No veo que la inexistencia actual del matrimonio sea un obstáculo para demandar, puesto que la obligación incumplida (el deber de fidelidad) se produjo en el momento cuando aquél existía.
Así, si te causó perjuicios, puedes demandar, pero en tal caso sería una demanda de responsabilidad civil (la Compensación Económica no se ocupa de eso, no es una institución reparatoria, por lo que no hay cosa juzgada al respecto -si es que la demandaste en su oportunidad, claro-).
Los problemas que yo veo son, en primer lugar, el momento del adulterio, puesto que eso marcaría el comienzo de los plazos de prescripción (aunque una posición doctrinaria señala que se cuenta desde que se produce el daño); el segundo problema es el mismo daño, sobre todo porque tú te enteras recién ahora del hecho, pero en la medida que te cause perjuicio, particularmente un perjuicio moral (daño psicológico o a la honra, etc.), tienes el antecedente clave para demandar perjuicios (tus hijos también podrían, pero en la medida que acredites que sufrieron daño).
En todo caso, no es una demanda simple y común, sino por el contrario bastante compleja, puesto que hay que definir varias cosas, como por ejemplo si es una de responsabilidad contractual o extracontractual, ya que muchos discuten que el matrimonio sea efectivamente un contrato.
Busca un buen abogado que vea el tema, con papeles en mano sobre todo.
Por otra parte, la posterior confesión de adulterio no deja sin efecto una sentencia firme y ejecutoriada de divorcio.
