[发明专利]利用氧阴极体系电解碱金属卤化物盐水的方法

权利要求书

1.一种在电解池中电解碱金属卤化物盐水的方法，电解池包括具有

  至少一个阳极的阳极室和具有至少一个阴极的阴极室以及将阳极

  室与阴极室分开并与阴极室接触的膜，该方法包括：

  a.将碱金属卤化物盐水加入阳极室；

  b.电解碱金属卤化物盐水，以产生卤素气体和碱金属离子；

  c.碱金属离子和水通过膜进入阴极室；

  d.将含氧气体加入阴极室以便在阴极还原氧气并产生浓缩的碱

    金属氢氧化物溶液；

其中，紧邻接阴极放置流场，以便于氧气传输至阴极和碱金属氢氧化物离开阴极，流场包含导电材料，其孔率至少30％和平均孔径至少10微米。

2.权利要求1的方法，其中将一块厚度至少10密耳(0.25毫米)、3

  英寸(7.62厘米)×3英寸(7.62厘米)的所述材料垂直放在3/16

  英寸(0.48厘米)深的水中时，10秒钟内每克材料能吸收至少0.1

  克水。

3.权利要求2的方法，其中所述多孔材料的厚度为至少20密耳

  (0.51毫米)，将一块3英寸(7.62厘米)×3英寸(7.62厘米)的

  该材料垂直放在3/16英寸(0.48厘米)深的水中时，10秒钟内每

  克材料能吸收至少1克水。

4.权利要求1的方法，其中所述导电材料的孔率为至少50％。

5.权利要求1的方法，其中所述导电材料的孔率为至少80％。

6.权利要求1的方法，其中所述导电材料的平均孔径为至少50微

  米。

7.权利要求1的方法，其中所述阴极在膜的一侧包括至少两层含催

  化活性粒子的墨，其中至少两层含催化活性粒子的墨包含具有侧

  磺酸基团的聚四氟乙烯聚合物，其当量相差大于50。

8.权利要求7的方法，其中具有最低当量的层与所述膜邻接。

9.权利要求7的方法，其中所述聚四氟乙烯聚合物的当量小于950，在小于100℃下该聚合物基本不溶于水。

10.权利要求1的方法，其中在加入阴极室之前将含氧气体润温。

11.权利要求1的方法，其中所述含氧气体以这样的速度加入以致基本无氢气产生。

12.权利要求1的方法，其中所述导电材料具有不同平均孔径的至少两个部分，其中与阴极邻接的该层第一部分的孔率不大于未与阴极邻接的该层第二部分的孔率；第二部分的孔率为至少30％；第二部分的平均孔径为至少4微米，并且比第一部分的平均孔径大至少两倍。

13.一种在电解池电解碱金属卤化物盐水的方法，电解池具有包括具有阳极侧和阴极侧的固体聚合物膜的膜电极组件、与阳极侧接触的阳极室和与阴极侧接触的阴极室；该方法包括：a.将碱金属卤化物盐水加入阳极室；b.电解碱金属卤化物盐水，以产生卤素气体和碱金属离子；c.碱金属离子和水通过膜进入阴极室；d.将含氧气体加入阴极室，以便在阴极还原氧气和产生浓缩的碱  金属氢氧化物溶液；其中，所述膜电极组件在阴极侧进一步包括至少一个活性层，活性层包括(a)催化活性粒子和(b)当量小于950的离聚体，该离聚体在小于100℃下基本不溶于水。

14.权利要求13的方法，其中所述活性层包括至少99％(重量)的催化活性粒子和离聚体的混合物。

15.权利要求13的方法，其中所述活性层的厚度为至少1微米。

16.权利要求13的方法，其中所述活性层的厚度为至少10微米。

17.权利要求13的方法，其中所述活性层的孔率为至少30％。

18.权利要求13的方法，其中所述活性层的孔率为至少50％。

19.权利要求13的方法，其中所述活性层的平均孔径在0.01微米至10微米之间。