieus in der Nähe des Festelektrolyten verhindert wird.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Alkalimetallalkoholatlösung in der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle.

13. 发明公开

EP4144889A1 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON ALKALIMETALLALKOHOLATEN IN EINER ELEKTROLYSEZELLE 无效转让
公开(公告)号：EP4144889A1
公开(公告)日：2023-03-08
申请号：EP21195065.4
申请日：2021-09-06
申请人： Evonik Functional Solutions GmbH
发明人： REINSBERG, Philip Heinrich , HORN, Michael , TEUFERT, Rüdiger , WEINER, Marc
IPC分类号： C25B3/07 , C25B3/20 , C25B3/25 , C25B9/13 , C25B9/19 , C25B9/21 , C25B13/07
摘要： Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Alkalimetallalkoholatlösung L 1 in einer Elektrolysezelle E, die mindestens eine Kathodenkammer K K , mindestens eine Anodenkammer K A und gegebenenfalls eine dazwischen liegende Mittelkammer K M umfasst.
Der Innenraum I KK der Kathodenkammer K K ist durch eine Trennwand W umfassend mindestens eine alkalikationenleitende Festelektrolytkeramik (= "AFK") F (z.B. NaSICON) vom Innenraum I KA der Anodenkammer K A bzw. in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E eine Mittelkammer K M umfasst, vom Innenraum I KM der Mittelkammer K M abgetrennt. F hat die Oberfläche O F , und ein Teil O A/MK dieser Oberfläche O F kontaktiert den Innenraum I KM bzw. den Innenraum I KA direkt, und ein Teil O KK dieser Oberfläche O F kontaktiert den Innenraum I KK direkt.
Die Oberfläche O A/MK und/oder die Oberfläche O KK umfasst mindestens einen Teil einer Oberfläche O FΔ . O FΔ ergibt sich aus einem Vorbehandlungsschritt, in dem F aus einer AFK F' mit der Oberfläche O F' hergestellt wird.
Im Vorbehandlungsschritt wird durch Sputtern der Oberfläche O F' mit Edelgaskationen N + AFK von F' abgetragen, und die AFK F mit der Oberfläche O F umfassend die durch das Sputtern ausgebildete Oberfläche O pΔ erhalten.
Bei der Elektrolyse zur Herstellung der Alkalimetallalkoholate mit F anstatt von F' ergibt sich eine verbesserte Leitfähigkeit, wodurch bei konstanter Stromdichte eine geringere Spannung verwendet werden kann.

14. 发明公开

EP4124675A1 BRUCHSTABILE TRENNWAND UMFASSEND FESTELEKTROLYTKERAMIKEN FÜR ELEKTROLYSEZELLEN 有权转让
公开(公告)号：EP4124675A1
公开(公告)日：2023-02-01
申请号：EP21188434.1
申请日：2021-07-29
申请人： Evonik Functional Solutions GmbH
发明人： REINSBERG, Philip Heinrich , HORN, Michael , STENNER, Patrik , STADTMÜLLER, Tobias , RUWWE, Johannes , MALTER, Jutta
IPC分类号： C25B3/07 , C25B3/25 , C25B9/19 , C25B9/21 , C25B13/02 , C25B13/07
摘要： Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Trennwand W, welche sich zum Einsatz in einer Elektrolysezelle E eignet. Die Trennwand W umfasst ein Rahmenelement R, welches ein Randelement R R und ein Trennelement R T ausbildet. Das Rahmenelement R umfasst zwei einander gegenüberliegende Teile R 1 und R 2 , zwischen denen mindestens zwei alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F A und F B angeordnet sind. Das Trennelement R T liegt zwischen den von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken und trennt diese voneinander ab.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Teile R 1 und R 2 durch mindestens ein Befestigungselement B R am Randelement R R und mindestens ein Befestigungselement B T am Trennelement R T aneinander befestigt sind.
Im Vergleich zu den Fällen gemäß Stand der Technik, in denen die Trennwand W den Festelektrolyten in einem Stück umfasst, ist diese Anordnung einerseits flexibler, da den einzelnen Keramiken mehr Freiheitsgrade zur Verfügung stehen, um z.B. mit Schrumpfung oder Ausdehnung auf Temperaturschwankungen zu reagieren. Dadurch erhöht sich die Stabilität gegenüber mechanischen Spannungen in der Keramik. Gleichzeitig wird die mechanische Stabilität der Anordnung der mindestens zwei Festelektrolytkeramiken zwischen den Teilen R 1 und R 2 dadurch erhöht, dass die Teile R 1 und R 2 sowohl am Randelement R R als auch am Trennelement R T durch mindestens ein Befestigungselement B R bzw. B T aneinander befestigt sind.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Elektrolysezelle E, welche eine Kathodenkammer K K umfasst, die durch die Trennwand W von der benachbarten Kammer, bei der es sich um die Anodenkammer K A oder eine Mittelkammer K M der Elektrolysezelle E handelt, abgetrennt ist.
In einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Alkalimetallalkoholatlösung in der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.

15. 发明公开

EP4112779A1 DREIKAMMERELEKTROLYSEZELLE ZUR HERSTELLUNG VON ALKALIMETALLALKOHOLATEN 有权转让
公开(公告)号：EP4112779A1
公开(公告)日：2023-01-04
申请号：EP21182468.5
申请日：2021-06-29
申请人： Evonik Functional Solutions GmbH
发明人： REINSBERG, Philip Heinrich , HORN, Michael , WOLF, Jörn Klaus Erich
IPC分类号： C25B3/07 , C25B3/20 , C25B9/13 , C25B9/21 , C25B13/07
摘要： Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Elektrolysezelle, welche drei Kammern aufweist, wobei die mittlere Kammer durch einen für Kationen durchlässigen Festelektrolyten, beispielsweise NaSICON, von der Kathodenkammer und durch eine Diffusionsbarriere, beispielsweise einer für Kationen oder Anionen selektiven Membran, von der Anodenkammer abgetrennt ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Kammer eine mechanische Rührvorrichtung umfasst.
Das erfindungsgemäße Elektrolysezelle löst das Problem, dass sich während der Elektrolyse ein Konzentrationsgradient in der Mittelkammer der Elektrolysezelle bildet, der zu lokal erniedrigten pH-Werten und damit zu einer Schädigung des Festelektrolyten führt. Mithilfe der mechanischen Rührvorrichtung kann die Elektrolytlösung in der Mittelkammer während der Elektrolyse gerührt werden. Dies führt zu einer Vermischung der Elektrolytlösung in der Mittelkammer, wodurch die Ausbildung eines pH-Gradienten verhindert wird.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Alkalimetallalkoholatlösung in der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle.

16. 发明公开

EP3885471A1 VERBESSERTES VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON NATRIUMALKOHOLATEN 有权转让
公开(公告)号：EP3885471A1
公开(公告)日：2021-09-29
申请号：EP20165250.0
申请日：2020-03-24
申请人： Evonik Functional Solutions GmbH
发明人： HORN, Michael , GÄRTNER, Felix , REINSBERG, Philip Heinrich , TEUFERT, Rüdiger
IPC分类号： C25B3/04 , C25B13/04 , B01D61/00 , C07C31/30 , C25B9/08
摘要： Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Natriumalkoholat. Das Verfahren wird in einer Elektrolysezelle durchgeführt, welche drei Kammern aufweist, wobei die mittlere Kammer durch einen für Natriumionen durchlässigen Festelektrolyten, beispielsweise NaSICON, von der Kathodenkammer und durch eine Diffusionsbarriere, beispielsweise einer für Kationen oder Anionen selektiven Membran, von der Anodenkammer abgetrennt ist. Durch die Geometrie der Elektrolysezelle wird der für Natriumionen durchlässige Festelektrolyt vor säurebedingter Zerstörung durch den bei der Elektrolyse fallenden pH-Wert des Anolyten geschützt. Im Verfahren wird als Anolyt eine Sole eingesetzt, welche neben NaCl auch Carbonate und/oder Hydrogencarbonate umfasst. Solche Solen entstehen typischerweise bei der Vorbehandlung von Rohsolen, die beispielsweise aus Meersalz gewonnen werden. Bei dieser Vorbehandlung werden von Natrium verschiedene Metallionen, wie zum Beispiel Sr 2 , Ba 2+ , Ca 2+ , Mg 2+ , mittels Carbonatfällung aus der Rohsole entfernt und so eine Sole umfassend NaCl und Carbonat und/oder Hydrogencarbonat erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren löst das Problem, dass sich während der Elektrolyse dieser aus der Vorbehandlung erhaltenen Sole CO 2 aus diesen Carbonaten und/oder Hydrogencarbonaten in der Elektrolysezelle bildet. Es verhindert die Ausbildung eines die Elektrolyse störenden Gaskissens in der Elektrolysezelle und verringert die Kontaminierung des Chlors mit CO 2 .

17. 发明公开

EP3885470A1 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON ALKALIMETALLALKOHOLATEN IN EINER DREIKAMMERELEKTROLYSEZELLE 有权转让
公开(公告)号：EP3885470A1
公开(公告)日：2021-09-29
申请号：EP20165238.5
申请日：2020-03-24
申请人： Evonik Functional Solutions GmbH
发明人： HORN, Michael , REINSBERG, Philip Heinrich , GÄRTNER, Felix , MALTER, Jutta , STENNER, Patrik , STADTMÜLLER, Tobias
IPC分类号： C25B3/04 , C25B13/04 , B01D61/00 , C07C31/30 , C25B9/08
摘要： Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrochemischen Herstellung einer Alkalimetallalkoholatlösung. Das Verfahren wird in einer Elektrolysezelle durchgeführt, welche drei Kammern aufweist, wobei die mittlere Kammer durch einen für Kationen durchlässigen Festelektrolyten, beispielsweise NaSICON, von der Kathodenkammer und durch eine Diffusionsbarriere, beispielsweise einer für Kationen oder Anionen selektiven Membran, von der Anodenkammer abgetrennt ist.

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