WO2026109888 - ELECTROCHEMICAL DEVICE, ELECTROLYTIC CELLS AND METHODS OF OPERATING THEM, AND APPARATUSES COMPRISING SUCH CELLS

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Publication Number WO/2026/109888
Publication Date 28.05.2026
International Application No. PCT/GB2025/052541
International Filing Date 20.11.2025
Title **
[English] ELECTROCHEMICAL DEVICE, ELECTROLYTIC CELLS AND METHODS OF OPERATING THEM, AND APPARATUSES COMPRISING SUCH CELLS
[French] DISPOSITIF ÉLECTROCHIMIQUE, CELLULES ÉLECTROLYTIQUES ET LEURS PROCÉDÉS DE FONCTIONNEMENT, ET APPAREILS COMPRENANT DE TELLES CELLULES
Applicants **
CAVALIER, Marcus
Inventors
CAVALIER, Marcus
Priority Data
2417067.2   20.11.2024   GB
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China Filing, Examination, Granting2371
EPO Filing, Examination, Granting9072
Japan Filing, Examination, Granting2371
South Korea Filing, Examination, Granting2511
USA Filing, Examination, Granting6940
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Abstract[English] The present invention provides an electrochemical device (1b) for use in an electrochemical apparatus, such as in an electrolytic cell. The device (1b) comprises an electrode (10), a conduit (20) and an interface layer (90). The electrode (10) has a first part (12) for immersion in an electrolyte (40), a second part (14) for making electrical contact with a current-carrying conductor (30c), and a third part (16) between the first and second parts (12, 14) for making thermal contact with a heat transfer fluid (HTF). The conduit (20) is arranged to bring the heat transfer fluid (HTF) into thermal contact with the third part (16) of the electrode (10) via the interface layer (90), which is between and in thermal contact with both the third part (16) of the electrode (10) and an interior (22) of the conduit (20). The interface layer (90), which is made of a thermally conducting and electrically insulating material, electrically isolates the electrode (10) from the HTF in case the HTF is electrically conducting, and also protects the electrode (10) against chemical attack by the HTF. The electrode (10) is made of carbon, which has reduced electrical resistivity and thermal conductivity at temperatures above ambient. Therefore, if the third part (16) of the electrode (10) is heated by means of the HTF, its electrical resistivity and thermal conductivity are reduced. The former enables more efficient flow of electrical current between the first and second parts (14, 16) of the electrode and therefore reduces the total internal resistance of any electrochemical apparatus in which the electrochemical device (1a) is used. The latter reduces the flow of heat between the first and second parts (14, 16) of the electrode (10) and therefore helps to prevent heat loss from such an electrochemical apparatus via the electrode (10) to the current-carrying conductor (30c). Both effects make the electrochemical apparatus more energy efficient. The device may also be used to inject waste heat from another process, such as from an exothermic chemical reaction, into the electrochemical apparatus. This reduces the electrical power consumption of the electrochemical apparatus and also makes the combination of the electrochemical apparatus with the other process supplying the heat more energy efficient overall. The invention also provides electrolytic cells comprising such an electrochemical device, methods of operating such electrolytic cells, and apparatuses comprising such cells. The invention is particularly suited to producing Group 1 and Group 2 metals by electrolysis with increased energy efficiency.[French] La présente invention concerne un dispositif électrochimique (1b) destiné à être utilisé dans un appareil électrochimique, tel que dans une cellule électrolytique. Le dispositif (1b) comprend une électrode (10), un conduit (20) et une couche d'interface (90). L'électrode (10) comporte une première partie (12) pour une immersion dans un électrolyte (40), une deuxième partie (14) pour un contact électrique avec un conducteur (30c) porteur de courant, et une troisième partie (16) entre les première et deuxième parties (12, 14) pour un contact thermique avec un fluide de transfert de chaleur (HTF). Le conduit (20) est agencé pour amener le fluide de transfert de chaleur (HTF) en contact thermique avec la troisième partie (16) de l'électrode (10) par l'intermédiaire de la couche d'interface (90), qui est entre la troisième partie (16) de l'électrode (10) et un intérieur (22) du conduit (20) et en contact thermique avec ces deux derniers à la fois. La couche d'interface (90), qui est constituée d'un matériau thermiquement conducteur et électriquement isolant, isole électriquement l'électrode (10) du HTF dans le cas où le HTF est électriquement conducteur, et protège également l'électrode (10) contre une attaque chimique par le HTF. L'électrode (10) est en carbone, qui présente une résistivité électrique et une conductivité thermique réduites à des températures supérieures à la température ambiante. Ainsi, si la troisième partie (16) de l'électrode (10) est chauffée au moyen du HTF, sa résistivité électrique et sa conductivité thermique sont réduites. La réduction de la première permet une circulation plus efficace de courant électrique entre les première et deuxième parties (14, 16) de l'électrode et réduit donc la résistance interne totale de tout appareil électrochimique dans lequel le dispositif électrochimique (1a) est utilisé. La réduction de la seconde réduit l'écoulement de chaleur entre les première et deuxième parties (14, 16) de l'électrode (10) et aide ainsi à empêcher une perte de chaleur dudit appareil électrochimique par le biais de l'électrode (10) vers le conducteur (30c) porteur de courant. Les deux effets rendent l'appareil électrochimique plus économe en énergie. Le dispositif peut également être utilisé pour injecter de la chaleur perdue provenant d'un autre processus, par exemple provenant d'une réaction chimique exothermique, dans l'appareil électrochimique. Cela réduit la consommation d'énergie électrique de l'appareil électrochimique et rend également la combinaison de l'appareil électrochimique avec l'autre processus fournissant la chaleur plus efficace en énergie globalement. L'invention concerne également des cellules électrolytiques comprenant un tel dispositif électrochimique, des procédés de fonctionnement de telles cellules électrolytiques, et des appareils comprenant de telles cellules. L'invention est particulièrement appropriée pour produire des métaux du groupe 1 et du groupe 2 par électrolyse avec une efficacité énergétique accrue.