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 eine 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.

1. Hintergrund der Erfindung

Die elektrochemische Herstellung von Alkalimetallalkoholatlösungen ist ein wichtiger industrieller Prozess, der beispielsweise in der DE 10360758 A1 , der US 2006/0226022 A1 und der WO 2005/059205 A1 beschrieben ist. Das Prinzip dieser Verfahren spiegelt sich in einer

Elektrolysezelle wider, in deren Anodenkammer sich die Lösung eines Alkalisalzes, beispielsweise Kochsalz oder NaOH, und in deren Kathodenkammer sich der betreffende Alkohol oder eine niedrig konzentrierte alkoholische Lösung des betreffenden Alkalimetallalkoholates, beispielsweise Natriummethanolat oder Natriumethanolat, befinden. Die Kathodenkammer und die Anodenkammer sind durch eine das eingesetzte Alkalimetallion leitende Keramik getrennt, beispielsweise NaSICON oder ein Analogon für Kalium oder Lithium. Bei Anlegen eines Stroms entstehen an der Anode - wenn ein Chloridsalz des Alkalimetalls eingesetzt wird - Chlor und an der Kathode Wasserstoff und Alkoholationen. Der Ladungsausgleich erfolgt dadurch, dass Alkalimetallionen aus der Mittelkammer in die Kathodenkammer über die für sie selektive Keramik wandern. Der Ladungsausgleich zwischen Mittelkammer und Anodenkammer erfolgt durch die Wanderung von Kationen bei Einsatz von Kationenaustauschermembranen oder die Wanderung von Anionen bei Einsatz von Anionenaustauschermembranen oder durch Wanderung beider lonenarten bei Einsatz nichtspezifischer Diffusionsbarrieren. Dadurch erhöht sich die Konzentration des Alkalimetallalkoholats in der Kathodenkammer und es erniedrigt sich die Konzentration der Natriumionen im Anolyten.

NaSICON-Festelektrolyte werden auch bei der elektrochemischen Herstellung anderer Verbindungen eingesetzt:

WO 2014/008410 A1 beschreibt ein elektrolytisches Verfahren zur Herstellung von elementarem Titan oder Seltenen Erden. Dieses Verfahren beruht darauf, dass Titanchlorid aus T1O2 und der entsprechenden Säure gebildet wird, dieses mit Natriumalkoholat zum Titaniumalkoholat und NaCI reagiert und schließlich elektrolytisch zu elementarem Titan und Natriumalkoholat umgesetzt wird.

WO 2007/082092 A2 und WO 2009/059315 A1 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Biodiesel, in denen mithilfe von über NaSICON elektrolytisch hergestellten Alkoholaten zunächst Triglyceride in die entsprechenden Alkalimetalltriglyceride überführt werden und in einem zweiten Schritt mit elektrolytisch erzeugten Protonen zu Glycerin und dem jeweiligen Alkalimetallhydroxid umgesetzt werden.

Diese Festelektrolytkeramiken weisen allerdings typischerweise einige Nachteile auf. Beim Betrieb der Elektrolysezelle kommt es unweigerlich zu Temperaturschwankungen in der Zelle, durch welche sich die Festelektrolytkeramik ausdehnt oder schrumpft. Da diese Keramiken zerbrechlich sind, kann dies zu einem Bruch der Keramik führen.

Diese Problematik ergibt sich insbesondere bei den sich immer wieder wiederholenden An- und Abfahrprozessen, die beim Betrieb der Elektrolyse unumgänglich sind. Während des Aufheizens und Abkühlens kommt es zu Ausdehnungs- und Schrumpfungsphasen, wodurch sich die Keramik in der Elektrolysezelle hin- und herbewegt. Diese Bewegungen können aufgrund der unkontrollierten Kräfteverteilung in der Keramik dazu führen, dass diese bricht. Daneben können Undichtigkeiten entstehen, die zu einer Leckage von Sole in Alkohol oder umgekehrt führen kann. Dadurch wird das Produkt der Elektrolyse - die Alkoholatlösung - verwässert. Daneben kann auch die Elektrolysezelle selbst undicht werden und auslaufen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag deshalb darin, eine Elektrolysezelle zur Verfügung zu stellen, die diese Nachteile nicht aufweist.

Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Elektrolysezellen auf diesem technischen Gebiet ergibt sich daraus, dass der Festelektrolyt nicht gegenüber wässrigen Säuren langzeitstabil ist. Dies ist insofern problematisch, als während der Elektrolyse in der Anodenkammer der pH durch Oxidationsprozesse sinkt (zum Beispiel bei Herstellung von Halogenen durch Disproportionierung oder durch Sauerstoffbildung). Diese sauren Bedingungen greifen den NaSICON-Festelektrolyten an, so dass das Verfahren nicht großtechnisch eingesetzt werden kann. Um diesem Problem zu begegnen, wurden im Stand der Technik verschiedene Ansätze beschrieben.

So wurden im Stand der Technik Dreikammerzellen vorgeschlagen. Solche sind auf dem Gebiet der Elektrodialyse bekannt, zum Beispiel US 6,221 ,225 B1.

WO 2012/048032 A2 und US 2010/0044242 A1 beschreiben beispielsweise elektrochemische Verfahren zur Herstellung von Natriumhypochlorit und ähnlichen Chlorverbindungen in einer solchen Dreikammerzelle. Die Kathodenkammer und die mittlere Kammer der Zelle werden dabei durch einen für Kationen durchlässigen Festelektrolyten wie zum Beispiel NaSICON getrennt. Um diesen vor dem sauren Anolyten zu schützen, wird der Mittelkammer beispielsweise Lösung aus der Kathodenkammer zugeführt. Die US 2010/0044242 A1 beschreibt außerdem in Abbildung 6, dass Lösung aus der mittleren Kammer mit Lösung aus der Anodenkammer außerhalb der Kammer vermischt werden kann, um Natriumhypochlorit zu erhalten.

Auch für die Herstellung oder Reinigung von Alkalialkoholaten wurden solche Zellen im Stand der Technik vorgeschlagen.

So beschreibt die US 5,389,211 A ein Verfahren zur Reinigung von Alkoholatlösungen, in denen eine Dreikammerzelle eingesetzt wird, in welcher die Kammern durch kationenselektive Festelektrolyten oder auch nichtionische Trennwände voneinander abgegrenzt sind. Die Mittelkammer wird als Pufferkammer eingesetzt, um zu verhindern, dass sich die gereinigte Alkoxid- oder Hydroxidlösung aus der Kathodenkammer mit der verunreinigten Lösung aus der Anodenkammer mischt.

Die DE 4233191 A1 beschreibt die elektrolytische Gewinnung von Alkoholaten aus Salzen und Alkoholaten in Mehrkammerzellen und Stapeln aus mehreren Zellen. Die WO 2008/076327 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Alkalimetallalkoholaten. Dabei wird eine Dreikammerzelle eingesetzt, deren Mittelkammer mit Akalimetallalkoholat gefüllt ist (siehe zum Beispiel Absätze [0008] und [0067] der WO 2008/076327 A1). Dadurch wird der die Mittelkammer und die Kathodenkammer abtrennende Festelektrolyt vor der in der Anodenkammer befindlichen Lösung, die bei der Elektrolyse saurer wird, geschützt. Eine ähnliche Anordnung beschreibt die WO 2009/073062 A1. Diese Anordnung hat allerdings den Nachteil, dass es sich bei der Alkalimetallalkoholatlösung, welche als Pufferlösung verbraucht und kontinuierlich kontaminiert wird, um das gewünschte Produkt handelt. Ein weiterer Nachteil des in der WO 2008/076327 A1 beschriebenen Verfahrens ist, dass die Bildung des Alkoholats in der Kathodenkammer von der Diffusionsgeschwindigkeit der Alkalimetallionen durch zwei Membranen bzw. Festelektrolyten abhängt. Dies führt wiederum zu einer Verlangsamung der Bildung des Alkoholats.

Ein weiteres Problem ergibt sich durch die Geometrie der Dreikammerzelle. Die Mittelkammer ist in einer solchen Kammer durch eine Diffusionsbarriere von der Anodenkammer und durch eine ionenleitende Keramik von der Kathodenkammer abgetrennt. Während der Elektrolyse kommt es damit unvermeidlich zur Ausbildung von pH-Gradienten und zu Totvolumina. Dies kann die ionenleitende Keramik schädigen und infolgedessen den Spannungsbedarf der Elektrolyse erhöhen und/oder zum Bruch der Keramik führen.

Während dieser Effekt in der gesamten Elektrolysekammer stattfindet, ist der Abfall des pH-Wertes besonders kritisch in der Mittelkammer, da diese von der ionenleitenden Keramik begrenzt wird. An der Anode und der Kathode werden üblicherweise Gase gebildet, sodass es in diesen Kammern zumindest bis zu einem gewissen Grad zur Durchmischung kommt. Eine solche Durchmischung findet dagegen in der Mittelkammer nicht statt, so dass sich in ihr der pH-Gradient ausbildet. Dieser unerwünschte Effekt verstärkt sich dadurch, dass die Sole im Allgemeinen relativ langsam durch die Elektrolysezelle gepumpt wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein verbessertes Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Alkalimetallalkoholat wie auch eine insbesondere für ein solches Verfahren geeignete Elektrolysezelle zu Verfügung zu stellen. Diese sollen die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen und insbesondere einen verbesserten Schutz des Festelektrolyten vor der Ausbildung des pH-Gradienten sowie einen gegenüber dem Stand der Technik sparsameren Einsatz der Edukte gewährleisten. 2. Kurzbeschreibung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gelöst. Die Trennwand W <16> umfasst eine Seite S _KK <161 > mit der Oberfläche O _KK <163> und eine der Seite S _K K <161 > gegenüberliegende Seite SA/MK <162> mit der Oberfläche OA/MK <164>.

Die Trennwand W <16> umfasst außerdem ein Rahmenelement R <2> aus zwei einander gegenüberliegenden Teilen R ₁ <201 > und R ₂ <202>, zwischen denen mindestens zwei alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F _A <18> und F _B <19> angeordnet sind.

Dabei ist R ₁ <201 > über die Oberfläche OKK <163> direkt kontaktierbar, und R ₂ <202> ist über die Oberfläche OA/MK <164> direkt kontaktierbar.

Das Rahmenelement R <2> bildet ein Randelement R _R <20> und ein Trennelement R _T <17> aus, wobei das Randelement R _R <20> die Oberflächen OKK <163> und OA/MK <164> begrenzt, bevorzugt vollständig umschließt, und wobei das Trennelement R _T <17> zwischen den von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken liegt und diese voneinander abtrennt, so dass die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken sowohl über die Oberfläche OKK <163> als auch über die Oberfläche OA/MK <164> direkt kontaktierbar sind.

Die Trennwand W <16> ist dadurch gekennzeichnet, dass R ₁ <201> und R ₂ <202> durch mindestens ein Befestigungselement B _R <91 > am Randelement R _R <20> aneinander befestigt sind, und R ₁ <201 > und R ₂ <202> durch mindestens ein Befestigungselement B _T <92> am Trennelement R _T <17> aneinander befestigt sind.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Elektrolysezelle E <1>, umfassend mindestens eine Anodenkammer K _A <11 > mit mindestens einem Zulauf Z _K A <110>, mindestens einem Ablauf A _K A <111 > und einem Innenraum I _K A <112>, der eine anodische Elektrode E _A <113> umfasst, mindestens eine Kathodenkammer K _K <12> mit mindestens einem Zulauf Z _K K <120>, mindestens einem Ablauf AKK <121 > und einem Innenraum I _K K <122>, der eine kathodische Elektrode E _K <123> umfasst, und gegebenenfalls mindestens eine dazwischen liegende Mittelkammer K _M <13> mit mindestens einem Zulauf Z _K M <130>, mindestens einem Ablauf A _K M <131 > und einem Innenraum I _K M <132>, wobei dann IKA <1 12> und I _K M <132> durch eine Diffusionsbarriere D <14> voneinander abgetrennt sind, und A _K M <131 > durch eine Verbindung VAM <15> mit dem Zulauf Z _K A <110> verbunden ist, so dass durch die Verbindung VAM <15> Flüssigkeit aus I _K M <132> in IKA <112> geleitet werden kann, wobei in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> keine Mittelkammer K _M <13> umfasst, IKA <112> und IKK <122> durch eine Trennwand W <16> gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung voneinander abgetrennt sind, in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> mindestens eine Mittelkammer K _M <13> umfasst, IKK <122> und I _K M <132> durch eine Trennwand W <16> gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung voneinander abgetrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement R _T <17>, den Innenraum IKK <122> auf der Seite S _K K <161 > über die Oberfläche OKK <163> direkt kontaktieren, und in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> keine Mittelkammer K _M <13> umfasst, die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement R _T <17>, den Innenraum IK _A <112> auf der Seite S _A/ MK <162> über die Oberfläche O _A/ MK <164> direkt kontaktieren, in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E <1> mindestens eine Mittelkammer K _M <13> umfasst, die von der Trennwand W <16> umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement R _T <17>, den Innenraum I _K M <132> auf der Seite SA/MK <162> über die Oberfläche OA/MK <164> direkt kontaktieren.

In einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung Li eines Alkalimetallalkoholats XOR im Alkohol ROH, wobei X ein Alkalimetallkation ist und R ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist,

(a) wobei in einer Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, die keine Mittelkammer K _M umfasst, die folgenden, gleichzeitig ablaufenden Schritte (cd), (a2), (a3) durchgeführt werden:

(cd) eine Lösung L ₂ umfassend den Alkohol ROH wird durch K _K geleitet, (a2) eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L ₃ eines Salzes S umfassend X als Kation wird durch K _A geleitet,

(a3) zwischen E _A und E _K wird Spannung angelegt, oder

(ß) wobei in einer Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, die eine Mittelkammer K _M umfasst, die folgenden, gleichzeitig ablaufenden Schritte (ß1), (ß2), (ß3) durchgeführt werden:

(ß1) eine Lösung L ₂ umfassend den Alkohol ROH wird durch K _K geleitet,

(ß2) eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L ₃ eines Salzes S umfassend X als Kation wird durch K _M , dann über V _AM , dann durch K _A geleitet,

(ß3) zwischen E _A und E _K wird Spannung angelegt, wodurch am Ablauf AKK die Lösung Li erhalten wird, wobei die Konzentration von XOR in Li höher ist als in L ₂ , und wodurch am Ablauf A _KA eine wässrige Lösung L ₄ von S erhalten wird, wobei die Konzentration von S in L ₄ geringer ist als in L ₃ .

3. Abbildungen

3.1 Abbildungen 1 A und 1 B

Abbildung 1 A (= „Fig. 1 A“) zeigt eine nicht erfindungsgemäße Elektrolysezelle E. Diese umfasst eine Kathodenkammer K _K <12> und eine Anodenkammer K _A <11>.

Die Kathodenkammer K _K <12> umfasst eine kathodische Elektrode E _K <123> im Innenraum IKK <122>, einen Zulauf ZKK <120> und einen Ablauf AKK <121 >.

Die Anodenkammer K _A <11 > umfasst eine anodische Elektrode E _A <113> im Innenraum IK _Ä <112>, einen Zulauf ZKK <110> und einen Ablauf A _KA <111 >.

Die beiden Kammern werden von einer Außenwand <80> der Zweikammerzelle E begrenzt. Der Innenraum IKK <122> ist außerdem durch eine Trennwand, die aus einer Scheibe eines für Natriumionen selektiv permeablen NaSICON-Festelektrolyten F _A <18> besteht, vom Innenraum l _KA <112> abgetrennt. Der NaSICON-Festelektrolyt F _A <18> erstreckt sich über die gesamte Tiefe und Höhe der Zweikammerzelle E. Die T rennwand weist zwei Seiten SKK <161 > und S _A/ MK <162> auf, deren Oberflächen OKK <163> und O _A/ MK <164> den jeweiligen Innenraum IKK <122> bzw. IK _A <112> kontaktieren.

Eine wässrige Lösung von Natriumchlorid L ₃ <23> mit pH 10.5 wird überden Zulauf ZK _A <110> entgegen der Schwerkraft in den Innenraum IK _A <112> gegeben.

Über den Zulauf ZKK <120> wird eine Lösung von Natriummethanolat in Methanol L ₂ <22> in den Innenraum IKK <122> geleitet.

Es wird dabei eine Spannung zwischen der kathodischen Elektrode E _K <123> und der anodischen Elektrode E _A <113> angelegt. Dadurch wird im Innenraum IKK <122> Methanol im Elektrolyten L ₂ <22> zu Methanolat und H ₂ reduziert (CH3OH + e- — > CH3O ^· + 14 H2). Natriumionen diffundieren dabei vom Innenraum IK _A <112> durch den NaSICON-Festelektrolyten F _A <18> in den Innenraum IKK <122>. Insgesamt erhöht sich dadurch die Konzentration von Natriummethanolat im Innenraum IKK <122>, wodurch eine methanolische Lösung von Natriummethanolat Li <21 > erhalten wird, deren Konzentration an Natriummethanolat gegenüber L ₂ <22> erhöht ist.

Im Innenraum IK _A <112> findet die Oxidation von Chloridionen zu molekularem Chlor statt (Ch — > 14 CI2 + e ). Am Ablauf AK _A <111 > wird eine wässrige Lösung L ₄ <24> erhalten, in der der Gehalt an NaCI gegenüber L ₃ <23> verringert ist. Chlorgas CI2 bildet in Wasser gemäß der Reaktion CI2 + H2O — > HOCI + HCl hypochlorige Säure und Salzsäure, welche mit weiteren Wassermolekülen sauer reagieren. Die Acidität schädigt den NaSICON-Festelektrolyten F _A <18>.

Abbildung 1 B (= „Fig. 1 B“) zeigt eine weitere nicht erfindungsgemäße Elektrolysezelle E. Diese Dreikammerzelle E umfasst eine Kathodenkammer K _K <12>, eine Anodenkammer K _A <11> und eine dazwischen liegende Mittelkammer K _M <13>.

Die Kathodenkammer K _K <12> umfasst eine kathodische Elektrode E _K <123> im Innenraum IKK <122>, einen Zulauf ZKK <120> und einen Ablauf AKK <121 >.

Die Anodenkammer K _A <11 > umfasst eine anodische Elektrode E _A <113> im Innenraum IKA <112>, einen Zulauf ZKK <110> und einen Ablauf AKA <111 >.

Die Mittelkammer K _M <13> umfasst einen Innenraum I _K M <132>, einen Zulauf Z _K M <130> und einen Ablauf AKM <131 >.

Der Innenraum IK _A <112> ist mit dem Innenraum I _K M <132> über die Verbindung V _A M <15> verbunden.

Die drei Kammern werden von einer Außenwand <80> der Dreikammerzelle E begrenzt. Der Innenraum I _K M <132> der Mittelkammer K _M <13> ist außerdem durch eine Trennwand, die aus einer Scheibe eines für Natriumionen selektiv permeablen NaSICON-Festelektrolyten F _A <18> besteht, vom Innenraum IKK <122> der Kathodenkammer K _K <12> abgetrennt. Der NaSICON- Festelektrolyt F _A <18> erstreckt sich über die gesamte Tiefe und Höhe der Dreikammerzelle E. Die Trennwand weist zwei Seiten SKK <161 > und S _/V MK <162> auf, deren Oberflächen OKK <163> und O _/V MK <164> den jeweiligen Innenraum IKK <122> bzw. I _K M <132> kontaktieren.

Der Innenraum I _K M <132> der Mittelkammer K _M <13> ist zusätzlich wiederum durch eine Diffusionsbarriere D <14> vom Innenraum l _KA <112> der Anodenkammer K _A <11> abgetrennt. Der NaSICON-Festelektrolyt F _A <18> und die Diffusionsbarriere D <14> erstrecken sich über die gesamte Tiefe und Höhe der Dreikammerzelle E. Die Diffusionsbarriere D <14> ist eine Kationenaustauschermembran (sulfoniertes PTFE).

In der Ausführungsform gemäß Abbildung 1 B wird die Verbindung V _AM <15> außerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet, insbesondere durch ein Rohr oder Schlauch, dessen Material aus Gummi, Metall oder Kunststoff ausgewählt sein kann. Durch die Verbindung V _AM <15> kann Flüssigkeit aus dem Innenraum I _K M <132> der Mittelkammer K _M <13> in den Innenraum IK _Ä <112> der Anodenkammer K _A <11> außerhalb der Außenwand W _A <80> der Dreikammerzelle E geleitet werden. Die Verbindung V _AM <15> verbindet einen Ablauf A _K M <131 >, der am Boden der Mittelkammer K _M <13> die Außenwand W _A <80> der Elektrolysezelle E durchbricht, mit einem Zulauf Z _KA <110>, der am Boden der Anodenkammer K _A <11 > die Außenwand W _A <80> der Elektrolysezelle E durchbricht.

Eine wässrige Lösung von Natriumchlorid L ₃ <23> mit pH 10.5 wird überden Zulauf Z _K M <130> gleichgerichtet mit der Schwerkraft in den Innenraum I _K M <132> der Mittelkammer K _M <13> gegeben. Durch die Verbindung V _AM <15>, die zwischen einem Ablauf A _K M <131 > der Mittelkammer K _M <13> und einem Zulauf ZK _Ä <110> der Anodenkammer K _A <11> ausgebildet ist, ist der Innenraum I _K M <132> der Mittelkammer K _M <13> mit dem Innenraum l _KA <112> der Anodenkammer K _A <11 > verbunden. Natriumchloridlösung L ₃ <23> wird durch diese Verbindung V _AM <15> vom Innenraum I _K M <132> in den Innenraum IK _Ä <112> geleitet.

Über den Zulauf Z _K K <120> wird eine Lösung von Natriummethanolat in Methanol L ₂ <22> in den Innenraum IKK <122> geleitet.

Es wird dabei eine Spannung zwischen der kathodischen Elektrode E _K <123> und der anodischen Elektrode E _A <113> angelegt. Dadurch wird im Innenraum IKK <122> Methanol im Elektrolyten L ₂ <22> zu Methanolat und H ₂ reduziert (CH ₃ OH + e- — > CH ₃ 0- + 14 H ₂ ). Natriumionen diffundieren dabei vom Innenraum I _K M <132> der Mittelkammer K _M <13> durch den NaSICON-Festelektrolyten F _A <18> in den Innenraum IKK <122>. Insgesamt erhöht sich dadurch die Konzentration von Natriummethanolat im Innenraum IKK <122>, wodurch eine methanolische Lösung von Natriummethanolat Li <21 > erhalten wird, deren Konzentration an Natriummethanolat gegenüber l_ ₂ <22> erhöht ist.

Im Innenraum IKA <112> findet die Oxidation von Chloridionen zu molekularem Chlor statt (Ch — > ¹ /2 Cl ₂ + e ). Am Ablauf AKA <1 1 1 > wird eine wässrige Lösung L ₄ <24> erhalten, in der der

Gehalt an NaCI gegenüber L ₃ <23> verringert ist. Chlorgas Cl ₂ bildet in Wasser gemäß der Reaktion CI2 + H2O — > HOCI + HCl hypochlorige Säure und Salzsäure, welche mit weiteren Wassermolekülen sauer reagieren. Die Acidität würde den NaSICON-Festelektrolyten F _A <18> schädigen, wird aber durch die Anordnung in der Dreikammerzelle auf die Anodenkammer K _A <11 > begrenzt und somit in der Elektrolysezelle E vom NaSICON-Festelektrolyten F _A <18> ferngehalten. Dadurch erhöht sich dessen Lebensdauer beträchtlich.

3.2 Abbildungen 2 A und 2 B Abbildung 2 A (= „Fig. 2 A“) zeigt eine erfindungsgemäße Trennwand W <16>. Die Seite S _KK

<161 > mit der Oberfläche OKK <163> liegt in der Bildebene, die Seite SA/MK <162> mit der nicht in Fig. 2 A sichtbaren Oberfläche OA/MK <164> hinter der Bildebene.

Die Trennwand W <16> umfasst zwei NaSICON-Festelektrolytkeramiken F _A <18> und F _B <19>, die zwischen einem Rahmenelement R <2> angeordnet sind. Das Rahmenelement R <2> umfasst zwei Teile R ₁ <201 > und R ₂ <202>, zwischen denen die Keramiken F _A <18> und F _B <19> angeordnet sind. Das Rahmenelement R <2> bildet dabei ein Randelement R _R <20> und ein Trennelement R _T <17> aus. Das Trennelement R _T <17> liegt zwischen den NaSICON- Festelektrolytkeramiken F _A <18> und F _B <19> und trennt diese voneinander ab. Das Trennelement R _T <17> ist der in den Abbildungen 2 A und 2 B schraffiert dargestellte Teil des Rahmenelements R <2>. Das Randelement R _R <20> ist der in den Abbildungen 2 A und 2 B nicht schraffiert dargestellte Teil des Rahmenelements R <2>. Die beiden Rahmenteile R ₁ <201 > und R ₂ <202> sind im Bereich des Randelements R _R <20> durch acht Befestigungselemente B _R <91 > aneinander befestigt, und im Bereich des Trennelements R _T <17> durch ein Befestigungselement B _T <92> aneinander befestigt. Die eingezeichneten Skizzen zeigen Querschnitte Q _RR <165> und Q _RT <166> durch die Trennwand W <16> an, die in den Abbildungen 3 A bis 3 C näher erläutert sind. Q _RR <165> und Q _RT <166> durchschneiden die Trennwand W <16> im rechten Winkel zur Oberfläche O _KK <163> im Bereich einer der beiden Festelektrolytkeramiken F _A <18> und F _B <19>. Abbildung 2 B (= Fig. 2 B) zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Trennwand W <16>. Diese entspricht der in Abbildung 2 dargestellten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass sie vier NaSICON-Festelektrolytkeramiken F _A <18>, F _B <19>, F _c <28>, F _D <29> umfasst, wobei F _A <18>, F _B <19>, F _c <28> und F _D <29> zwischen den Rahmenteilen R ₁ <201 > und R ₂ <202> angeordnet sind. Das Trennelement R _T <17> weist die Form eines Kreuzes auf. Die beiden Rahmenteile R ₁ <201 > und R ₂ <202> sind im Bereich des Randelements R _R <20> durch zwölf Befestigungselemente B _R <91 > aneinander befestigt, und im Bereich des Trennelements R _T <17> durch drei Befestigungselement B _T <92>.

Die Seite S _K K <161 > mit der Oberfläche OKK <163> liegt in der Bildebene, die Seite SA/MK <162> mit der nicht in Fig. 2 B sichtbaren Oberfläche OA/MK <164> hinter der Bildebene.

3.3 Abbildungen 3 A bis 3 C

Die Abbildungen 3 A bis 3 C zeigen jeweils oberhalb der durchgehenden gestrichelten Linie eine Detailansicht des in den Abbildungen 2 A und 2 B dargestellten Querschnitts Q _RR <165> im

Bereich des Randelements R _R <20> der Trennwand W <16>. Die Abbildungen 3 A und 3 B zeigen außerdem unterhalb der durchgehenden gestrichelten Linie eine Detailansicht des in den Abbildungen 2 A und 2 B dargestellten Querschnitts Q _RT <166> im Bereich des Trennelements R _T <17> der Trennwand W <16>. Die Seite S _K K <161 > mit der Oberfläche OKK <163> liegt auf der rechten Seite der Abbildung 3 A, die Seite S _A/ MK <162> mit der Oberfläche O _A/ MK <164> liegt auf der linken Seite der Abbildung 3 A.

In Abbildung 3 A (= „Fig. 3 A“) ist die Festelektrolytkeramik F _A <18> im Querschnitt Q _RR <165> zwischen den beiden Rahmenteilen R ₁ <201 > und R ₂ <202> angeordnet, die hier das Randelement R _R <20> ausbilden. Diese können in einem Stück oder getrennt voneinander vorliegen, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet. Bevorzugt liegen sie getrennt vor. Sie werden von einer Schraube als Befestigungselement B _R <91 > aneinander befestigt und klemmen die Festelektrolytkeramik F _A <18> zwischen sich ein. Zwischen den beiden Rahmenteilen R ₁ <201 > und R ₂ <202> und der Festelektrolytkeramik F _A <18> wird bevorzugt eine Dichtung Di <40> angebracht.

Im Querschnitt Q _RT <166> sind die beiden Festelektrolytkeramiken F _A <18> und F _B <19> zwischen den beiden Rahmenteilen R ₁ <201 > und R ₂ <202> angeordnet, die hier das Trennelement R _T <17> ausbilden. Sie werden von einer Schraube als Befestigungselement B _T <92> aneinander befestigt und klemmen die Festelektrolytkeramiken F _A <18> und F _B <19> zwischen sich ein, wobei bevorzugt eine Dichtung Di <40> angebracht wird.

Abbildung 3 B (= „Fig. 3 B“) illustriert jeweils eine weitere Ausführungsform der beiden Querschnitte Q _RR <165> und Q _RT <166>. Diese entspricht der in Abbildung 3 A gezeigten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass die beiden Befestigungselemente B _R <91 > und B _T <92> durch Haken B _H <93> ausgebildet sind. Diese Haken können einstückig (wie hier gezeigt) mit dem jeweiligen Rahmenteil R ₁ <201 > bzw. R ₂ <202> ausgebildet sein oder an diese angeklebt werden. Sie greifen ineinander und ermöglichen es, die beiden Rahmenteile R ₁ <201 > und R ₂ <202> aneinanderzu befestigen. Abbildung 3 C (= „Fig. 3 C“) illustriert eine weitere Ausführungsform des Querschnitts Q _RR <165>. Dieser entspricht der in Abbildung 3 A gezeigten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass das Randelement R _R <20> abgerundete Ecken ausbildet.

3.4 Abbildungen 4 A und 4 B Die Abbildungen 4 A (= „Fig. 4 A“) und 4 B (= „Fig. B A“) zeigen jeweils eine Elektrolysezelle E <1> gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese entsprechen jeweils der in Abbildung 1 A dargestellten Elektrolysezelle mit dem Unterschied, dass eine Trennwand W <16> den Innenraum I _KK <122> der Kathodenkammer K _K <12> vom Innenraum I _KA <112> der Anodenkammer K _A <11> abtrennt. Die Trennwand ist jene, die in Abbildungen 2 A oder 2 B dargestellt ist.

Dabei wird in der Ausführungsform gemäß Abbildung 4 A eine Schraube als Befestigungselemente B _R <91 > und B _T <92> eingesetzt. Der Querschnitt Q _RR <165> im Bereich des Randelements R _R <20> der Trennwand W <16> und der Querschnitt Q _RT <166> im Bereich des Trennelements R _T <17> der Trennwand W <16> ist jeweils wie in Abbildung 3 A beschrieben.

In der Ausführungsform gemäß Abbildung 4 B werden ineinandergreifende Haken B _H <93> als Befestigungselemente B _R <91 > und B _T <92> eingesetzt. Der Querschnitt Q _RR <165> im Bereich des Randelements R _R <20> der Trennwand W <16> und der Querschnitt Q _RT <166> im Bereich des Trennelements R _T <17> der Trennwand W <16> ist jeweils wie in Abbildung 3 B beschrieben.

3.5 Abbildungen 5 A und 5 B

Abbildung 5 A (= „Fig. 5 A“) zeigt eine Elektrolysezelle E <1> gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese entspricht der in Abbildung 1 B dargestellten Elektrolysezelle mit dem Unterschied, dass eine Trennwand W <16> den Innenraum I _KK <122> der Kathodenkammer K _K <12> vom Innenraum I _KM <132> der Mittelkammer K _M <13> abtrennt. Die Trennwand W <16> ist jene, die in Abbildungen 2 A oder 2 B dargestellt ist. Dabei wird in der Ausführungsform gemäß Abbildung 4 A eine Schraube als Befestigungselemente B _R <91 > und B _T <92> eingesetzt. Der Querschnitt Q _RR <165> im Bereich des Randelements R _R <20> der Trennwand W <16> und der Querschnitt Q _RT <166> im Bereich des Trennelements R _T <17> der Trennwand W <16> ist jeweils wie in Abbildung 3 A beschrieben. Abbildung 5 B (= „Fig. 5 B“) zeigt eine Elektrolysezelle E <1> gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Diese entspricht der in Abbildung 5 A dargestellten Elektrolysezelle E <1> mit den folgenden beiden Unterschieden:

1. Die Verbindung VAM <15> vom Innenraum IKM <132> der Mittelkammer K _M <13> zum Innenraum IKA <112> der Anodenkammer K _A <11 > wird nicht außerhalb, sondern durch eine Perforation in der Diffusionsbarriere D <14> innerhalb der Elektrolysezelle E <1> gebildet. Diese Perforation kann in die Diffusionsbarriere D <14> gegeben werden oder schon bei der Herstellung der Diffusionsbarriere D <14> von Vorneherein in dieser vorliegen (z.B. bei textilen Geweben wie Filtertüchern oder Metallgeweben).

2. In der Ausführungsform gemäß Abbildung 5 B werden ineinandergreifende Haken B _H <93> als Befestigungselemente B _R <91 > und B _T <92> eingesetzt. Der Querschnitt Q _RR <165> im Bereich des Randelements R _R <20> der Trennwand W <16> und der Querschnitt Q _RT <166> im Bereich des Trennelements R _T <17> der Trennwand W <16> ist jeweils wie in Abbildung 3 B beschrieben.

Das Trennelement R _T <17> ist der in den Abbildungen 6 A und 6 B schraffiert dargestellte Teil des Rahmenelements R <2>.

3.6 Abbildungen 6 A und 6 B

Abbildung 6 A (= „Fig. 6 A“) zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trennwand W <16> in Aufsicht auf die Seite S _K K <161 > mit der Oberfläche OKK <163> (links) und das dann als Seitansicht des Ausschnitts, der sich durch die geschwungene Klammer in Blickrichtung des Pfeiles ergibt.

Diese umfasst vier NaSICON-Festelektrolytkeramiken F _A <18>, F _B <19>, F _c <28> und F _D <29>, die zwischen zwei Hälften R ₁ <201 > und R ₂ <202> eines Rahmenelements R <2> angeordnet sind.

Das Rahmenelement R <2> bildet dabei ein Randelement R _R <20> und ein Trennelement R _T <17> aus. Das Trennelement R _T <17> ist kreuzförmig und liegt zwischen den NaSICON- Festelektrolytkeramiken F _A <18>, F _B <19>, F _c <28> und F _D <29> und trennt diese voneinander ab. Das Trennelement R _T <17> ist der in den Abbildungen 6 A und 6 B schraffiert dargestellte Teil des Rahmenelements R <2>. Das Randelement R _R <20> ist der in den Abbildungen 6 A und 6 B nicht schraffiert dargestellte Teil des Rahmenelements R <2>. Die beiden Rahmenteile R ₁ <201 > und R ₂ <202> sind im Bereich des Randelements R _R <20> durch ein Befestigungselement B _R <91 > aneinander befestigt, und im Bereich des Trennelements R _T <17> durch ein Befestigungselement B _T <92> aneinander befestigt. Sie können optional über ein Scharnier <50> miteinander verbunden werden. Zwischen der jeweiligen Festelektrolytkeramik F _A <18>, F _B <19>, F _c <28> und F _D <29> und den beiden Rahmenteilen R ₁ <201 > und R ₂ <202> wird jeweils bevorzugt ein Gummiring als Dichtung Di <40> angebracht. Die als Dichtung Di <40> fungierenden Ringe sind in der Frontalansicht auf der linken Seite von Abbildung 6 A mit gestrichelten Umrissen angegeben.

Abbildung 6 B (= „Fig. 6 B“) zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trennwand W <16>. Diese entspricht der in Abbildung 6 A beschriebenen Ausführungsform, bis darauf, dass sie neun NaSICON-Festelektrolytkeramiken F _A <18>, F _B <19>, F _c <28>, F _D <29>, F _E <30>, F _F <31 >, F _G <32>, F _H <33>, Fi <34> umfasst. Daneben weist das Rahmenelement R <2> zusätzlich vier Auswölbungen <60> mit jeweils einem Loch <61 > auf („Hasenohren“), mit denen die Trennwand zum Beispiel an einer Kathodenkammer K _K <12> mit entsprechenden Ausbildungen befestigt werden kann.

4. Detaillierte Beschreibung der Erfindung

4.1 Trennwand W

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Trennwand W. Diese eignet sich insbesondere als Trennwand in einer Elektrolysezelle, insbesondere einer Elektrolysezelle E.

In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung somit auch eine Elektrolysezelle umfassend die Trennwand W, insbesondere eine Elektrolysezelle E umfassend die Trennwand W.

Die Trennwand W umfasst mindestens zwei, durch ein Trennelement R _T voneinander getrennte, alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken („alkalikationenleitende Festelektrolytkeramik“ wird im Folgenden durch „AFK“ abgekürzt) F _A und F _B .

Die Trennwand W umfasst zwei Seiten SKK und SA/MK, die einander gegenüberliegen, das heißt, die Seite SA/MK liegt der Seite SKK gegenüber (und umgekehrt). Die beiden Seiten SKK und SA/MK umfassen insbesondere im Wesentlichen zueinander parallele Ebenen.

Die Geometrie der Trennwand W ist ansonsten nicht weiter beschränkt und kann insbesondere an den Querschnitt der Elektrolysezelle E angepasst werden, in der sie zum Einsatz kommt.

Beispielsweise kann sie die Geometrie eines Quaders aufweisen und somit einen rechteckigen Durchschnitt aufweisen, oder die Geometrie eines stumpfen Kegels oder Zylinders und demnach einen kreisförmigen Durchschnitt aufweisen.

Optional kann die Trennwand W auch die Geometrie eines Quaders mit abgerundeten Ecken und/oder Auswölbungen aufweisen, die wiederum Löcher aufweisen können. Die Trennwand W hat dann Auswölbungen („Hasenohren“), mit denen die Trennwand W an Elektrolysezellen fixiert werden kann oder auch die beiden Rahmenteile R ₁ und R ₂ der Trennwand W aneinander fixiert werden können. Die Seite SKK der Trennwand W weist die Oberfläche OKK auf, und die Seite SA/MK der Trennwand W weist die Oberfläche OA/MK auf.

Die Trennwand W umfasst ein Rahmenelement R. Dieses umfasst zwei einander gegenüberliegenden Teile, bevorzugt Hälften, R ₁ und R ₂ , zwischen denen mindestens zwei alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F _A und F _B angeordnet sind. R ₁ ist über die Oberfläche OKK direkt kontaktierbar, R ₂ ist über die Oberfläche OA/MK direkt kontaktierbar.

Das Rahmenelement R bildet ein Randelement R _R und ein Trennelement R _T aus, wobei das Randelement R _R die Oberflächen OKK und OA/MK begrenzt und bevorzugt vollständig umschließt, und wobei das Trennelement R _T zwischen den von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken liegt und diese voneinander abtrennt, so dass die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken sowohl über die Oberfläche OKK als auch über die Oberfläche OA/MK direkt kontaktierbar sind,

Das Merkmal „Trennwand“ bedeutet, dass die Trennwand W flüssigkeitsdicht ist. Dies bedeutet, dass die AFKs und das Rahmenelement R lückenlos aneinander anschließen. Somit existieren keine Lücken zwischen Rahmenelement R und den von der Trennwand W umfassten AFKs, durch welche wässrige Lösung, alkoholische Lösung, Alkohol oder Wasser von der Seite SKK auf die Seite SA/MK oder umgekehrt fließen könnte.

Gibt es zwei oder mehr Paare gegenüberliegender Seiten, über deren Oberflächen die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken und das jeweilige Teil R ₁ bzw. R ₂ direkt kontaktierbar sind, dann wird bevorzugt jenes Paar gegenüberliegender Seiten als SKK und SA/MK im Sinne der Erfindung bezeichnet, welches die größten Oberflächen OKK und OA/MK umfasst. Sind die von zwei Paaren gegenüberliegender Seiten umfassten Oberflächen gleich groß, kann vom Fachmann ein Paar als SKK und SA/MK mit Oberflächen OKK bzw. OA/MK ausgewählt werden.

Unter T rennwänden W, bei denen es zwei oder mehr Paare gegenüberliegender Seiten gibt, über deren Oberflächen die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken und das jeweilige Teil R ₁ bzw. R ₂ direkt kontaktierbar sind, sind die Trennwände W bevorzugt, bei denen die vom jeweiligen Paar gegenüberliegender Seiten umfassten Oberflächen unterschiedlich groß sind, wobei dann das Paar gegenüberliegender Seiten als SKK und SA/MK im Sinne der Erfindung bezeichnet wird, welche die größten Oberflächen OKK und OA/MK umfasst. Die Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, in denen die Trennwand W mehr als zwei AFKs, z.B. vier oder neun oder zwölf AFKs, umfasst.

In der Trennwand W werden alle von der Trennwand W umfassten AFKs durch das Trennelement R _T des Rahmenelements R voneinander abgetrennt, das heißt dass kein AFK direkt, also ohne dass ein Rahmenelement R dazwischen wäre, an ein anderes AFK grenzt.

Die Trennwand W ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die von der Trennwand W umfassten AFKs sowohl über die Oberfläche OKK als auch über die Oberfläche OA/MK direkt kontaktierbar sind.

„Direkt kontaktierbar“ bedeutet mit Bezug auf die von der Trennwand W umfassten AFKs, dass ein Teil der Oberflächen OKK und OA/MK durch die Oberfläche der von der Trennwand W umfassten AFKs gebildet wird, das heißt, dass die von der Trennwand W umfassten AFKs an den beiden Oberflächen OKK und OA/MK unmittelbar zugänglich sind, so dass sie an den beiden Oberflächen OKK und OA/MK zum Beispiel mit wässriger Lösung, alkoholischer Lösung, Alkohol oder Wasser benetzt werden können.

Für die Anordnung der AFKs in der Trennwand W bedeutet dies, dass es für jeden von der Trennwand W umfassten AFK einen Weg von der Oberfläche OKK auf der Seite S _K K auf die Oberfläche OA/MK auf der Seite SA/MK gibt, der vollständig durch die jeweilige AFK führt.

Die beiden Rahmenteile R ₁ und R ₂ sind über die Oberflächen OKK bzw. OA/MK direkt kontaktierbar.

„Direkt kontaktierbar“ bedeutet mit Bezug auf das von der Trennwand W umfasste Rahmenteil R ₁ , dass ein Teil der Oberfläche OKK durch die Oberfläche des Rahmenteils R ₁ gebildet wird, das heißt, dass das Rahmenteil R ₁ an der Oberfläche OKK unmittelbar zugänglich ist, so dass es an der Oberfläche OKK zum Beispiel mit wässriger Lösung, alkoholischer Lösung, Alkohol oder Wasser benetzt werden kann.

„Direkt kontaktierbar“ bedeutet mit Bezug auf das von der Trennwand W umfasste Rahmenteil R ₂ , dass ein Teil der Oberfläche OA/MK durch die Oberfläche des Rahmenteils R ₂ gebildet wird, das heißt dass das Rahmenteil R ₂ an der Oberfläche OA/MK unmittelbar zugänglich ist, so dass es an der Oberfläche OA/MK zum Beispiel mit wässriger Lösung, alkoholischer Lösung, Alkohol oder Wasser benetzt werden kann.

Für die Anordnung des Rahmenelements R in der Trennwand W bedeutet dies insbesondere, dass es einen Weg von der Oberfläche OKK auf der Seite S _K K zur Oberfläche OA/MK auf der Seite SA/MK gibt, der durch das Teil R ₁ und dann durch das Teil R ₂ (und gegebenenfalls durch eine Dichtung Di), aber nicht durch eine AFK, führt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung werden 50 % bis 95 %, bevorzugter 60 bis 90 %, noch bevorzugter 70 bis 85 % der Oberfläche OKK durch die von der Trennwand W umfassten AFKs gebildet, wobei noch bevorzugter der Rest der Oberfläche OKK durch das Rahmenteil R ₁ gebildet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung werden außerdem 50 % bis 95 %, bevorzugter 60 bis 90 %, noch bevorzugter 70 bis 85 % der Oberfläche OA/MK durch die von der Trennwand W umfassten AFKs gebildet, wobei noch bevorzugter der Rest der Oberfläche OA/MK durch das Rahmenteil R ₂ gebildet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trennwand W, insbesondere zwischen Rahmenelement R und den AFKs, eine Dichtung Di (z.B. in den Abbildungen 3A, 3 B und 3 C gezeigt). Dadurch wird besonders gut gewährleistet, dass die Trennwand W flüssigkeitsdicht ist. Die Dichtung Di kann vom Fachmann für die jeweilige AFK bzw. das jeweilige Rahmenelement R ausgewählt werden.

Die Dichtung Di umfasst insbesondere ein Material, welches aus der Gruppe bestehend aus Elastomeren, Klebstoffe, bevorzugt Elastomeren, ausgewählt ist.

Als Elastomer kommt insbesondere Kautschuk in Betracht, bevorzugt Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk („EPDM“), Fluor-Polymer-Kautschuk („FPM“), Perfluorpolymerkautschuk („FFPM“), Acrylnitrilbutadienkautschuk („NBR“).

Die Dichtung Di wird bevorzugt so ausgewählt, dass sie bei der Befestigung der beiden Rahmenteile R ₁ und R ₂ aneinander und der Anordnung der AFKs zwischen den beiden Rahmenteilen R ₁ und R ₂ zusammengedrückt wird. Dies erhöht weiter die Dichtigkeit der Trennwand W.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trennwand W mindestens vier AFKs F _A , F _B , F _c und F _D , wobei sie dann noch bevorzugter genau vier AFKs F _A , F _B , F _c und F _D umfasst.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trennwand W mindestens neun AFKs FA, F _b , F _c , F _d , F _e , F _f , F _g , F _H und Fi wobei sie dann noch bevorzugter genau neun AFKs F _A , F _B , F _c , FD, F _e , F _f , F _g , F _H und Fi umfasst. In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trennwand W mindestens zwölf AFKs F _A , F _b , F _c , F _d , F _e , F _f , F _g , F _h , FI, F _J , F _K und F _L , wobei sie dann noch bevorzugter genau zwölf AFKs F _A , FB, FC, FD, FE, FF, FG, FH, FI, FJ, FK und FL umfasst. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung von mindestens zwei AFKs nebeneinander in der Trennwand W ergibt sich gegenüber den herkömmlichen Trennwänden in den Elektrolysezellen des Standes der Technik eine weitere Ausbreitungsrichtung für die AFKs bei den Temperaturschwankungen, die sich bei dem Betrieb der Elektrolysezelle ergeben. In den Elektrolysezellen des Standes der Technik sind die NaSICON-Scheiben, die als Trennwände fungieren, durch die Außenwände der Elektrolysezelle oder von massiven Kunststoffrahmen eingegrenzt. Die bei der Ausdehnung auftretenden mechanischen Spannungen innerhalb der NaSICON können damit nicht abgeleitet werden, was zum Bruch der Keramik führen kann.

Demgegenüber grenzen die einzelnen AFKs innerhalb der T rennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung an das Trennelement R _T , und im Falle der AFKs am Rand der Oberflächen OKK und O _A/ MK auch an das Randelement R _r , was zu zwei vorteilhaften Effekten führt, die beide die Langzeitstabilität der AFK erhöhen: jedem AFK steht mindestens ein weiterer Freiheitsgrad zur Verfügung, das heißt eine Dimension, in die es sich ausdehnen kann. Neben der Ausdehnung in z-Richtung (= das heißt über die Dicke der Keramikscheibe im rechten Winkel zur Ebene der Trennwand W) ist nun auch eine Ausdehnung in x- und/oder y-Richtung möglich, d.h. in waagerechter und senkrechter Richtung innerhalb der Ebene der Trennwand W. Diese Ausdehnungsrichtung ist nicht gegeben oder zumindest stark eingeschränkt, wenn die AFKs zum Beispiel als massive Scheibe den Querschnitt der Elektrolysezelle durchspannen und an die massive Wand der Elektrolysezelle grenzen; gegenüber einer gleich großen Trennwand, die nur aus einem AFK besteht, resultiert die Aufteilung in mehrere kleine AFKs darin, dass die Spannungen, die innerhalb der kleineren AFKs auftreten, auch absolut kleiner sind, schneller abgeführt werden können und sich dadurch nicht so schnell zu einer Spannung aufbauen können, die zum Bruch der AFK führt.

Dadurch ist die Tendenz zu brechen, für die „aufgeteilten“ AFKs in der Trennwand W gegenüber dem Einsatz einer Scheibe deutlich reduziert. 4.1.1 Rahmenelement R

Das Rahmenelement R umfasst zwei einander gegenüberliegende Teile R ₁ und R ₂ , zwischen denen die mindestens zwei von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F und F _B angeordnet sind. Diese Anordnung kann auf jede dem Fachmann geläufige Art erfolgen. In einer besonderen Ausführungsform klemmen die beiden Teile R ₁ und R ₂ die AFKs zwischen sich ein, wobei bevorzugt eine Dichtung Di eingesetzt werden, die den AFKs im Rahmenelement R zusätzlich Halt gibt. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden die AFKs an die beiden Rahmenteile R ₁ und R ₂ geklebt. Als Klebstoffe Kl können dazu alle dem Fachmann geläufigen Klebstoffe benutzt werden, die unter den Bedingungen der Elektrolyse stabil sind. Bevorzugte Kl umfassen mindestens einen Stoff ausgewählt aus Epoxidharzen, Phenolharzen.

Die Trennwand W kann ein Scharnier aufweisen, an dem sich die beiden Teile R ₁ und R ₂ des Rahmenelements R auf- und zuklappen lassen.

Das Rahmenelement R umfasst insbesondere ein Material, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Glas, Holz ausgewählt ist. Besonders bevorzugt umfasst das Rahmenelement R Kunststoff.

Noch bevorzugter handelt es sich bei dem Kunststoff um einen, der aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid ausgewählt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Rahmenelement R und den von der Trennwand W umfassten AFKs eine Dichtung Di angebracht. Dies verbessert die Flüssigkeitsdichte der Trennwand W.

Das Rahmenelement R bildet ein Randelement R _R und ein Trennelement R _T aus.

4.1.1.1 Trennelement RT

Als Trennelement R _T wird jener Bereich des Rahmenelements R bezeichnet, der zwischen mindestens zwei AFKs liegt und diese voneinander abtrennt. Das Trennelement R _T als Bereich des Rahmenelements R wird von den beiden Teilen R ₁ und R ₂ ausgebildet.

Als Trennelement R _T , welches vom Rahmenelement R ausgebildet wird, eignet sich jeder Körper, durch den die jeweiligen AFKs voneinander getrennt angeordnet werden können. Die AFKs schließen dabei lückenlos an das Trennelement R _T , an, um die Funktion der Trennwand W nicht zu beeinträchtigen, die in der Elektrolysezelle E die Kathodenkammer flüssigkeitsdicht von der benachbarten Mittel- bzw. Anodenkammer abtrennen soll.

Die Form des Trennelements R _T kann vom Fachmann insbesondere in Abhängigkeit von der Anzahl und Form der AFKs, die die Trennwand W umfasst, gewählt werden. Umfasst die Trennwand W beispielsweise zwei oder drei AFKs, können diese jeweils durch einen zwischen den AFKs angeordneten Steg als Trennelement R _T getrennt werden (siehe z.B.

Abbildung 2 A).

Umfasst die Trennwand W vier oder mehr AFKs, können diese durch ein Trennelement R _T , welches die Form eines Kreuzes (siehe Abbildung 2 B und 6 A) oder Gitters (siehe Abbildung 6 B) hat, getrennt werden.

Es ist bevorzugt, dass die Trennwand W mindestens vier AFKs umfasst und noch bevorzugter, dass das Trennelements R _T dann kreuzförmig oder gitterförmig ist, da den AFKs dann alle drei Dimensionen vollständig für die thermische Ausdehnung/Schrumpfung zur Verfügung stehen.

Das Trennelement R _T ist dabei insbesondere so ausgeformt, dass das jeweilige AFK in das Trennelement eingepasst oder eingeklemmt werden kann. Dies kann schon bei der Herstellung der Trennwand W entsprechend durchgeführt werden.

Das Trennelement R _T umfasst bevorzugt ein Material, welches aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Glas, Holz ausgewählt ist. Besonders bevorzugt umfasst das Trennelement R _T Kunststoff.

Noch bevorzugter handelt es sich bei dem Kunststoff um einen, der aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid („PVC“) ausgewählt ist. PVC umfasst auch nachchloriertes Polyvinylchlorid („PVC-C“).

4.1.1.2 Randelement RR

Das Rahmenelement R bildet neben dem Trennelement R _T auch ein Randelement R _R aus. Das Randelement R _R als Bereich des Rahmenelements R wird von den beiden Teilen R ₁ und R ₂ ausgebildet. Das Randelement R _R (im Unterschied zum Trennelement R _T ) ist jener Bereich des Rahmenelements R, der nicht zwischen den von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken angeordnet ist, diese also nicht voneinander trennt.

Das Randelement R _R begrenzt die Oberflächen OKK und OA/MK mindestens teilweise, bevorzugt vollständig. Das bedeutet insbesondere: Das Randelement R _R umschließt die Oberflächen OKK und OA/MK mindestens teilweise, bevorzugt vollständig.

Das Randelement R _R kann dabei als ein Teil der Oberflächen OKK und OA/MK ausgebildet sein oder nicht. Bevorzugt ist das Randelement R _R als ein Teil der Oberflächen OKK und OA/MK ausgebildet.

Das Randelement R _R ist insbesondere über die Oberflächen OKK und OA/MK direkt kontaktierbar oder nicht direkt kontaktierbar. Bevorzugt ist das Randelement R _R über die Oberflächen OKK und OA/MK direkt kontaktierbar. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Randelement R _R als Teil von R ₁ über die Oberfläche OKK direkt kontaktierbar und als Teil von R ₂ über die Oberfläche OA/MK direkt kontaktierbar.

• „Nicht direkt kontaktierbar“ bedeutet mit Bezug auf das von der Trennwand W umfasste Randelement R _r , dass das Randelement R _R ausschließlich als mindestens ein Teil der Oberflächen jener Seiten der Trennwand W ausgebildet ist, bei denen es sich nicht um die Seiten S _K K und SA/MK handelt. Insbesondere bildet das Randelement R _R dann mindestens 1 %, bevorzugter mindestens 25 %, bevorzugter mindestens 50 %, noch bevorzugter

100 % der Oberflächen der Seiten der Trennwand W aus, bei denen es sich nicht um die Seiten S _K K und SA/MK handelt.

„Direkt kontaktierbar“ bedeutet mit Bezug auf das von der Trennwand W umfasste Randelement R _r , dass ein Teil der Oberfläche OKK durch die Oberfläche des Randelements R _R gebildet wird, das heißt, dass das Randelement R _R an der Oberfläche OKK unmittelbar zugänglich ist, so dass es an der Oberfläche OKK zum Beispiel mit wässriger Lösung, alkoholischer Lösung, Alkohol oder Wasser benetzt werden kann.

„Direkt kontaktierbar“ bedeutet außerdem mit Bezug auf das von der Trennwand W umfasste Randelement R _r , dass ein Teil der Oberfläche OA/MK durch die Oberfläche des Randelements R _R gebildet wird, das heißt, dass das Randelement R _R an der Oberfläche OA/MK unmittelbar zugänglich ist, so dass es an der Oberfläche OA/MK zum Beispiel mit wässriger Lösung, alkoholischer Lösung, Alkohol oder Wasser benetzt werden kann. Für die Anordnung des Randelements R _R in der Trennwand W bedeutet dies, dass es dann einen Weg von der Oberfläche OKK auf der Seite S _K K auf die Oberfläche OA/MK auf der Seite SA/MK gibt, der vollständig durch das Randelement R _R führt.

Dies schließt die folgenden Ausführungsformen ein:

- ein Teil des Randes der Oberflächen OKK und OA/MK wird durch das Randelement R _R gebildet

- der Rand der Oberflächen OKK und OA/MK wird vollständig durch das Randelement R _R gebildet (wie in den Abbildungen 2 A, 2 B, 6 A, 6 B gezeigt).

Dabei kann das Randelement R _R zusätzlich als mindestens ein Teil der Oberflächen jener Seiten der Trennwand W ausgebildet sein, bei denen es sich nicht um die Seiten S _K K und S _A/ MK handelt. Insbesondere bildet das Randelement R _R mindestens 1 %, bevorzugter mindestens 25 %, bevorzugter mindestens 50 %, noch bevorzugter 100 % der Oberflächen der Seiten der Trennwand W aus, bei denen es sich nicht um die Seiten S _K K und S _A/ MK handelt. In Fig. 2 A und Fig. 2 B sind beispielsweise Ausführungsformen gezeigt, in denen das Randelement R _R die Oberflächen jener Seiten der T rennwand W, bei denen es sich nicht um die Seiten S _K K und SA/MK handelt, vollständig ausbildet.

Das Randelement R _R umfasst bevorzugt ein Material, welches aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Glas, Holz ausgewählt ist. Besonders bevorzugt umfasst das Randelement R _R Kunststoff.

Noch bevorzugter handelt es sich bei dem Kunststoff um einen, der aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid („PVC“) ausgewählt ist. PVC umfasst auch nachchloriertes Polyvinylchlorid („PVC-C“).

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen das Randelement R _R und das Trennelement R _T das gleiche Material, noch bevorzugter umfassen beide Kunststoff, der noch bevorzugter aus Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid, PVC-C ausgewählt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Teil des Trennelements R _T einstückig mit mindestens einem Teil des Rahmenelements R _R ausgebildet. Dies bedeutet insbesondere, dass mindestens ein Teil des Trennelements R _T in das Randelement R _R übergeht.

Die Ausführungsform eines Randelements R _R hat den weiteren Vorteil, dass es in der Elektrolysezelle E als Teil der Außenwand fungiert. Dieser Teil der Trennwand W kontaktiert die Lösungen im jeweiligen Innenraum I _K K, IKA bzw. I _K M nicht, weshalb es Verschwendung wäre, diesen Teil der Trennwand W durch eine Festelektrolytkeramik auszubilden. Daneben ist der Teil der Trennwand W, welcher zwischen die Außenwand geklemmt oder ein Teil davon bildet, Kräften ausgesetzt, denen die brüchige Festelektrolytkeramik gegebenenfalls nicht standhält. Stattdessen wird somit ein bruchsicheres und billigeres Material für das Rahmenelement R ausgewählt.

4.1.2 Befestiqunqselemente B _R und B _T

Die Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass R ₁ und R ₂ durch mindestens ein Befestigungselement B _R am Randelement R _R aneinander befestigt sind, und R ₁ und R ₂ durch mindestens ein Befestigungselement B _T am Trennelement R _T aneinander befestigt sind.

„Am Randelement R _r “ ist in diesem Kontext zu verstehen im Sinne von „im Bereich des Randelements R _r “. „Am Trennelement R _T “ ist in diesem Kontext zu verstehen im Sinne von „im Bereich des Randelements R _T “. Als Befestigungselemente B _R und B _T eignen sich sämtliche dem Fachmann geläufige Mittel, um die beiden Rahmenteile R ₁ und R ₂ aneinander zu befestigen.

Diese Befestigungselemente B _R und B _T sind insbesondere ausgewählt aus Scharnieren,

Klammern, Nägeln, Schrauben, Haken, bevorzugt aus Schrauben, Haken, am bevorzugtesten Haken.

Die Befestigungselemente B _R und B _T können aus einem dem Fachmann geläufigen Material sein. Bevorzugt umfassen sie ein Material, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Glas, Holz ausgewählt ist. Besonders bevorzugt ist Kunststoff. Noch bevorzugter handelt es sich bei dem Kunststoff um einen, der aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid, PVC-C ausgewählt ist.

Noch bevorzugter sind das mindestens eine Befestigungselement B _R und das mindestens eine Befestigungselement B _T jeweils in Form von ineinander greifenden Haken B _H ausgebildet. Im aneinander befestigten Zustand durchspannen diese Haken insbesondere dann die Trennwand W.

Dazu werden als B _T vorteilhafterweise jeweils an den einander zugewandten Seiten der beiden Rahmenteile R ₁ und R ₂ im Bereich des Trennelements R _T einander gegenüberliegende Paare von Haken B _H ausgebildet, die bei Anordnung der AFKs zwischen den Rahmenteilen R ₁ und R ₂ , bevorzugt reversibel, ineinander greifen. Es versteht sich von selbst, dass für diese

Ausführungsform das Randelement R _R über die Oberflächen OKK und OA/MK direkt kontaktierbar sein muss.

Dazu werden als B _R vorteilhafterweise jeweils an den einander zugewandten Seiten der beiden Rahmenteile R ₁ und R ₂ im Bereich des Randelements R _R einander gegenüberliegende Paare von Haken B _H ausgebildet, die bei Anordnung der AFK zwischen den Rahmenteilen R ₁ und R ₂ reversibel ineinander greifen.

„Einander zugewandten Seiten der beiden Rahmenteile R ₁ und R ₂ “ bezieht sich auf die Seiten der beiden Rahmenteile, deren Oberfläche im Fall von R ₁ nicht über die Oberfläche OKK direkt kontaktierbar ist und deren Oberfläche im Fall von R ₂ nicht über die Oberfläche OA/MK direkt kontaktierbar ist. Dies sind insbesondere die Oberflächen von R ₁ und R ₂ , die in der Trennwand W die AFKs und/oder die Dichtung Di kontaktieren. Die Befestigungsmittel B _R und B _T , insbesondere die Haken, sind bevorzugt einstückig mit mindestens einem der Teile R ₁ und R ₂ ausgebildet (Abbildung 3 B).

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Befestigungselement B _R und das mindestens eine Befestigungselement B _T jeweils in Form von ineinander greifenden Haken B _H ausgebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind Haken B _H an beiden Rahmenteilen R ₁ und R ₂ so im Bereich des Trennelements R _T und im Bereich des Randelements R _R ausgebildet, dass sie bei der Anordnung der AFKs zwischen den Rahmenteilen R ₁ und R ₂ ineinandergreifen und so die

Rahmenteilen R ₁ und R ₂ aneinander befestigen. Noch bevorzugter ist dies reversibel, das heißt die Haken B _H können voneinander gelöst werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Haken gegeneinander verschiebbar ausgebildet sind. Die Anbringung der Befestigungsmittel B _R und B _T sowohl am Randelement R _R als auch am

Trennelement R _T verbessert überraschend die Stabilität der Trennwand W. Durch die Verwendung von Befestigungsmitteln im Bereich nicht nur des Randelements R _R sondern auch des Trennelements R _T ist es möglich, Kompressionskräfte nicht nur an den äußeren Ecken, sondern über den gesamten Bereich des Rahmenelements R einzubringen. 4.1.3 Alkalikationenleitender Festelektrolvtkeramik („AFK“ ^' )

Als von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken F _A , F _B etc. kommt jeder Festelektrolyt in Frage, durch welchen Kationen, insbesondere Alkalikationen, noch bevorzugter Natriumkationen, von der Seite SA/MK auf die Seite SKK transportiert werden können. Solche Festelektrolyten sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in der DE 102015013 155 A1 , in der WO 2012/048032 A2, Absätze [0035], [0039], [0040], in der US 2010/0044242 A1 , Absätze [0040], [0041], in der DE 10360758 A1 , Absätze [014] bis [025] beschrieben. Sie werden kommerziell unter dem Namen NaSICON, LiSICON, KSICON vertrieben. Ein natriumionenleitender Festelektrolyt ist bevorzugt, wobei dieser noch bevorzugter eine NaSICON-Struktur aufweist. Erfindungsgemäß einsetzbare NaSICON-Strukturen sind außerdem beispielsweise beschrieben von N. Anantharamulu, K. Koteswara Rao, G. Rambabu, B. Vijaya Kumar, Velchuri Radha,

M. Vithal, J Mater Sei 2011 , 46, 2821-2837.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Trennwand W weisen die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitende Festelektrolytkeramiken unabhängig voneinander eine NaSICON-Struktur der Formel M'i+2w+x- _y+ z M" _w M ^m _x Zr ^lv 2- _w -x- _y M ^v _y (Si04)z (ROf-z auf.

M' ist dabei ausgewählt aus Na ⁺ , Li ⁺ , bevorzugt Na ⁺ . M" ist dabei ein zweiwertiges Metallkation, bevorzugt ausgewählt aus Mg ²⁺ , Ca ²⁺ , Sr ²⁺ , Ba ²⁺ , Co ²⁺ , Ni ²⁺ , bevorzugter ausgewählt aus Co ²⁺ , Ni ²⁺ .

M ^m ist dabei ein dreiwertiges Metallkation, bevorzugt ausgewählt aus Al ³⁺ , Ga ³⁺ , Sc ³⁺ , La ³⁺ , Y ³⁺ , Gd ³⁺ , Sm ³⁺ , Lu ³⁺ , Fe ³⁺ , Cr ³⁺ , bevorzugter ausgewählt aus Sc ³⁺ , La ³⁺ , Y ³⁺ , Gd ³⁺ , Sm ³⁺ , besonders bevorzugt ausgewählt aus Sc ³⁺ , Y ³⁺ , La ³⁺ .

M ^v ist dabei ein fünfwertiges Metallkation, bevorzugt ausgewählt aus V ⁵⁺ , Nb ⁵⁺ , Ta ⁵⁺ .

Die römischen Indizes I, II, III, IV, V geben die Oxidationszahlen an, in der die jeweiligen Metallkationen vorliegen. w, x, y, z sind reelle Zahlen, wobei gilt, dass 0 < x < 2, 0 < y < 2, 0 < w < 2, 0 < z < 3, und wobei w, x, y, z so gewählt werden, dass gilt 1 + 2w + x - y + z > 0 und 2 - w - x - y > 0.

Die NaSICON-Struktur hat dabei erfindungsgemäß noch bevorzugter eine Struktur der Formel Na<i _{+ V)} Zr2SivP(3-v)Oi2, wobei v eine reelle Zahl ist, für die 0 < v< 3 gilt. Am bevorzugtesten gilt v = 2.4

In einer bevorzugten Ausführungsform der Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weisen die von der Trennwand W umfassten AFKs die gleiche Struktur auf.

4.1.4 Herstellung der Trennwand W

Die Trennwand W kann nach dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise können die von der Trennwand W umfassten AFKs, gegebenenfalls mit

Dichtungen, in eine entsprechende Gießform eingelegt werden und das Rahmenelement R über flüssigen Kunststoff gegossen und dann erstarren gelassen werden (Spritzgussverfahren). Beim Erstarren umschließt dieser dann die AFKs. Die Befestigungselemente B _T und B _R können in einem Guss durch eine geeignete Form am Rahmenelement R angebracht werden (und liegen dann einstückig mit diesem vor). In dieser Ausführungsform eignen sich besonders ineinander greifende Haken B _H als Befestigungsmittel.

Alternativ wird das Rahmenelement R bzw. die Rahmenteile R ₁ und R ₂ separat gegossen. Die Befestigungselemente B _T und B _R können in einem Guss durch eine geeignete Form am Rahmenelement R angebracht werden (und liegen dann einstückig mit diesem vor). In dieser Ausführungsform eignen sich besonders ineinander greifende Haken B _H als Befestigungsmittel.

Alternativ können die AFKs, gegebenenfalls mit der Dichtung Di, zwischen den Rahmenteilen R ₁ und R ₂ angeordnet werden und die Befestigungselemente B _T und B _R dann angebracht werden. Dazu eignen sich beispielsweise Schrauben oder Nägel, die durch geeignete Auslassungen in den Rahmenteilen R ₁ und R ₂ getrieben werden und diese aneinander befestigen.

4.2 Elektrolvsezelle E

Die Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eignet sich als Trennwand in einer Elektrolysezelle E.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung deshalb eine Elektrolysezelle E, umfassend mindestens eine Anodenkammer K _A mit mindestens einem Zulauf ZKA, mindestens einem Ablauf AKA und einem Innenraum IKA, der eine anodische Elektrode E _A umfasst, mindestens eine Kathodenkammer K _K mit mindestens einem Zulauf Z _K K, mindestens einem Ablauf AKK und einem Innenraum IKK, der eine kathodische Elektrode E _K umfasst, und gegebenenfalls mindestens eine dazwischen liegende Mittelkammer K _M mit mindestens einem Zulauf Z _K M, mindestens einem Ablauf A _K M und einem Innenraum IKM, wobei dann IKA und IKM durch eine Diffusionsbarriere D voneinander abgetrennt sind, und AKM durch eine Verbindung VAM mit dem Zulauf ZKA verbunden ist, so dass durch die

Verbindung VAM Flüssigkeit aus IKM in IKA geleitet werden kann, wobei in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K _M umfasst, IKA und IKK durch eine Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung voneinander abgetrennt sind, in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K _M umfasst, IKK und IKM durch eine Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung voneinander abgetrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Trennelement R _T , den Innenraum IKK auf der Seite S _K K über die Oberfläche OKK direkt kontaktieren, und in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K _M umfasst, die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Rahmenelement R, den Innenraum IKA auf der Seite SA/MK über die Oberfläche OA/MK direkt kontaktieren, in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K _M umfasst, die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und insbesondere auch das Rahmenelement R, den Innenraum I _K M auf der Seite SA/MK über die Oberfläche OA/MK direkt kontaktieren.

Die Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst mindestens eine Anodenkammer K _A und mindestens eine Kathodenkammer K _K und gegebenenfalls mindestens eine dazwischen liegende Mittelkammer K _M . Dies umfasst auch Elektrolysezellen E, welche mehr als eine Anodenkammer K _A und/oder Kathodenkammer K _K und/oder Mittelkammer K _M aufweisen. Solche Elektrolysezellen, in denen diese Kammern modulartig aneinandergefügt werden, sind beispielsweise in der DD 258 143 A3 und der US 2006/0226022 A1 beschrieben.

Die Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Anodenkammer K _A und eine Kathodenkammer K _K und gegebenenfalls eine dazwischen liegende Mittelkammer K _M .

Die Elektrolysezelle E weist üblicherweise eine Außenwand W _A auf. Die Außenwand W _A ist insbesondere aus einem Material, welches aus der Gruppe bestehend aus Stahl, bevorzugt gummiertem Stahl, Kunststoff, der insbesondere aus Telene ® (duroplastischem Polydicyclopentadien), PVC (Polyvinylchlorid), PVC-C (nachchloriertes Polyvinylchlorid), PVDF (Polyvinylidenfluorid) ausgewählt ist. W _A kann insbesondere für Zuläufe und Abläufe durchbrochen sein. Innerhalb von W _A liegen dann die mindestens eine Anodenkammer K _A , die mindestens eine Kathodenkammer K _K und in den Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E eine solche umfasst, die mindestens eine dazwischen liegende Mittelkammer K _M .

4.2.1 Kathodenkammer K _K

Die Kathodenkammer K _K weist mindestens einen Zulauf ZKK, mindestens einen Ablauf AKK und einen Innenraum I _K K, der eine kathodische Elektrode E _K umfasst, auf. Der Innenraum I _K K der Kathodenkammer K _K ist durch die Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vom Innenraum IK _A der Anodenkammer K _A abgetrennt, falls die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K _M umfasst. Der Innenraum I _K K der Kathodenkammer K _K ist durch die Trennwand W gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vom Innenraum IKM der Mittelkammer K _M abgetrennt, falls die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K _M umfasst.

4.2.1.1 Kathodische Elektrode EK

Die Kathodenkammer K _K umfasst einen Innenraum IKK, der wiederum eine kathodische Elektrode EK umfasst. Als solche kathodische Elektrode E _K kommt jede dem Fachmann geläufige Elektrode in Frage, die unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem dritten Aspekt der Erfindung stabil ist. Solche sind insbesondere in WO 2014/008410 A1 , Absatz [025] oder DE 10360758 A1 , Absatz [030] beschrieben. Diese Elektrode E _K kann aus der Gruppe bestehend aus Maschenwolle, dreidimensionale Matrixstruktur oder „Kugeln“ ausgewählt sein. Die kathodische Elektrode E _K umfasst insbesondere ein Material, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stahl, Nickel, Kupfer, Platin, platinierte Metalle, Palladium, auf Kohle geträgertes Palladium, Titan. Bevorzugt umfasst E _K Nickel.

In den Ausführungsformen der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, in denen diese eine Mittelkammer K _M umfasst, befindet sich diese zwischen der Anodenkammer K _A und der Kathodenkammer K _K .

4.2.1.2 Zulauf ZKK und Ablauf AKK

Die Kathodenkammer K _K umfasst auch einen Zulauf ZKK und einen Ablauf AKK. Dies ermöglicht es, dem Innenraum IKK der Kathodenkammer K _K Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L ₂ , zuzufügen und darin befindliche Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung Li, zu entfernen. Der Zulauf ZKK und der Ablauf AKK sind dabei so an der Kathodenkammer K _K angebracht, dass die Flüssigkeit beim Durchströmen des Innenraums IKK der Kathodenkammer K _K die kathodische Elektrode E _K kontaktiert. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung am Ablauf AKK die Lösung Li erhalten wird, wenn die Lösung L ₂ eines Alkalialkoholats XOR im Alkohol ROH durch den Innenraum IKK der Kathodenkammer K _K geleitet wird.

Der Zulauf ZKK und der Ablauf AKK können nach dem Fachmann bekannten Verfahren an der Elektrolysezelle E angebracht werden, z.B. durch Bohrungen in der Außenwand und entsprechenden Anschlüssen (Ventilen), die die Ein- bzw. Ausleitung von Flüssigkeit vereinfachen.

4.2.2 Anodenkammer K _A

Die Anodenkammer K _A weist mindestens einen Zulauf Z _KA , mindestens einen Ablauf A _KA und einem Innenraum IKA, der eine anodische Elektrode E _A umfasst, auf. Der Innenraum IKA der Anodenkammer K _A ist, falls die Elektrolysezelle E eine Mittelkammer K _M umfasst, durch eine Diffusionsbarriere D vom Innenraum IKM der Mittelkammer K _M abgetrennt. Falls die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K _M umfasst, ist der Innenraum IKA der Anodenkammer K durch die Trennwand W vom Innenraum I _KK der Kathodenkammer K _K abgetrennt.

4.2.2.1 Anodische Elektrode EA Die Anodenkammer K _A umfasst einen Innenraum IKA, der wiederum eine anodische Elektrode E _A umfasst. Als solche anodische Elektrode E _A kommt jede dem Fachmann geläufige Elektrode in Frage, die unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem dritten Aspekt der Erfindung stabil ist. Solche sind insbesondere in WO 2014/008410 A1, Absatz [024] oder DE 10360758 A1, Absatz [031] beschrieben. Diese Elektrode E _A kann aus einer Schicht bestehen oder aus mehreren planen, zueinander parallelen Schichten bestehen, die jeweils perforiert oder expandiert sein können. Die anodische Elektrode E _A umfasst insbesondere ein Material, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rutheniumoxid, Iridiumoxid, Nickel, Kobalt, Nickelwolframat, Nickeltitanat, Edelmetalle wie insbesondere Platin, welches auf einem Träger wie Titan oder Kovar® (einer Eisen/Nickel/Kobalt-Legierung, in denen die einzelnen Anteile bevorzugt wie folgt sind: 54 Massen-% Eisen, 29 Massen-% Nickel, 17 Massen-% Cobalt) geträgert ist.

Weitere mögliche Anodenmaterialien sind insbesondere Edelstahl, Blei, Graphit, Wolframcarbid, Titandiborid. Bevorzugt umfasst die anodische Elektrode E _A eine mit Rutheniumoxid/ Iridiumoxid beschichtete Titananode (RuÜ2+ lrÜ2 / Ti).

4.2.2.2 Zulauf ZKA und Ablauf AKA

Die Anodenkammer K _A umfasst auch einen Zulauf ZKA und einen Ablauf AKA. Dies ermöglicht es, dem Innenraum IKA der Anodenkammer K _A Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L ₃ , zuzufügen und darin befindliche Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L ₄ , zu entfernen. Der Zulauf ZKA und der Ablauf AKA sind dabei so an der Anodenkammer K _A angebracht, dass die Flüssigkeit beim Durchströmen des Innenraums IKA der Anodenkammer K _A die anodische Elektrode E _A kontaktiert. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung am Ablauf AKA die Lösung L ₄ erhalten wird, wenn die Lösung L ₃ eines Salzes S durch den Innenraum IKA der Anodenkammer K _A geleitet wird. Der Zulauf ZK _A und der Ablauf AK _A können nach dem Fachmann bekannten Verfahren an der Elektrolysezelle E angebracht werden, z.B. durch Bohrungen in der Außenwand und entsprechenden Anschlüssen (Ventilen), die die Ein- bzw. Ausleitung von Flüssigkeit vereinfachen. Der Zulauf ZK _A kann in bestimmten Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E eine Mittelkammer K _M umfasst, auch innerhalb der Elektrolysezelle liegen, beispielsweise als Perforation in der Diffusionsbarriere D.

4.2.3 Optionale Mittelkammer Die Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist bevorzugt eine

Mittelkammer K _M auf. Die optionale Mittelkammer K _M liegt zwischen Kathodenkammer K _K und Anodenkammer K _A . Sie umfasst mindestens einen Zulauf ZKM, mindestens einen Ablauf AKM und einen Innenraum IKM. Der Innenraum IKA der Anodenkammer K _A ist, falls die Elektrolysezelle E eine Mittelkammer K _M umfasst, durch eine Diffusionsbarriere D vom Innenraum IKM der Mittelkammer K _M abgetrennt. AKM ist dann außerdem durch eine Verbindung V _AM mit dem Zulauf Z _KA verbunden, so dass durch die Verbindung V _AM Flüssigkeit aus IKM in IKA geleitet werden kann.

4.2.3.1 Diffusionsbarriere D

Der Innenraum IKM der optionalen Mittelkammer K _M ist durch eine Diffusionsbarriere D vom Innenraum linder Anodenkammer K _A abgetrennt und durch die Trennwand W vom Innenraum I _K K der Kathodenkammer K _K abgetrennt. Für die Diffusionsbarriere D kann jedes Material genutzt werden, welches unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem dritten Aspekt der Erfindung stabil ist und den Übergang von Protonen von der im Innenraum IKA der Anodenkammer K _A befindlichen Flüssigkeit in Innenraum IKM der optionalen Mittelkammer K _M verhindert oder verlangsamt. Als Diffusionsbarriere D wird insbesondere eine nicht ionenspezifische Trennwand oder eine für spezifische Ionen durchlässige Membran verwendet. Bevorzugt handelt es sich bei der Diffusionsbarriere D um eine nicht ionenspezifische Trennwand.

Das Material der nicht ionenspezifischen Trennwand ist insbesondere aus der Gruppe bestehend aus Gewebe, wobei es sich insbesondere um textiles Gewebe oder Metallgewebe handelt, Glas, wobei es sich insbesondere um gesintertes Glas oder Glasfritten handelt, Keramik, insbesondere keramische Fritten, Membrandiaphragmas ausgewählt, und ist besonders bevorzugt ein textiles Gewebe oder Metallgewebe, besonders bevorzugt ein textiles Gewebe. Das textile Gewebe umfasst bevorzugt Kunststoff, bevorzugter einen Kunststoff ausgewählt aus PVC, PVC-C, Polyvinylether („PVE“), Polytetrafluorethylen („PTFE“).

Handelt es sich bei der Diffusionsbarriere D um eine „für spezifische Ionen durchlässige Membran“, so bedeutet dies erfindungsgemäß, dass die jeweilige Membran die Diffusion bestimmter Ionen durch sie hindurch gegenüber anderen Ionen begünstigt. Insbesondere sind damit Membranen gemeint, die die Diffusion durch sie hindurch von Ionen einer bestimmten Ladungsart gegenüber entgegengesetzt geladenen Ionen begünstigen. Noch bevorzugter begünstigen für spezifische Ionen durchlässige Membranen außerdem die Diffusion bestimmter Ionen mit einer Ladungsart gegenüber anderen Ionen derselben Ladungsart durch sie hindurch.

Ist die Diffusionsbarriere D eine „für spezifische Ionen durchlässige Membran“, handelt es sich insbesondere bei der Diffusionsbarriere D um eine anionenleitende Membran oder um eine kationenleitende Membran.

Anionenleitende Membranen sind erfindungsgemäß solche, die selektiv Anionen, bevorzugt selektiv bestimmte Anionen leiten. In anderen Worten begünstigen sie die Diffusion von Anionen durch sie hindurch gegenüber der von Kationen, insbesondere gegenüber Protonen, noch bevorzugter begünstigen sie zusätzlich die Diffusion von bestimmten Anionen durch sie hindurch gegenüber der Diffusion anderer Anionen durch sie hindurch.

Kationenleitende Membranen sind erfindungsgemäß solche, die selektiv Kationen, bevorzugt selektiv bestimmte Kationen leiten. In anderen Worten begünstigen sie die Diffusion von Kationen durch sie hindurch gegenüber der von Anionen, noch bevorzugter begünstigen sie zusätzlich die Diffusion von bestimmten Kationen, durch sie hindurch gegenüber der Diffusion anderer Kationen durch sie hindurch, noch viel mehr bevorzugter von Kationen, bei denen es sich nicht um Protonen handelt, noch bevorzugter um Natriumkationen handelt, gegenüber Protonen.

„Begünstigen die Diffusion bestimmter Ionen X gegenüber der Diffusion anderer Ionen Y“ bedeutet insbesondere, dass der Diffusionskoeffizient (Einheit m ² /s) der lonenart X bei einer gegebenen Temperatur für die betreffende Membran um den Faktor 10, bevorzugt 100, bevorzugt 1000 höher ist als der Diffusionskoeffizient der lonenart Y für die betreffende Membran.

Handelt es sich bei der Diffusionsbarriere D um eine „für spezifische Ionen durchlässige Membran“, so ist es bevorzugt eine anionenleitende Membran, denn diese verhindert besonders gut die Diffusion von Protonen aus der Anodenkammer K _A in die Mittelkammer K _M .

Als anionenleitende Membran wird insbesondere eine solche eingesetzt, die für die vom Salz S umfassten Anionen selektiv ist. Solche Membranen sind dem Fachmann bekannt und können von ihm eingesetzt werden.

Das Salz S ist bevorzugt ein Halogenid, Sulfat, Sulfit, Nitrat, Hydrogencarbonat oder Carbonat von X, noch bevorzugter ein Halogenid.

Halogenide sind Fluoride, Chloride, Bromide, Jodide. Das bevorzugteste Halogenid ist Chlorid. Bevorzugt wird als anionenleitende Membran eine für Halogenide, bevorzugt Chlorid, selektive Membran eingesetzt.

Anionenleitende Membranen sind beispielsweise von M.A. Hickner, A.M. Herring, E.B. Coughlin, Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics 2013, 51 1727-1735, von C.G. Arges,

V. Ramani, P.N. Pintauro, Electrochemical Society Interface 2010, 19 31-35, in WO 2007/048712 A2 sowie auf Seite 181 des Lehrbuchs von Volkmar M. Schmidt Elektrochemische Verfahrenstechnik: Grundlagen, Reaktionstechnik, Prozessoptimierung,

1. Auflage (8. Oktober 2003) beschrieben.

Noch bevorzugter werden demnach als anionenleitende Membran organische Polymere, welche insbesondere aus Polyethylen, Polybenzimidazolen, Polyetherketonen, Polystyrol, Polypropylen oder fluorierten Membranen wie Polyperfluorethylen, bevorzugt Polystyrol, ausgewählt sind, eingesetzt, wobei diese kovalent gebunden funktionelle Gruppen ausgewählt aus -NH3 ⁺ , - NRH2 ⁺ , -NR ₃ ⁺ , =NR ⁺ ;-PR3 ⁺ , wobei es sich bei R um Alkylgruppen mit bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatomen handelt, oder andere kationische Gruppen aufweisen. Bevorzugt weisen sie kovalent gebundene funktionelle Gruppen, ausgewählt aus -NH3 ⁺ , -NRH2 ⁺ , -NR3 ⁺ , bevorzugter ausgewählt aus -NH3 ⁺ , -NR3 ⁺ , noch bevorzugter -NR3 ⁺ , auf.

Wenn die Diffusionsbarriere D eine kationenleitende Membran ist, handelt es sich insbesondere um eine Membran, die für die vom Salz S umfassten Kationen selektiv ist. Noch bevorzugter ist die Diffusionsbarriere D eine alkalikationenleitende Membran, noch mehr bevorzugter eine kalium- und/oder natriumionenleitende Membran, am bevorzugtesten eine natriumionenleitende Membran.

Kationenleitende Membranen sind beispielsweise beschrieben auf Seite 181 des Lehrbuchs von Volkmar M. Schmidt Elektrochemische Verfahrenstechnik: Grundlagen, Reaktionstechnik, Prozessoptimierung, 1. Auflage (8. Oktober 2003).

Noch bevorzugter werden demnach als kationenleitende Membran organische Polymere, welche insbesondere aus Polyethylen, Polybenzimidazolen, Polyetherketonen, Polystyrol, Polypropylen oder fluorierten Membranen wie Polyperfluorethylen, bevorzugt Polystyrol, Polyperfluorethylen, ausgewählt sind, eingesetzt, wobei diese kovalent gebunden funktionelle Gruppen ausgewählt aus -S0 ₃ -, -COO-, -PO3 ^2" , -PO2H-, bevorzugt -SO3-, (beschrieben in DE 102010062804 A1 ,

US 4,831,146) tragen.

Dies kann zum Beispiel ein sulfoniertes Polyperfluorethylen (Nafion ® mit CAS-Nummer:

31175-20-9) sein. Diese sind dem Fachmann beispielsweise aus der WO 2008/076327 A1 ,

Absatz [058], US 2010/0044242 A1, Absatz [0042] oder der US 2016/ 0204459 A1 bekannt und unter dem Handelsnamen Nafion ®, Aciplex ® F, Flemion ®, Neosepta ®, Ultrex ®, PC-SK ® erwerblich. Neosepta®-Membranen sind beispielsweise beschrieben von S.A. Mareev,

D.Yu. Butylskii, N.D. Pismenskaya, C. Larchet, L. Dammak, V.V. Nikonenko, Journal of Membrane Science 2018, 563, 768-776. Wird eine kationenleitende Membran als Diffusionsbarriere D eingesetzt, kann dies beispielsweise ein mit Sulfonsäuregruppen funktionalisiertes Polymer, insbesondere der folgenden Formel PNAFION, wobei n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 10 ⁶ , bevorzugter eine ganze Zahl von 10 bis 10 ⁵ , noch bevorzugter eine ganze Zahl von 10 ² bis 10 ⁴ ist, sein.

4.2.3.2 Zulauf ZKM und Ablauf AKM Die optionale Mittelkammer K _M umfasst auch einen Zulauf ZKM und einen Ablauf AKM. Dies ermöglicht es, dem Innenraum I _K M der Mittelkammer K _M Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L ₃ , zuzufügen, und darin befindliche Flüssigkeit, wie zum Beispiel die Lösung L ₃ , in die Anodenkammer K _A zu überführen. Der Zulauf ZKM und der Ablauf AKM können nach dem Fachmann bekannten Verfahren an der Elektrolysezelle E angebracht werden, z.B. durch Bohrungen in der Außenwand und entsprechenden Anschlüssen (Ventilen), die die Ein- bzw. Ausleitung von Flüssigkeit vereinfachen. Der Ablauf AKM kann auch innerhalb der Elektrolysezelle liegen, beispielsweise als Perforation in der Diffusionsbarriere D. 4.2.3.3 Verbindung V _A M

In der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist der Ablauf AKM durch eine Verbindung VAM mit dem Zulauf Z _KA SO verbunden, dass durch die Verbindung VAM Flüssigkeit aus IKM in IKA geleitet werden kann,

Die Verbindung V _A M kann innerhalb der Elektrolysezelle E und/oder außerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet sein, und ist bevorzugt innerhalb der Elektrolysezelle ausgebildet. 1) Ist die Verbindung VAM innerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet, wird sie bevorzugt durch mindestens eine Perforation in der Diffusionsbarriere D gebildet. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann bevorzugt, wenn als Diffusionsbarriere D eine nicht ionenspezifische Trennwand, insbesondere ein Metallgewebe oder textiles Gewebe eingesetzt wird. Dieses fungiert als Diffusionsbarriere D und weist aufgrund der Webeigenschaften von vorneherein Perforationen und Lücken auf, die als Verbindung VAM fungieren.

2) Die folgend beschriebene Ausführungsform ist insbesondere dann bevorzugt, wenn als Diffusionsbarriere D eine für spezifische Ionen durchlässige Membran eingesetzt wird: In dieser Ausführungsform ist die Verbindung VAM außerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet, wobei sie bevorzugt durch eine außerhalb der Elektrolysezelle E verlaufende Verbindung von AKM und ZKA gebildet wird, insbesondere dadurch, dass vom Innenraum der Mittelkammer IKM ein Ablauf AKM durch die Außenwand W _A , bevorzugt am Boden der Mittelkammer K _M , wobei noch bevorzugter der Zulauf ZKM an der Oberseite der Mittelkammer K _M ist, gebildet wird, und ein Zulauf ZKA in den Innenraum IKA der Anodenkammer K _A durch die Außenwand W _A , bevorzugt am Boden der Anodenkammer K _A , gebildet wird, und diese durch eine Leitung, beispielsweise ein Rohr oder ein Schlauch, der bevorzugt ein Material ausgewählt aus Gummi, Kunststoff umfasst, verbunden sind. Der Ablauf AKA ist dann noch bevorzugter an der Oberseite der Anodenkammer K _A ausgebildet.

„Ablauf AKM am Boden der Mittelkammer K _M “ bedeutet, dass der Ablauf AKM SO an der Elektrolysezelle E angebracht ist, dass die Lösung L ₃ die Mittelkammer K _M gleichgerichtet mit der Schwerkraft verlässt.

„Zulauf ZKA am Boden der Anodenkammer K _A “ bedeutet, dass der Zulauf ZKA SO an der Elektrolysezelle E angebracht ist, dass die Lösung L ₃ in die Anodenkammer K _A entgegen der Schwerkraft e intritt.

„Zulauf ZKM an der Oberseite der Mittelkammer K _M “ bedeutet, dass der Zulauf ZKM SO an der Elektrolysezelle E angebracht ist, dass die Lösung L ₃ in die Mittelkammer K _M gleichgerichtet mit der Schwerkraft e intritt.

„Ablauf AKA an der Oberseite der Anodenkammer K _A “ bedeutet, dass der Ablauf AKA SO an der Elektrolysezelle E angebracht ist, dass die Lösung L ₄ die Anodenkammer K _A entgegen der Schwerkraft verlässt.

Diese Ausführungsform ist dabei besonders vorteilhaft und deshalb bevorzugt, wenn der Ablauf AKM durch die Außenwand W _A am Boden der Mittelkammer K _M , und der Zulauf ZKA durch die Außenwand W _A am Boden der Anodenkammer K _A , gebildet wird. Durch diese Anordnung ist es besonders einfach möglich, in der Anodenkammer K _A gebildete Gase mit L ₄ aus der Anodenkammer K _A abzuleiten, um diese dann weiter abzutrennen.

Wenn die Verbindung V _AM außerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet ist, sind insbesondere ZKM und AKM an gegenüberliegenden Seiten der Außenwand W _A der Mittelkammer K _M angeordnet (also z.B. ZKM am Boden und AKM an der Oberseite der Elektrolysezelle E oder umgekehrt) und Z _KA und AK _Ä an gegenüberliegenden Seiten der Außenwand W _A der Anodenkammer K _A angeordnet (also ZKÄ am Boden und A _KA an der Oberseite der Elektrolysezelle E oder umgekehrt), wie es insbesondere in Abbildung 5 A gezeigt ist. Durch diese Geometrie muss L ₃ die beiden Kammern K _M und K _A durchströmen. Dabei können Z _KA und ZKM an derselben Seite der Elektrolysezelle E ausgebildet sein, wobei dann automatisch auch AKM und A _KA an derselben Seite der Elektrolysezelle E ausgebildet sind. Alternativ können Z _KA und ZKM an gegenüberliegenden Seiten der Elektrolysezelle E ausgebildet sein, wobei dann automatisch auch AKM und A _KA an gegenüberliegenden Seiten der Elektrolysezelle E ausgebildet sind.

3) Wenn die Verbindung V _AM innerhalb der Elektrolysezelle E ausgebildet ist, kann dies insbesondere dadurch gewährleistet werden, dass eine Seite („Seite A“) der Elektrolysezelle E, bei der es sich um die Oberseite oder den Boden der Elektrolysezelle E handelt, bevorzugt wie in Abbildung 5 B gezeigt um die Oberseite handelt, den Zulauf ZKM und den Ablauf AKÄ umfasst und die Diffusionsbarriere D ausgehend von dieser Seite („Seite A“) sich in die Elektrolysezelle E erstreckt, aber nicht ganz bis zur der der Seite A gegenüberliegenden Seite („Seite B“) der Elektrolysezelle E, bei der es dann sich um den Boden bzw. die Oberseite der Elektrolysezelle E handelt, reicht und dabei 50 % oder mehr der Höhe der Dreikammerzelle E, bevorzugter 60 % bis 99 % der Höhe der Dreikammerzelle E, noch bevorzugter 70 % bis 95 % der Höhe der Dreikammerzelle E, noch mehr bevorzugter 80 % bis 90 % der Höhe der Dreikammerzelle E, noch viel mehr bevorzugter 85 % der Höhe der Dreikammerzelle E durchspannt. Dadurch dass die Diffusionsbarriere D die Seite B der Dreikammerzelle E nicht berührt, entsteht so ein Spalt zwischen Diffusionsbarriere D und der Außenwand W _A der Seite B der Dreikammerzelle E. Der Spalt ist dann die Verbindung V _AM . Durch diese Geometrie muss L ₃ die beiden Kammern K _M und K _A vollständig durchströmen.

Diese Ausführungsformen gewährleisten am besten, dass am säureempfindlichen Festelektrolyten die wässrige Salzlösung L ₃ vorbeiströmt, bevor diese mit der anodischen Elektrode E _A in Kontakt kommt, wodurch es zur Bildung von Säuren kommt.

„Boden der Elektrolysezelle E“ ist erfindungsgemäß die Seite der Elektrolysezelle E, durch die eine Lösung (z.B. L ₃ bei AKM in Abbildung 5 A) gleichgerichtet mit der Schwerkraft aus der Elektrolysezelle E austritt bzw. die Seite der Elektrolysezelle E, durch die eine Lösung (z.B. L ₂ bei Zkk in Abbildungen 5 A und 5 B und L ₃ bei A _KA in Abbildungen 4 A und 4 B) der Elektrolysezelle E entgegen der Schwerkraft zugeführt wird.

„Oberseite der Elektrolysezelle E“ ist erfindungsgemäß die Seite der Elektrolysezelle E, durch die eine Lösung (z.B. L ₄ bei AKA und Li bei AKK in Abbildungen 5 A und 5 B) entgegen der Schwerkraft aus der Elektrolysezelle E austritt bzw. die Seite der Elektrolysezelle E, durch die eine Lösung (z.B. L ₃ bei ZKM in Abbildungen 5 A und 5 B) der Elektrolysezelle E gleichgerichtet mit der Schwerkraft zugeführt wird.

4.2.4 Anordnung der Trennwand W in der Elektrolvsezelle E

Die Trennwand W ist in der Elektrolysezelle E so angeordnet, dass die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und bevorzugt auch das Rahmenelement R, den Innenraum I _K K auf der Seite S _K K über die Oberfläche OKK direkt kontaktieren.

Dies bedeutet, dass die Trennwand W in der Elektrolysezelle E so angeordnet ist, dass, wenn der Innenraum I _K K auf der Seite S _K K mit Lösung L ₄ vollständig gefüllt ist, dass die Lösung L ₄ dann über die Oberfläche OKK alle von der der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken und bevorzugt auch das Rahmenelement R überdas Teil R ₁ kontaktiert, so dass Ionen (z.B. Alkalimetallionen wie Natrium, Lithium) aus allen AFKs, die von der Trennwand W umfasst werden, in die Lösung L ₄ eintreten können.

Zusätzlich ist die Trennwand W in den Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K _M umfasst, so in der Elektrolysezelle E angeordnet, dass die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und bevorzugt auch das Rahmenelement R, den Innenraum I _KA auf der Seite SA/MK über die Oberfläche OA/MK direkt kontaktieren.

Dies bedeutet Folgendes: in den Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K _M umfasst, grenzt die Trennwand W an den Innenraum I _K A der Anodenkammer K _A . In diesen Ausführungsformen ist die Trennwand W in der Elektrolysezelle E so angeordnet, dass, wenn der Innenraum IKA auf der Seite SA/MK mit Lösung L ₃ vollständig gefüllt ist, dass die Lösung L ₃ dann über die Oberfläche OA/MK alle von der der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken und bevorzugt auch das Rahmenelement R über das Teil R ₂ kontaktiert, so dass Ionen (z.B. Alkalimetallionen wie Natrium, Lithium) aus der Lösung L ₃ in jede AFK, die von der Trennwand W umfasst ist, eintreten können. Zusätzlich ist die Trennwand W in den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K _M umfasst, so in der Elektrolysezelle E angeordnet, dass die von der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken, und bevorzugt auch das Rahmenelement R, den Innenraum IKM auf der Seite SA/MK über die Oberfläche OA/MK direkt kontaktieren.

Dies bedeutet Folgendes: in den Ausführungsformen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K _M umfasst, grenzt die Trennwand W an den Innenraum IKM der Mittelkammer K _M . In diesen Ausführungsformen ist die Trennwand W in der Elektrolysezelle E so angeordnet, dass, wenn der Innenraum IKM auf der Seite SA/MK mit Lösung L ₃ vollständig gefüllt ist, dass die Lösung L ₃ dann über die Oberfläche OA/MK alle von der der Trennwand W umfassten alkalikationenleitenden Festelektrolytkeramiken und bevorzugt auch das Rahmenelement R über das Teil R ₂ kontaktiert, so dass Ionen (z.B. Alkalimetallionen wie Natrium, Lithium) aus der Lösung L ₃ in jede AFK, die von der Trennwand W umfasst ist, eintreten können.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kontaktieren mindestens 50 %, insbesondere mindestens 70 %, bevorzugt mindestes 90 %, am bevorzugtesten 100 % des Teils der Oberfläche OKK, der durch AFKs gebildet wird, den Innenraum I _K K.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Elektrolysezelle E ohne Mittelkammer gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kontaktieren mindestens 50 %, insbesondere mindestens 70 %, bevorzugt mindestes 90 %, am bevorzugtesten 100 % des Teils der Oberfläche OA/MK, der durch AFKs gebildet wird, den Innenraum I _K A.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Elektrolysezelle E mit mindestens einer Mittelkammer gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kontaktieren mindestens 50 %, insbesondere mindestens 70 %, bevorzugt mindestes 90 %, am bevorzugtesten 100 % des Teils der Oberfläche OA/MK, der durch AFKs gebildet wird, den Innenraum IKM.

4.3 Erfindunqsqemäßes Verfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung Li eines Alkalimetallalkoholats XOR im Alkohol ROH, wobei X ein Alkalimetallkation ist und R ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist. Das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird in einer Elektrolysezelle E gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung durchgeführt. Bevorzugt ist X aus der Gruppe bestehend aus Li ⁺ , K ⁺ , Na ⁺ , bevorzugter aus der Gruppe bestehend aus K ⁺ , Na ⁺ ausgewählt. Am bevorzugtesten ist X = Na ⁺ .

R ist bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus n-Propyl, /so-Propyl, Ethyl, Methyl ausgewählt, bevorzugter aus der Gruppe bestehend aus Ethyl, Methyl ausgewählt. Am bevorzugtesten ist R Methyl.

4.3.1 Erfindunqsqemäßes Verfahren in einer Elektrolvsezelle E ohne Mittelkammer K _M

In den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E keine Mittelkammer K _M umfasst, werden die gleichzeitig ablaufenden Schritt (a1), (a2), (a3) durchgeführt.

4.3.1.1 Schritt (a1)

Im Schritt (cd) wird eine Lösung L ₂ umfassend den Alkohol ROH, bevorzugt umfassend ein Alkalialkoholat XOR und Alkohol ROH, durch K _K geleitet.

Die Lösung L ₂ ist bevorzugt frei von Wasser. „Frei von Wasser“ bedeutet erfindungsgemäß, dass das Gewicht des Wassers in der Lösung L ₂ bezogen auf das Gewichts des Alkohols ROH in der Lösung L ₂ (Massenverhältnis) < 1 : 10, bevorzugter < 1 : 20, noch bevorzugter < 1 : 100, noch bevorzugter < 0.5 : 100 ist.

Umfasst die Lösung L ₂ XOR, so liegt der Massenanteil von XOR in der Lösung L ₂ , bezogen auf die gesamte Lösung L ₂ , insbesondere bei > 0 bis 30 Gew.-%, bevorzugt bei 5 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 15 Gew.-%, am bevorzugtesten bei 13 bis 14 Gew.-%, am allerbevorzugtesten bei 13 Gew.-%.

Umfasst die Lösung L ₂ XOR, so liegt in der Lösung L ₂ insbesondere das Massenverhältnis von XOR zu Alkohol ROH im Bereich 1 : 100 bis 1 : 5, bevorzugter im Bereich 1 : 25 bis 3 : 20, noch bevorzugter im Bereich 1 : 12 bis 1 : 8, noch bevorzugter bei 1 : 10.

4.3.1.2 Schritt (cß)

In Schritt (a2) wird eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L ₃ eines Salzes S umfassend X als Kation durch K _A geleitet.

Das Salz S ist bevorzugt ein Halogenid, Sulfat, Sulfit, Nitrat, Hydrogencarbonat oder Carbonat von X, noch bevorzugter ein Halogenid. Halogenide sind Fluoride, Chloride, Bromide, Jodide. Das bevorzugteste Halogenid ist Chlorid.

Der pH der wässrigen Lösung L ₃ ist dabei > 7.0, bevorzugt im Bereich 7 bis 12, bevorzugter im Bereich 8 bis 11 , noch bevorzugter 10 bis 11 , am bevorzugtesten bei 10.5.

Der Massenanteil des Salzes S in der Lösung L ₃ liegt dabei bevorzugt im Bereich > 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter bei 5 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 20 Gew.-%, am bevorzugtesten bei 20 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Lösung L ₃ . 4.3.1.3 Schritt (cß)

Im Schritt (a3) wird dann eine Spannung zwischen E _A und E _K angelegt.

Dadurch kommt es zu einem Stromtransport von der Ladungsquelle zur Anode, zu einem Ladungstransport über Ionen zur Kathode und schließlich zu einem Stromtransport zurück zur Ladungsquelle. Die Ladungsquelle ist dem Fachmann bekannt und ist typischerweise ein Gleichrichter, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und über Spannungsumwandler bestimmte Spannungen erzeugen kann. Dies hat wiederum folgende Konsequenzen: am Ablauf AKK wird die Lösung Li erhalten, wobei die Konzentration von XOR in Li höher ist als in

L2, am Ablauf AK _A wird eine wässrige Lösung L ₄ von S erhalten, wobei die Konzentration von S in L ₄ geringer ist als in L ₃ .

Im Schritt (a3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird insbesondere eine solche Spannung angelegt, dass so ein Strom fließt, so dass die Stromdichte (= Verhältnis des Stroms, der zur Elektrolysezelle fließt, zur Fläche des Festelektrolyten, die den in der

Anodenkammer K _A befindlichen Anolyten kontaktiert) im Bereich von 10 bis 8000 A / m ² liegt, bevorzugter im Bereich von 100 bis 2000 A / m ² liegt, noch bevorzugter im Bereich von 300 bis 800 A/ m ² , noch bevorzugter bei 494 A/ m ² liegt. Dies kann vom Fachmann standardmäßig bestimmt werden. Die Fläche des Festelektrolyten, die den in der Anodenkammer K _A befindlichen Anolyten kontaktiert beträgt insbesondere 0.00001 bis 10 m ² , bevorzugt 0.0001 bis 2.5 m ² , bevorzugter 0.0002 bis 0.15 m ² , noch bevorzugter 2.83 cm ² .

Es versteht sich von selbst, dass der Schritt (a3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung dann durchgeführt wird, wenn die Kammer K _A mindestens teilweise mit L ₃ beladen ist und K _K mit L ₂ mindestens teilweise beladen ist, so dass sowohl L ₃ als auch L ₂ die von der Trennwand W umfassten AFKs kontaktieren und insbesondere auch das Rahmenelement R kontaktieren.

Die Tatsache, dass in Schritt (a3) ein Ladungstransport zwischen E _A und E _K stattfindet, impliziert, dass K _K und K _A gleichzeitig mit L ₂ bzw. L ₃ so beladen sind, dass sie die Elektroden E _A und E _K soweit bedecken, dass der Stromkreislauf geschlossen ist.

Das ist insbesondere dann der Fall, wenn kontinuierlich ein Flüssigkeitsstrom von L ₃ durch K _A und ein Flüssigkeitsstrom von L ₂ durch K _K geleitet wird und der Flüssigkeitsstrom von L ₃ die Elektrode E _A und der Flüssigkeitsstrom von L ₂ die Elektrode E _K mindestens teilweise, bevorzugt vollständig bedeckt.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kontinuierlich durchgeführt, also Schritt (a1) und Schritt (a2) kontinuierlich durchgeführt und dabei gemäß Schritt (a3) Spannung angelegt.

Nach Durchführung des Schrittes (a3) wird am Ablauf A _KK die Lösung Li erhalten, wobei die Konzentration von XOR in Li höher ist als in L ₂ . Wenn L ₂ schon XOR umfasste, ist die Konzentration von XOR in Li bevorzugt um das 1.01 bis 2.2-fache, bevorzugter um das 1.04 bis 1 ,8-fache, noch bevorzugter um das 1.077 bis 1 ,4-fache, noch mehr bevorzugter um das 1.077 bis 1 ,08-fache höher als in L ₂ , am bevorzugtesten um das 1 ,077-fache höher als in L ₂ , wobei noch bevorzugter dabei der Massenanteil von XOR in Li und in L ₂ im Bereich 10 bis 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugter 13 bis 14 Gew.-% liegt.

Am Ablauf A _KA wird eine wässrige Lösung L ₄ von S erhalten, wobei die Konzentration von S in L ₄ geringer ist als in L ₃ .

Die Konzentration des Kations X in der wässrigen Lösung L ₃ liegt bevorzugt im Bereich 3.5 bis 5 mol/l, bevorzugter 4 mol/l. Die Konzentration des Kations X in der wässrigen Lösung L ₄ ist bevorzugter 0.5 mol/l geringer als jene der jeweils eingesetzten wässrigen Lösung L ₃ .

Insbesondere werden die Schritte (a1) bis (a3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung bei einer Temperatur von 20 °C bis 70 °C, bevorzugt 35 °C bis 65 °C, bevorzugter 35 °C bis 60 °C, noch bevorzugter 35 °C bis 50 °C und einem Druck von 0.5 bar bis 1.5 bar, bevorzugt 0.9 bar bis 1.1 bar, bevorzugter 1.0 bar durchgeführt.

Bei der Durchführung der Schritte (a1) bis (a3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung entsteht in der Kathodenkammer K _K typischerweise Wasserstoff, der überden Ablauf AKK aus der Zelle zusammen mit der Lösung Li abgeführt werden kann. Die Mischung aus Wasserstoff und Lösung Li kann dann in einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgetrennt werden. In der Anodenkammer K _A , wenn es sich bei der eingesetzten Alkalimetallverbindung um ein Halogenid, insbesondere Chlorid handelt, kann Chlor oder ein anderes Halogengas entstehen, welches überden Ablauf AKK aus der Zelle zusammen mit der Lösung L ₄ abgeführt werden kann. Daneben kann auch Sauerstoff oder/und Kohlendioxid entstehen, was ebenso abgeführt werden kann. Die Mischung aus Chlor, Sauerstoff und/oder C0 ₂ und Lösung L ₄ kann dann in einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgetrennt werden. Genauso kann dann nach Abtrennung der Gase Chlor, Sauerstoff und/oder CO2 von der Lösung L ₄ diese nach dem Fachmann bekannten Verfahren voneinander abgetrennt werden.

4.3.2 Erfindunqsqemäßes Verfahren in einer Elektrolvsezelle E mit Mittelkammer K _M In den Fällen, in denen die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K _M umfasst, werden die gleichzeitig ablaufenden Schritte (ß1), (ß2), (ß3) durchgeführt.

Es ist bevorzugt, dass die Elektrolysezelle E mindestens eine Mittelkammer K _M umfasst, und dann die gleichzeitig ablaufenden Schritte (ß1), (ß2), (ß3) durchgeführt werden. 4.3.2.1 Schritt (ß1)

Im Schritt (ß1) wird eine Lösung L ₂ umfassend den Alkohol ROH, bevorzugt umfassend ein Alkalialkoholat XOR und Alkohol ROH, durch K _K geleitet. Die Lösung L ₂ ist bevorzugt frei von Wasser. „Frei von Wasser“ bedeutet erfindungsgemäß, dass das Gewicht des Wassers in der Lösung L ₂ bezogen auf das Gewichts des Alkohols ROH in der Lösung L ₂ (Massenverhältnis) < 1 : 10, bevorzugter < 1 : 20, noch bevorzugter < 1 : 100, noch bevorzugter < 0.5 : 100 ist. Umfasst die Lösung L ₂ XOR, so liegt der Massenanteil von XOR in der Lösung L ₂ , bezogen auf die gesamte Lösung L ₂ , insbesondere bei > 0 bis 30 Gew.-%, bevorzugt bei 5 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei 10 bis 15 Gew.-%, am bevorzugtesten bei 13 bis 14 Gew.-%, am allerbevorzugtesten bei 13 Gew.-%. Umfasst die Lösung L ₂ XOR, so liegt in der Lösung L ₂ insbesondere das Massenverhältnis von XOR zu Alkohol ROH im Bereich 1 : 100 bis 1 : 5, bevorzugter im Bereich 1 : 25 bis 3 : 20, noch bevorzugter im Bereich 1 : 12 bis 1 : 8, noch bevorzugter bei 1 : 10. 4.3.2.2 Schritt (ß 2)

In Schritt (ß2) wird eine neutrale oder alkalische, wässrige Lösung L ₃ eines Salzes S umfassend X als Kation durch K _M , dann über V _A M, dann durch K _A geleitet.

Das Salz S ist bevorzugt ein Halogenid, Sulfat, Sulfit, Nitrat, Hydrogencarbonat oder Carbonat von X, noch bevorzugter ein Halogenid.

Halogenide sind Fluoride, Chloride, Bromide, Jodide. Das bevorzugteste Halogenid ist Chlorid.

Der pH der wässrigen Lösung L ₃ ist dabei > 7.0, bevorzugt im Bereich 7 bis 12, bevorzugter im Bereich 8 bis 11 , noch bevorzugter 10 bis 11 , am bevorzugtesten bei 10.5.

Der Massenanteil des Salzes S in der Lösung L ₃ liegt dabei bevorzugt im Bereich > 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugter bei 5 bis 20 Gew.-%, noch bevorzugter bei

10 bis 20 Gew.-%, am bevorzugtesten bei 20 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Lösung L ₃ .

4.3.2.3 Schrit (ß 3)

Im Schritt (ß3) wird dann eine Spannung zwischen E _A und E _K angelegt.

Dadurch kommt es zu einem Stromtransport von der Ladungsquelle zur Anode, zu einem Ladungstransport über Ionen zur Kathode und schließlich zu einem Stromtransport zurück zur Ladungsquelle. Die Ladungsquelle ist dem Fachmann bekannt und ist typischerweise ein Gleichrichter, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und über Spannungsumwandler bestimmte Spannungen erzeugen kann.

Dies hat wiederum folgende Konsequenzen: am Ablauf AKK wird die Lösung Li erhalten, wobei die Konzentration von XOR in Li höher ist als in L ₂ , am Ablauf AK _A wird eine wässrige Lösung L ₄ von S erhalten, wobei die Konzentration von S in L ₄ geringer ist als in L ₃ . Im Schritt (ß3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird insbesondere eine solche Spannung angelegt, dass so ein Strom fließt, so dass die Stromdichte (= Verhältnis des Stroms, der zur Elektrolysezelle fließt, zur Fläche des Festelektrolyten, die den in der Mittelkammer K _M befindlichen Anolyten kontaktiert) im Bereich von 10 bis 8000 AJ m ² liegt, bevorzugter im Bereich von 100 bis 2000 A / m ² liegt, noch bevorzugter im Bereich von 300 bis 800 A / m ² , noch bevorzugter bei 494 AI m ² liegt. Dies kann vom Fachmann standardmäßig bestimmt werden. Die Fläche des Festelektrolyten, die den in der Mittelkammer K _M befindlichen Anolyten kontaktiert beträgt insbesondere 0.00001 bis 10 m ² , bevorzugt 0.0001 bis 2.5 m ² , bevorzugter 0.0002 bis 0.15 m ² , noch bevorzugter 2.83 cm ² .

Es versteht sich von selbst, dass der Schritt (ß3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung dann durchgeführt wird, wenn beide Kammern K _M und K _A mindestens teilweise mit L ₃ beladen sind und K _K mit L ₂ mindestens teilweise beladen ist, so dass sowohl L ₃ als auch L ₂ die von der Trennwand W umfassten Festelektrolyten kontaktieren und insbesondere auch das Rahmenelement R kontaktieren.

Die Tatsache, dass in Schritt (ß3) ein Ladungstransport zwischen E _A und E _K stattfindet, impliziert, dass KK, KM und K _A gleichzeitig mit L ₂ bzw. L ₃ so beladen sind, dass sie die Elektroden E _A und E _K soweit bedecken, dass der Stromkreislauf geschlossen ist.

Das ist insbesondere dann der Fall, wenn kontinuierlich ein Flüssigkeitsstrom von L ₃ durch K _M , V _AM und K _A und ein Flüssigkeitsstrom von L ₂ durch K _K geleitet wird und der Flüssigkeitsstrom von L ₃ die Elektrode E _A und der Flüssigkeitsstrom von L ₂ die Elektrode E _K mindestens teilweise, bevorzugt vollständig bedeckt.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kontinuierlich durchgeführt, also Schritt (ß1) und Schritt (ß2) kontinuierlich durchgeführt und dabei gemäß Schritt (ß3) Spannung angelegt.

Nach Durchführung des Schrittes (ß3) wird am Ablauf AKK die Lösung Li erhalten, wobei die Konzentration von XOR in Li höher ist als in L ₂ . Wenn L ₂ schon XOR umfasste, ist die Konzentration von XOR in Li bevorzugt um das 1.01 bis 2.2-fache, bevorzugter um das 1 .04 bis 1 ,8-fache, noch bevorzugter um das 1.077 bis 1 ,4-fache, noch mehr bevorzugter um das 1 .077 bis 1 ,08-fache höher als in L ₂ , am bevorzugtesten um das 1 ,077-fache höher als in L ₂ , wobei noch bevorzugter dabei der Massenanteil von XOR in Li und in L ₂ im Bereich 10 bis 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugter 13 bis 14 Gew.-% liegt.

Am Ablauf A _KA wird eine wässrige Lösung L ₄ von S erhalten, wobei die Konzentration von S in L ₄ geringer ist als in L ₃ .

Die Konzentration des Kations X in der wässrigen Lösung L ₃ liegt bevorzugt im Bereich 3.5 bis 5 mol/l, bevorzugter 4 mol/l. Die Konzentration des Kations X in der wässrigen Lösung L ₄ ist bevorzugter 0.5 mol/l geringer als jene der jeweils eingesetzten wässrigen Lösung L ₃ . Insbesondere werden die Schritte (ß1) bis (ß3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung bei einer Temperatur von 20 °C bis 70 °C, bevorzugt 35 °C bis 65 °C, bevorzugter 35 °C bis 60 °C, noch bevorzugter 35 °C bis 50 °C und einem Druck von 0.5 bar bis 1.5 bar, bevorzugt 0.9 bar bis 1.1 bar, bevorzugter 1.0 bar durchgeführt.

Bei der Durchführung der Schritte (ß1) bis (ß3) des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung entsteht in der Kathodenkammer K _K typischerweise Wasserstoff, der überden Ablauf A _KK aus der Zelle zusammen mit der Lösung Li abgeführt werden kann. Die Mischung aus Wasserstoff und Lösung Li kann dann in einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgetrennt werden. In der Anodenkammer K _A , wenn es sich bei der eingesetzten Alkalimetallverbindung um ein Halogenid, insbesondere Chlorid handelt, kann Chlor oder ein anderes Halogengas entstehen, welches überden Ablauf AKK aus der Zelle zusammen mit der Lösung L ₄ abgeführt werden kann. Daneben kann auch Sauerstoff oder/und Kohlendioxid entstehen, was ebenso abgeführt werden kann. Die Mischung aus Chlor, Sauerstoff und/oder CO2 und Lösung L ₄ kann dann in einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgetrennt werden. Genauso kann dann nach Abtrennung der Gase Chlor, Sauerstoff und/oder CO2 von der Lösung L ₄ diese nach dem Fachmann bekannten Verfahren voneinander abgetrennt werden.

4.3.2A Zusätzliche Vorteile der Schritte (ß 1) bis (ß 3)

Diese Durchführung der Schritte (ß1) bis (ß3) bringen noch weitere überraschende Vorteile, die im Lichte des Standes der Technik nicht zu erwarten waren. Durch die Schritte (ß1) bis (ß3) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der säurelabile Feststoffelektrolyt vor Korrosion geschützt, ohne dass dabei wie im Stand der Technik Alkoholatlösung aus dem Kathodenraum als Pufferlösung geopfert werden muss. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren effizienter als die in WO 2008/076327 A1 beschriebene Vorgehensweise, in der die Produktlösung für die Mittelkammer verwendet wird, was den Gesamtumsatz schmälert.

5. Beispiele

5.1 Verqleichsbeispiel 1

Natriummethylat (NM) wurde über einen kathodischen Prozess hergestellt, wobei in der Anodenkammer 20 Gew.-%-ige NaCI-Lösung (in Wasser) und in der Kathodenkammer 10 Gew.-%-ige methanolische NM-Lösung zugeführt werden. Dabei bestand die Elektrolysezelle aus drei Kammern, welcher jenen in Abbildung 1 B gezeigten entsprach. Die Verbindung zwischen Mittel- und Anodenkammer wurde durch einen Schlauch, der am Boden der Elektrolysezelle angebracht war, hergestellt. Die Anodenkammer und mittlere Kammer waren durch eine 2.83 cm ² Anionenaustauschermembran (Tokuyama AMX, Ammoniumgruppen auf Polymer) getrennt. Kathoden und Mittelkammer waren durch eine Keramik vom Typ NaSICON mit einer Fläche von 2.83 cm ² getrennt. Die Keramik hatte eine chemische Zusammensetzung der Formel Na34Zr20Si24P06O12.

Der Anolyt wurde durch die mittlere Kammer in die Anodenkammer überführt. Die Durchflussrate des Anolyten betrug 1 l/h, jene des Katholyten betrug 90 ml/h, und es wurde ein Strom von 0.14 A angelegt. Die Temperatur betrug 35 °C. Die Elektrolyse wurde für 500 Stunden durchgeführt, wobei die Spannung konstant bei 5 V verblieb.

Es wurde beobachtet, dass sich in der Mittelkammer über längere Zeit ein pH-Gradient ausbildete, was auf die Wanderung der Ionen zu den Elektroden im Zuge der Elektrolyse und die Ausbreitung der an der Anode in Folgereaktionen gebildeten Protonen zurückzuführen ist. Diese lokale Erhöhung des pH-Wertes ist unerwünscht, da er den Festelektrolyten angreifen kann und gerade bei sehr langen Laufzeiten zur Korrosion und Bruch des Festelektrolyten führen kann.

Daneben kommt es bei wiederholtem Anfahren und Abfahren der Elektrolysezelle aufgrund der Aufheiz- und Abkühleffekten zur Ausdehnung bzw. Schrumpfung der NaSICON-Keramik. Daneben kann sich die NaSICON-Membran in der Zelle verlagern. Dies ist problematisch, da dies die Tendenz der Keramik, zu brechen, verstärkt und zu Leckage von Elektrolyt aus der Mittelkammer in die Kathodenkammer führen kann, was das Produkt der Elektrolyse verwässert. Daneben kann dies zu Undichtigkeiten in der Außenwand der Zelle führen, die zur Leckage von Elektrolyt nach außen führen.

5.2 Verqleichsbeispiel 2

Das Vergleichsbeispiel 1 wurde mit einer Zweikammerzelle umfassend nur eine Anoden- und eine Kathodenkammer, wobei die Anodenkammer durch die Keramik vom Typ NaSICON von der Kathodenkammer getrennt war, wiederholt (Abbildung 1 A) Somit enthielt diese Elektrolysezelle keine Mittelkammer. Dies schlägt sich in einer noch schnelleren Korrosion der Keramik im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 nieder, was zu einem schnellen Anstieg der Spannungskurve führt. Bei einem Startwert der Spannung von < 5 V steigt diese innerhalb von 100 Stunden auf > 20 V.

5.3 Erfindunqsqemäßes Beispiel 1

Vergleichsbeispiel 1 wird wiederholt, wobei eine Elektrolysezelle gemäß Abbildung 5 A eingesetzt wird, in der eine Trennwand umfassend zwei NaSICON-Keramiken in einem Rahmen eingesetzt und mit Schrauben befestigt sind.

Durch diese Anordnung wird das Ausmaß der Ausdehnungs- und Schrumpfprozesse der Keramik reduziert, was zur Haltbarkeit der Keramik beiträgt und eine sauberere Produktlösung ergibt, da die Leckage unterbunden wird.

5.4 Verqleichsbeispiel 3

Vergleichsbeispiel 2 wird wiederholt, wobei eine Elektrolysezelle gemäß Abbildung 5 B eingesetzt wurde, in der eine Trennwand umfassend vier NaSICON-Keramiken in einem Rahmen eingesetzt und mit Haken befestigt sind, wie in Abbildung 7 A gezeigt. Der Unterschied ist allerdings, dass das Befestigungselement B _T <92> (im Querschnitt <166> in Abbildung 5 B) weggelassen wird.

Durch diese Anordnung wird das Ausmaß der Ausdehnungs- und Schrumpfprozesse der Keramik reduziert, was zur Haltbarkeit der Keramik beiträgt und eine sauberere Produktlösung ergibt, da die Leckage unterbunden wird. Allerdings wird beobachtet, dass der Rahmen R im Bereich des Trennelements R _T flexibel ist und so die Stabilität der Trennwand W in diesem Bereich gering ist.

5.5 Erfindunqsqemäßes Beispiel 2

Das Vergleichsbeispiel 3 wird wiederholt, wobei ein Befestigungselement B _T <92> (ineinander greifende Haken) im Bereich des Trennelements R _T angebracht wird. Dadurch werden Kompressionskräfte über die gesamte Oberfläche der jeweiligen Seite der Trennwand verteilt, was die Stabilität der Trennwand erhöht.

5.6 Ergebnis Die Abmilderung der Spannungen innerhalb der Festelektrolytkeramiken bei den sich aus den wiederholenden Elektrolysezyklen ergebenden Ausdehnungs- und Schrumpfungsprozessen führen zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Elektrolysekammer. In der Ausführung gemäß erfindungsgemäßen Beispielen 1 und 2 werden diese Effekte reduziert, was die Stabilität des Festelektrolyten erhöht.

Daneben wird gegenüber Vergleichsbeispiel 3 zusätzlich die Stabilität der Trennwand W durch gleichmäßige Verteilung der Kompressionskräfte, die das Rahmenelement auf die Keramiken in der Trennwand ausübt, erhöht, in dem ein Befestigungselement B _T im Bereich des Trennelements R _T angebracht wird.

Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Dreikammerzelle im erfindungsgemäßen Verfahren wird außerdem die Korrosion des Festelektrolyten verhindert, wobei gleichzeitig kein Alkalimetallalkoholatprodukt für die Mittelkammer geopfert werden muss und die Spannung konstant gehalten wird. Diese Vorteile, die schon aus dem Vergleich der beiden

Vergleichsbeispiele 1 und 2 ersichtlich sind, unterstreichen den überraschenden Effekt einer erfindungsgemäßen Elektrolysezelle umfassend mindestens eine Mittelkammer und des in ihr durchgeführten Verfahrens.

. Referenzzeichen in den Abbildungen