DE102013206496B4

DE102013206496B4 - Electrolysis device and its use

Info

Publication number: DE102013206496B4
Application number: DE102013206496.9A
Authority: DE
Inventors: Harald Bauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2033-04-13
Also published as: DE102013206496A1; JP6410458B2; JP2014205914A

Abstract

Elektrolysevorrichtung zum Erzeugen von Wasserstoffgas, aufweisend wenigstens eine Elektrolysezelle (12), die mit wenigstens einer Produktableitung (20, 22) zum Ableiten eines Produkstroms aus der Elektrolysezelle (12) verbunden ist, wobei die Elektrolysevorrichtung (10) ferner wenigstens ein mit der Produktableitung (20, 22) fluidisch verbundenes und stromabwärts der Elektrolysezelle (12) angeordnetes Adsorptionselement (26) zum Adsorbieren wenigstens einer in dem Produktstrom enthaltenen Substanz aufweist, wobei die Elektrolysezelle (12) durch das Adsorptionselement (26) zumindest teilweise temperierbar ist,wobei das Adsorptionselement (26) mit einer Temperiermittelführung (28) zum Führen eines Temperiermittels thermisch gekoppelt ist,wobei ein mit der Temperiermittelführung (28) thermisch gekoppeltes Wärmerohr (34) an einer Außenseite mit einem Adsorptionsmittel (44) des Adsorptionselements (26) beschichtet ist.Electrolytic device for generating hydrogen gas, having at least one electrolytic cell (12) which is connected to at least one product discharge line (20, 22) for discharging a product stream from the electrolytic cell (12), the electrolytic device (10) further having at least one product discharge line ( 20, 22) fluidically connected and arranged downstream of the electrolysis cell (12) adsorption element (26) for adsorbing at least one substance contained in the product stream, wherein the temperature of the electrolysis cell (12) can be at least partially controlled by the adsorption element (26), the adsorption element ( 26) is thermally coupled to a temperature control medium guide (28) for guiding a temperature control medium, wherein a heat pipe (34) thermally coupled to the temperature control medium guide (28) is coated on an outside with an adsorbent (44) of the adsorption element (26).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrolysevorrichtung, insbesondere einen Wasser-Elektrolyseur. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Elektrolysevorrichtung, wie insbesondere eines Wasser-Elektrolyseurs zum Erzeugen von Wasserstoff.The present invention relates to an electrolysis device, in particular a water electrolyzer. The present invention also relates to the use of an electrolysis device, such as in particular a water electrolyzer for generating hydrogen.

Stand der TechnikState of the art

Wasserstoffgas wird heutzutage für eine Vielzahl von Anwendungen benötigt. Beispielsweise kann Wasserstoff in vorteilhafter Weise Verwendung finden in der Herstellung industrieller Produkte beziehungsweise in der Energiewirtschaft. Nicht beschränkende Beispiele für die Verwendung von Wasserstoff liegen in der Herstellung von Raffinerieprodukten unter Verwendung von Wasserstoff als Edukt, in der Entschwefelung von Diesel und Benzin, sowie in den Bereichen der Ölsandaufbereitung oder Kohlevergasung. Auch kann Wasserstoff als Treibstoff zum Betreiben von Brennstoffzellen verwendet werden, etwa zum Antreiben von Fahrzeugen. Zum Erzeugen von Wasserstoff ist beispielsweise das Verwenden einer Elektrolyse von Wasser bekannt.Hydrogen gas is required for a variety of applications today. For example, hydrogen can be used advantageously in the manufacture of industrial products or in the energy industry. Non-limiting examples of the use of hydrogen are in the production of refinery products using hydrogen as a starting material, in the desulfurization of diesel and gasoline, and in the areas of oil sands processing or coal gasification. Hydrogen can also be used as a fuel to operate fuel cells, for example to power vehicles. To produce hydrogen, for example, it is known to use electrolysis of water.

Das Dokument DE 199 08 863 A1 offenbart beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Synthesegas. Bei einem derartigen Verfahren kann zur Synthesegasgewinnung die Elektrolyse unter Verwendung von textilen Mikrohohlfasern als Feststoffelektrolyt durchgeführt werden. Dabei können die Innen- und Außenoberflächen der Mikrohohlfasern die Anoden beziehungsweise Kathoden tragen.The document DE 199 08 863 A1 discloses, for example, a method and apparatus for producing synthesis gas. In such a method, the electrolysis can be carried out using textile micro-hollow fibers as the solid electrolyte for synthesis gas production. The inner and outer surfaces of the hollow microfibers can carry the anodes or cathodes.

Aus dem Dokument DE 10 2007 052 149 A1 ist eine Brennstoffzelle und ein Verfahren zum Erwärmen einer Brennstoffzelle bekannt. Bei einer derartigen Brennstoffzelle ist an einer Elektrode ein Adsorptionsspeicher vorgesehen, welcher bei einer Adsorption eines Brennstoffs die Elektrode erwärmen soll.From the document DE 10 2007 052 149 A1 a fuel cell and a method for heating a fuel cell are known. In a fuel cell of this type, an adsorption storage device is provided on an electrode, which is intended to heat the electrode when a fuel is adsorbed.

Weiterhin sind aus der US 2001 / 0 007 304 A1 und der US 2001 / 0 042 691 A1 Wasserelektrolyse-Ozon-Generatoren mit einem Adsorptionsmittel bekannt.Furthermore, from the US 2001/0 007 304 A1 and the U.S. 2001/0 042 691 A1 Water electrolysis ozone generators with an adsorbent are known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Elektrolysevorrichtung zum Erzeugen von Wasserstoffgas, aufweisend wenigstens eine Elektrolysezelle, die mit wenigstens einer Produktableitung zum Ableiten eines Produktstroms aus der Elektrolysezelle verbunden ist, wobei die Elektrolysevorrichtung ferner wenigstens ein mit der Produktableitung fluidisch verbundenes und stromabwärts der Elektrolysezelle angeordnetes Adsorptionselement zum Adsorbieren wenigstens einer in einem Produktstrom enthaltenen Substanz vorgesehen ist, wobei die Elektrolysezelle durch das Adsorptionselement zumindest teilweise temperierbar ist.The subject matter of the present invention is an electrolysis device for generating hydrogen gas, having at least one electrolysis cell which is connected to at least one product discharge line for discharging a product stream from the electrolysis cell, the electrolysis device also having at least one adsorption element which is fluidically connected to the product discharge line and arranged downstream of the electrolysis cell for Adsorbing at least one substance contained in a product stream is provided, the electrolytic cell being at least partially temperature-controlled by the adsorption element.

Unter einer Elektrolysevorrichtung kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, mit welcher einer Elektrolyse, wie beispielsweise eine Wasserelektrolyse, durchführbar ist. Somit umfasst eine Elektrolysevorrichtung insbesondere eine Elektrolysezelle, die grundsätzlich in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein kann. Grundsätzlich kann unter einer Elektrolysezelle eine Anordnung verstanden werden, welche zwei gegenläufig polbare Elektroden aufweist, welche Elektroden durch einen Elektrolyt ionenleitend miteinander verbunden beziehungsweise verbindbar sind. Darüber hinaus sind die Elektroden durch eine elektrisch leitfähige Verbindung elektrisch leitend miteinander verbunden, so dass durch das Anlegen einer Spannung eine Elektrolyse durchführbar sein kann. Die exakte Ausgestaltung der Elektroden, der elektrischen wie auch der ionisch leitenden Verbindung beziehungsweise des Elektrolyten ist dabei insbesondere abhängig von der gewünschten Anwendung. Beispielsweise kann die Elektrolysezelle eine für den Fachmann bekannte alkalische Elektrolysezelle oder PEM-Elektrolysezelle sein. Dabei kann ferner eine Elektrolysezelle oder ein an sich bekannter Stapel an wie gewünscht verschalteten Elektrolysezellen vorgesehen sein. In the sense of the present invention, an electrolysis device can be understood in particular as a device with which an electrolysis, such as for example a water electrolysis, can be carried out. An electrolysis device thus includes in particular an electrolysis cell, which can basically be designed in a manner known per se. In principle, an electrolytic cell can be understood to mean an arrangement which has two electrodes which can be poled in opposite directions and which electrodes are or can be connected to one another in an ion-conducting manner by means of an electrolyte. In addition, the electrodes are electrically conductively connected to one another by an electrically conductive connection, so that an electrolysis can be carried out by applying a voltage. The exact design of the electrodes, the electrical and the ionically conductive connection or the electrolyte is particularly dependent on the desired application. For example, the electrolytic cell can be an alkaline electrolytic cell or PEM electrolytic cell known to those skilled in the art. In this case, an electrolytic cell or a stack of electrolytic cells connected as desired, which is known per se, can also be provided.

Unter einer Produktableitung kann ferner im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Leitung beziehungsweise eine Führung verstanden werden, wie beispielsweise ein röhrenförmiges Gebilde, durch welches selektiv ein Produkt der mit der Elektrolysevorrichtung durchführbaren Elektrolyse oder eine mit dem Produkt auftretende Substanz aus der Elektrolysevorrichtung abführbar ist. Somit ist die Produktableitung insbesondere fluidisch verbunden mit der Elektrolysezelle beziehungsweise mit einem Anodenraum und/oder einem Kathodenraum der Elektrolysezelle.A product discharge can also be understood within the meaning of the present invention in particular as a line or a guide, such as a tubular structure, through which a product of the electrolysis that can be carried out with the electrolysis device or a substance occurring with the product can be selectively discharged from the electrolysis device. Thus, the product discharge line is in particular fluidly connected to the electrolytic cell or to an anode compartment and/or a cathode compartment of the electrolytic cell.

Ein Adsorptionselement zum Adsorbieren wenigstens einer in einem Produktstrom enthaltenen Substanz kann weiterhin im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Element umfassen oder daraus bestehen, welches insbesondere ein Adsorptionsmittel aufweist oder daraus besteht, welches bevorzugt selektiv ein oder eine Mehrzahl von Substanzen adsorbiert, welche in einem Produktstrom enthalten sind, also insbesondere in der Produktabführung auftreten. Dabei kann ein Elektrolyseprodukt selbst oder auch beispielsweise ein Edukt der Elektrolyse durch das Adsorptionselement adsorbierbar sein.An adsorption element for adsorbing at least one substance contained in a product stream can also, within the meaning of the present invention, comprise or consist of an element which in particular has or consists of an adsorbent which preferentially selectively adsorbs one or a plurality of substances which are contained in a product stream are included, i.e. occur in particular in the product discharge. In this case, an electrolysis product itself or also, for example, an educt of the electrolysis can be adsorbable by the adsorption element.

Durch eine vorbeschriebene Elektrolysevorrichtung wird es möglich, ein Elektrolyseverfahren besonders dynamisch durchführen zu können, indem die Elektrolysevorrichtung besonders schnell an sich verändernde Anforderungen anpassbar sein kann und ferner besonders schnell die notwendigen Betriebsbedingungen einhalten kann.An electrolysis device as described above makes it possible to carry out an electrolysis process in a particularly dynamic manner, in that the electrolysis device can be adapted particularly quickly to changing requirements and can also maintain the necessary operating conditions particularly quickly.

Dazu umfasst eine derartige Elektrolysevorrichtung wenigstens eine Elektrolysezelle, die mit wenigstens einer Produktableitung zum Ableiten von einem Elektrolyseprodukt aus der Elektrolysezelle verbunden ist. Die Elektrolysezelle kann dabei wie vorstehend beschrieben ausgestaltet sein. Dadurch kann in an sich bekannter Weise eine Wasserelektrolyse durchführbar sein, so dass insbesondere ausgehend von einer wässrigen Elektrolytlösung durch das Anlegen einer Spannung Wasser zersetzt werden kann, wobei als Elektrolyseprodukte Wasserstoffgas und Sauerstoffgas entstehen. Um die Elektrolyseprodukte, wie beispielsweise Wasserstoffgas und Sauerstoffgas, insbesondere getrennt voneinander und selektiv aus dem Anodenraum und/oder dem Kathodenraum abführen zu können, also aus der Elektrolysevorrichtung beziehungsweise der Elektrolysezelle zu führen, ist ferner wenigstens eine Produktableitung vorgesehen. Die Produktableitung kann beispielsweise ein röhrenförmiges Gebilde sein, welches mit dem Anodenraum beziehungsweise Kathodenraum fluidisch verbunden sein kann, so dass die Elektrolyseprodukte oder zusammen mit den Elektrolyseprodukten auftretende Substanzen durch die Produktabführung geleitet werden können.For this purpose, such an electrolysis device comprises at least one electrolysis cell which is connected to at least one product discharge line for discharging an electrolysis product from the electrolysis cell. The electrolytic cell can be designed as described above. As a result, water electrolysis can be carried out in a manner known per se, so that, in particular starting from an aqueous electrolyte solution, water can be decomposed by applying a voltage, hydrogen gas and oxygen gas being produced as electrolysis products. In order to be able to discharge the electrolysis products, such as hydrogen gas and oxygen gas, in particular separately from one another and selectively from the anode compartment and/or the cathode compartment, i.e. from the electrolysis device or the electrolysis cell, at least one product discharge line is also provided. The product discharge line can be a tubular structure, for example, which can be fluidically connected to the anode compartment or cathode compartment, so that the electrolysis products or substances occurring together with the electrolysis products can be routed through the product discharge line.

Weiterhin ist wenigstens ein Adsorptionselement zum Adsorbieren wenigstens einer in einem Produktstrom enthaltenen Substanz vorgesehen, welches stromabwärts der Elektrolysezelle angeordnet ist. Das Adsorptionselement ist somit derart angeordnet, dass es mit wenigstens einem Elektrolyseprodukt oder einer mit einem Elektrolyseprodukt auftretenden Substanz während des Betriebs der Elektrolysevorrichtung in Kontakt kommen kann. Für den beispielhaften und nicht beschränkenden Fall einer Wasserelektrolyse kann das Adsorptionselement beziehungsweise ein Adsorptionsmittel des Adsorptionselements somit beispielsweise Wasserstoffgas und/oder Sauerstoffgas als Produkte oder Wasser als mit den Produkten auftretende Substanz adsorbieren. Insbesondere ist das Adsorptionselement fluidisch, also in gasführendem Kontakt, mit der Produktgasabführung verbunden, insbesondere um selektiv ein Elektrolyseprodukt oder eine mit diesem auftretenden Substanz zu adsorbieren. Dabei ist das Adsorptionsmittel des Adsorptionselements insbesondere derart ausgestaltet, dass es bei einem Adsorptionsprozess wenigstens einer in einem Produktstrom enthaltenen Substanz Adsorptionswärme freigibt. Somit kann durch das in Kontakt bringen wenigstens eines Elektrolyseprodukts mit dem Adsorptionselement beziehungsweise mit dem Adsorptionsmittel des Adsorptionselements letzteres in definierter Weise Wärme erzeugen.Furthermore, at least one adsorption element is provided for adsorbing at least one substance contained in a product flow, which is arranged downstream of the electrolytic cell. The adsorption element is thus arranged in such a way that it can come into contact with at least one electrolysis product or with a substance occurring with an electrolysis product during operation of the electrolysis device. For the exemplary and non-limiting case of water electrolysis, the adsorption element or an adsorbent of the adsorption element can thus adsorb, for example, hydrogen gas and/or oxygen gas as products or water as the substance occurring with the products. In particular, the adsorption element is fluidly connected, ie in gas-carrying contact, to the product gas discharge, in particular in order to selectively adsorb an electrolysis product or a substance occurring with it. The adsorbent of the adsorption element is designed in particular in such a way that it releases adsorption heat during an adsorption process of at least one substance contained in a product stream. Thus, by bringing at least one electrolysis product into contact with the adsorption element or with the adsorbent of the adsorption element, the latter can generate heat in a defined manner.

Die so freigegebene Wärme kann dabei bei einer vorbeschriebenen Elektrolysevorrichtung dazu genutzt werden, die Elektrolysevorrichtung durch das Adsorptionselement zumindest teilweise, also zumindest lokal begrenzt, oder auch vollständig, zu temperieren beziehungsweise insbesondere zu heizen. In anderen Worten kann durch das bei einer Elektrolyse auftretende Elektrolyseprodukt oder eine mit dieser auftretenden Substanz, welches oder welche von dem Adsorptionselement adsorbiert wird, eine selbständig arbeitende Temperierung beziehungsweise Heizung zumindest eines Bereichs der Elektrolysevorrichtung, wie etwa der Elektrolysezelle, möglich sein.The heat released in this way can be used in an electrolysis device as described above to at least partially, ie at least locally limited, or even completely, temper the electrolysis device by the adsorption element or, in particular, to heat it. In other words, the electrolysis product that occurs during electrolysis or a substance that occurs with it, which is adsorbed by the adsorption element, can enable temperature control or heating of at least one area of the electrolysis device, such as the electrolysis cell, to work independently.

Eine derartige Elektrolysevorrichtung kann es in vorteilhafter Weise ermöglichen, die gewünschten Betriebsbedingungen besonders dynamisch einstellen zu können. Im Detail benötigen Elektrolysevorrichtungen oftmals eine erhöhte Temperatur, wie beispielsweise eine Betriebstemperatur in einem Bereich von beispielhaft 60 °C oder auch darüber, welche im Betrieb oftmals aufgrund der erzeugten Reaktionswärme eines Elektrolyseverfahrens selbstständig aufrechterhalten werden kann. Problematisch kann jedoch das Anfahren und damit das Erhitzen der Elektrolysevorrichtung auf die genannte Temperatur nach einer Stillstandszeit sein. In Abhängigkeit der Stillstandszeiten kühlen Elektrolysesysteme oftmals ab, nachdem sie abgeschaltet wurden, so dass sie ihre Betriebstemperatur verlieren und ein kurzfristiges Einschalten nicht möglich beziehungsweise ein Anfahren der Elektrolysevorrichtung mit einem Zeitverlust bis zum Erreichen der Redaktionstemperatur verbunden ist.Such an electrolysis device can advantageously make it possible to set the desired operating conditions particularly dynamically. In detail, electrolysis devices often require an elevated temperature, such as an operating temperature in a range of, for example, 60° C. or even higher, which can often be maintained independently during operation due to the heat of reaction generated by an electrolysis process. However, starting up and thus heating the electrolytic device to the stated temperature after a downtime can be problematic. Depending on the downtime, electrolysis systems often cool down after they have been switched off, so that they lose their operating temperature and it is not possible to switch them on for a short time or starting the electrolysis device is associated with a loss of time until the editorial temperature is reached.

Bedingt durch das Adsorptionselement in einer vorbeschriebenen Elektrolysevorrichtung kann ein Erhitzen der Elektrolysevorrichtung dabei signifikant beschleunigt werden. Denn sobald die Elektrolysevorrichtung mit ihrem Elektrolyseverfahren beginnt, wird die Vorrichtung nicht nur durch die Reaktionswärme erhitzt, sondern zusätzlich durch die von dem Adsorptionselement entstehende Abwärme. Dadurch kann die Zeit, welche benötigt wird, bis die Elektrolysevorrichtung ihre Betriebstemperatur erreicht hat, signifikant vermindert werden.Due to the adsorption element in an electrolysis device as described above, heating of the electrolysis device can be accelerated significantly. Because as soon as the electrolysis device begins its electrolysis process, the device is heated not only by the heat of reaction, but also by the waste heat produced by the adsorption element. As a result, the time required for the electrolyzer to reach its operating temperature can be significantly reduced.

Dabei kann dadurch, dass das Adsorptionselement stromabwärts der Elektrolysezelle angeordnet ist, eine Wärmespeicherung des Adsorptionsmittels besonders effektiv genutzt werden, da dieses nicht, wie etwa bei einem Vorsehen in der Zelle selbst, durch einen meist kühlen Elektrolyten unmittelbar gekühlt wird. Somit kann ein Heizen der Elektrolysezelle, beispielsweise, besonders schnell und effektiv ablaufen.Because the adsorption element is arranged downstream of the electrolytic cell, heat storage of the adsorbent can be used particularly effectively, since it is not directly cooled by a usually cool electrolyte, as is the case when it is provided in the cell itself. Thus, heating the elec rolysis cell, for example, run particularly quickly and effectively.

Dies kann dabei dadurch verstärkt werden, dass eine zusätzliche Heizung vorgesehen sein kann, die jedoch zum Erzeugen einer sehr geringen Leistung ausgebildet sein kann. Die Heizung kann dann ferner das Regenerieren des Adsorptionselements, welches aus einem Adsorptionsmittel bestehen kann, erlauben oder beschleunigen.This can be reinforced in that an additional heater can be provided, which, however, can be designed to generate very little power. The heating can then also allow or accelerate the regeneration of the adsorption element, which can consist of an adsorbent.

Darüber hinaus kann beispielsweise bei einer Wasserelektrolyse das Adsorptionselement Wasser adsorbieren und damit den Produktstrom reinigen bereits dann, wenn weitere potentiell vorgesehene Trocknungsmittel noch nicht ihren bevorzugten Arbeitspunkt erreicht haben.In addition, for example, in the case of water electrolysis, the adsorption element can adsorb water and thus clean the product flow even when other desiccants that are potentially provided have not yet reached their preferred operating point.

Somit kann nicht nur ein sehr dynamisches Anfahren oder Einstellen unterschiedlicher Betriebsparameter, wie insbesondere unterschiedlicher Betriebspunkte, etwa bei einem Lastwechsel aufgrund unterschiedlicher Betriebsweisen, ermöglicht werden, sondern auch ein intermittierendes Verfahren, also eine Elektrolyseverfahren, bei welchem teilweise lange Stillstandszeiten benötigt und sogar erwünscht sein können, kann durch die vorbeschriebene Elektrolysevorrichtung deutlich verbessert werden.Thus, not only can a very dynamic start-up or setting of different operating parameters, such as in particular different operating points, for example in the event of a load change due to different operating modes, be made possible, but also an intermittent process, i.e. an electrolysis process, in which long downtimes are sometimes required and can even be desirable , can be significantly improved by the electrolysis device described above.

Dabei kann diese Verbesserung erreicht werden durch das einfache Vorsehen eines Adsorptionselements mit einem Adsorptionsmittel, welches insbesondere selektiv ein oder eine Mehrzahl an Elektrolyseprodukten oder zusammen mit diesen in der Produktabführung auftretenden Substanzen adsorbiert und dabei Wärme freisetzt. Auf Lösungen aus dem Stand der Technik, um dieses Problem zu beheben, kann dabei verzichtet werden. Beispielsweise kann auf einen Temperierkreislauf verzichtet werden, welcher besonders groß dimensioniert ist, um eine besonders hohe thermische Trägheit zu erzielen, um so das Abkühlen der Elektrolysevorrichtung während einer Stillstandszeit zu verlangsamen. Somit kann ein Erhitzen, beispielsweise bei einem erstmaligen Anfahren oder einem Anfahren nach einer besonders langen Stillstandszeit, welches aufgrund der großen thermischen Trägheit ebenfalls erschwert wird, deutlich schneller als auch mit geringerer Energie ermöglicht werden. Darüber hinaus kann bei einer erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung der Platzbedarf gesenkt werden und ferner Kosten sowohl bei dem Herstellen einer Elektrolysevorrichtung als auch bei dem Betreiben einer solchen gespart werden. Ferner kann auf aufwändige thermische Isolierungen oder zusätzliche Heizsysteme verzichtet oder diese zumindest deutlich einfacher gestaltet werden, was die Kosten ebenfalls senken kann.This improvement can be achieved by the simple provision of an adsorption element with an adsorbent which in particular selectively adsorbs one or a plurality of electrolysis products or substances occurring together with these in the product discharge and releases heat in the process. There is no need for solutions from the prior art to eliminate this problem. For example, a temperature control circuit can be dispensed with, which has particularly large dimensions in order to achieve particularly high thermal inertia in order to slow down the cooling of the electrolysis device during downtime. Thus, heating, for example when starting up for the first time or starting up after a particularly long downtime, which is also made more difficult due to the high thermal inertia, can be made possible significantly more quickly and with less energy. In addition, with an electrolysis device according to the invention, the space requirement can be reduced and, moreover, costs can be saved both in the manufacture of an electrolysis device and in the operation of such. Furthermore, complex thermal insulation or additional heating systems can be dispensed with or at least made significantly simpler, which can also reduce costs.

Somit eignet sich die Elektrolysevorrichtung vorteilhaft auch für eine dezentrale Nutzung, also oder zur Erzeugung von Wasserstoff als Benzinersatz an Tankstellen, beispielsweise.The electrolysis device is therefore advantageously also suitable for decentralized use, ie for generating hydrogen as a substitute for petrol at filling stations, for example.

Darüber hinaus kann bei einer vorbeschriebenen Elektrolysevorrichtung ausgenutzt werden, dass derartige Adsorptionselemente durch Wärme regenerierbar sind, also das von Ihnen adsorbierte Material wieder desorbierbar ist. Somit kann durch die in einem Elektrolyseverfahren entstehende Abwärme das Adsorptionsmittel regeneriert werden, beispielsweise indem für den exemplarischen Fall einer Wasserelektrolyse das absorbierte Wasser entfernt und das Adsorptionsmittel somit getrocknet wird. Bei einem erneuten Anfahren der Elektrolysevorrichtung führt entstehender Wasserdampf dann wiederum zum Beladen und gleichzeitigen Erwärmen des Adsorptionsmittels, wodurch sich, wie vorstehend erörtert, der Erwärmung beschleunigt.In addition, with an electrolysis device as described above, use can be made of the fact that such adsorption elements can be regenerated by heat, ie the material you adsorbed can be desorbed again. The adsorbent can thus be regenerated by the waste heat produced in an electrolysis process, for example by removing the absorbed water in the exemplary case of water electrolysis and thus drying the adsorbent. When the electrolysis device is started up again, the water vapor that is produced then in turn leads to loading and simultaneous heating of the adsorbent, which, as discussed above, accelerates the heating process.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufwändige Steuermechanismen nicht notwendig sind, da eine Überhitzung bei sachgerechter Ausführung ausgeschlossen werden kann, da der Energiegehalt eines derartigen Adsorptionselements begrenzt und nach definierter Zeit erschöpft ist und ferner eine Regenerierung im Wesentlichen automatisch erfolgen kann.A further advantage is that complex control mechanisms are not necessary, since overheating can be ruled out if done properly, since the energy content of such an adsorption element is limited and exhausted after a defined time, and regeneration can also take place essentially automatically.

Im Rahmen einer Ausgestaltung kann das Adsorptionselement mit einer Temperiermittelführung zum Führen eines Temperiermittels thermisch gekoppelt sein. Insbesondere dieser Ausgestaltung kann ein besonders effektives Heizen der Elektrolysevorrichtung, wie insbesondere der Elektrolysezelle, realisierbar sein. Dabei kann eine Temperiermittelführung derart ausgestaltet sein, um besonders die gewünschten und für eine Elektrolyse notwendigen Bereiche zu temperieren. Dabei ist ein Temperierkreislauf mit einer Temperiermittelführung meist grundsätzlich ohnehin derart ausgestaltet, um die Elektrolysevorrichtung beziehungsweise genau die Positionen der Elektrolysevorrichtung zu temperieren, welche auch auf eine gewünschte Betriebstemperatur gebracht werden sollten. Dadurch kann durch ein thermisches Koppeln des Adsorptionselements an die Temperiermittelführung und damit an das Temperiermittel auf besonders einfache und effektive Weise die Wärme des Adsorptionsmittels zum Heizen der Elektrolysevorrichtung verwendet werden. Ein thermisches Koppeln kann dabei insbesondere bedeuten, dass die bei dem Adsorptionselement entstehende Wärme auf das Temperiermittel des Temperierkreislaufs übertragbar ist. Ein Temperiermittel kann dabei beispielhaft und nicht beschränkend ein wasserhaltiges oder auch silikonölhaltiges Temperiermittel sein, oder auch ein sonstiges als Temperiermittel bekanntes Fluid.Within the scope of one configuration, the adsorption element can be thermally coupled to a temperature control medium guide for guiding a temperature control medium. In this configuration in particular, particularly effective heating of the electrolysis device, such as in particular the electrolysis cell, can be implemented. A temperature control medium guide can be designed in such a way in order to temperature control the desired areas that are necessary for an electrolysis. In this case, a temperature control circuit with a temperature control medium guide is generally designed anyway in order to control the temperature of the electrolysis device or precisely the positions of the electrolysis device that should also be brought to a desired operating temperature. As a result, the heat of the adsorbent can be used to heat the electrolysis device in a particularly simple and effective manner by thermally coupling the adsorption element to the temperature control medium guide and thus to the temperature control medium. A thermal coupling can mean in particular that the heat generated in the adsorption element can be transferred to the temperature control medium of the temperature control circuit. A temperature control medium can be, for example and not restrictively, a water-based or silicone oil-containing temperature control medium, or another fluid known as a temperature control medium.

Dabei kann dadurch, dass das Adsorptionselement stromabwärts der Elektrolysezelle angeordnet ist, die Effektivität noch weiter gesteigert werden. Denn selbst dann, wenn ein zugeführter Elektrolyt eine Temperatur aufweist, die unterhalb der Betriebstemperatur der Elektrolysezelle liegt, kann eine Temperierung der Elektrolysezelle, beispielsweise, unabhängig hiervon durch ein Heizen des Temperiermittels besonders effektiv erfolgen, da die Heizleistung des Adsorptionselements im Wesentlichen vollständig und ohne oder ohne signifikante Verluste an das Temperiermittel und somit an die gewünschten Bereiche der Elektrolysevorrichtung übertragbar ist.In this case, the fact that the adsorption element is arranged downstream of the electrolytic cell can increase the effectiveness even further. Because even if a supplied electrolyte has a temperature that is below the operating temperature of the electrolytic cell, the temperature of the electrolytic cell can be controlled particularly effectively, for example, independently of this by heating the temperature control medium, since the heating capacity of the adsorption element is essentially complete and without or can be transferred to the temperature control medium and thus to the desired areas of the electrolysis device without significant losses.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Temperiermittel einen Elektrolyt zum Betreiben der Elektrolysezelle umfassen. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit der Erwärmung der Elektrolysezelle realisierbar sein. Denn insbesondere ein derartiger beispielsweise wässriger Elektrolyt wird ohnehin in das Zentrum der Elektrolysezelle befördert, wo eine Heizung am effektivsten ist. Darüber hinaus können insbesondere wässrige Elektrolyten, wie sie beispielsweise bei der Wasserelektrolyse auftreten, ein besonders effektives Wärmeüberträgermedium darstellen. Dabei kann ferner verhindert werden, dass ein gegebenenfalls kühler oder abgekühlter Elektrolyt bei einem Einbringen in die Elektrolysezelle diese abkühlt insbesondere dann, wenn der Elektrolyt insbesondere bei einer zyklischen Führung stromaufwärts der Zelle von dem Adsorptionselement erhitzt wird.As part of a further embodiment, the temperature control means can include an electrolyte for operating the electrolytic cell. In this configuration in particular, a particularly simple and cost-effective way of heating the electrolytic cell can be implemented. Because in particular such an, for example, aqueous electrolyte is conveyed to the center of the electrolytic cell anyway, where heating is most effective. In addition, aqueous electrolytes in particular, such as those that occur in water electrolysis, can represent a particularly effective heat transfer medium. It is also possible to prevent a possibly cooler or cooled electrolyte from cooling down when it is introduced into the electrolytic cell, in particular when the electrolyte is heated by the adsorption element, in particular when it is circulated upstream of the cell.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann ein mit der Temperiermittelführung thermisch gekoppeltes Wärmerohr an einer Außenseite mit einem Adsorptionsmittel des Adsorptionselements beschichtet sein. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann der Produktstrom etwa aufweisend Wasserstoffgas oder Sauerstoffgas gegebenenfalls zusammen mit Wasser an dem Wärmerohr beziehungsweise den Wärmerohren entlang geführt werden, so dass dieser mit dem Adsorptionsmittel in Kontakt gelangen kann, um das Adsorptionselement beziehungsweise sein Adsorptionsmittel zu erwärmen. Beispielsweise kann das Wärmerohr vollständig mit dem Adsorptionsmittel beschichtet sein zumindest in einem Kontaktbereich mit dem Produktstrom. In dieser Ausgestaltung kann ein besonders effektives Übertragen der durch das Adsorptionselement erzeugten Wärme auf das Temperiermittel und damit insbesondere auf die Elektrolysezelle erfolgen, indem das Wärmerohr die thermische Kopplung des Adsorptionselements mit dem Temperiermittel darstellt. Dabei kann das durch das Adsorptionsmittel erwärmte Wärmerohr ferner das Temperiermittel besonders effektiv und mit nur geringen Wärmeverlusten heizen, so dass auch ein Heizen der Elektrolysevorrichtung wie etwa der Elektrolysezelle besonders effektiv sein kann. Unter einem auch als Heatpipe bezeichneten Wärmerohr kann dabei in an sich bekannter Weise ein Wärmeübertrager verstanden werden, der eine hohe Wärmestromdichte erzeugt unter Nutzung von Verdampfungswärme.Within the scope of a further configuration, a heat pipe thermally coupled to the temperature control medium guide can be coated on an outside with an adsorbent of the adsorption element. In this configuration in particular, the product stream containing hydrogen gas or oxygen gas, optionally together with water, can be guided along the heat pipe or the heat pipes, so that it can come into contact with the adsorbent in order to heat the adsorption element or its adsorbent. For example, the heat pipe can be completely coated with the adsorbent at least in a contact area with the product stream. In this configuration, the heat generated by the adsorption element can be transferred particularly effectively to the temperature control medium and thus in particular to the electrolytic cell, in that the heat pipe represents the thermal coupling of the adsorption element to the temperature control medium. The heat pipe heated by the adsorbent can also heat the temperature control medium particularly effectively and with only low heat losses, so that heating the electrolysis device, such as the electrolysis cell, can also be particularly effective. A heat pipe, also referred to as a heat pipe, can be understood to mean, in a manner known per se, a heat exchanger which generates a high heat flow density using evaporation heat.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann ein mit der Temperiermittelführung thermisch gekoppeltes Wärmerohr durch ein Haufwerk aufweisend ein Adsorptionsmittel des Adsorptionselements führen. In dieser Ausgestaltung kann insbesondere eine besonders hohe Heizkapazität ermöglicht werden, da das Haufwerk, welches das oder die Adsorptionsmittel aufweist oder aus diesem oder diesen bestehen kann, aufgrund einer wie gewünscht einstellbaren Masse besonders hoch sein kann. Somit kann diese Ausgestaltung insbesondere für das schnelle Erreichen hoher Betriebstemperaturen geeignet sein. Ein Haufwerk kann dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Gemenge fester Partikel sein, welche lose vermengt oder miteinander verbunden, wie etwa verpresst oder verbacken, vorliegen können.Within the scope of a further configuration, a heat pipe thermally coupled to the temperature control medium guide can lead through a heap containing an adsorbent of the adsorption element. In this configuration, in particular, a particularly high heating capacity can be made possible, since the pile, which has or can consist of the adsorbent(s), can be particularly high due to a mass that can be adjusted as desired. This configuration can thus be particularly suitable for quickly reaching high operating temperatures. In the sense of the present invention, a heap can be in particular a mixture of solid particles, which can be loosely mixed or connected to one another, such as pressed or caked.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Adsorptionselement mit einer Entwässerungsvorrichtung gekoppelt sein. In dieser Ausgestaltung kann insbesondere bei dem Verwenden der Elektrolysevorrichtung für eine Wasserelektrolyse im Rahmen einer Wasserstoffherstellung das Erwärmen der Elektrolysezelle besonders effektiv und ferner besonders verlässlich ermöglicht werden. Denn insbesondere in dieser Ausgestaltung können die Trocknungsvorrichtungen, wie etwa Tropfenabscheider, auch Demister genannt, oder etwa Kühlfallen, das Wasser aus dem Produktstrom entfernern und dieses so unmittelbar an das Adsorptionselement bereitstellen, was ein besonders effektives Heizen erlauben kann. Dabei kann ferner darauf reagiert werden, dass, solange das System nicht auf Betriebstemperatur ist, sich weniger Wasser im Produktgasstrom löst. Es ist daher zu erwarten, dass mehr Wasser als Tröpfchen vorliegen. Somit kann in dieser Ausgestaltung das Überschusswasser durch das Adsorptionsmittel sicher aufgefangen werden. Wenn das System ferner warm abgeschaltet wird, besteht insbesondere die Möglichkeit, Überschusswärme zum Trocknen zu verwenden. Somit kann insbesondere in dieser Ausgestaltung auf das Vorsehen übermäßig groß dimensionierter Trocknungsmittel, wie etwa Tropfenabscheider, verzichtet werden.As part of a further embodiment, the adsorption element can be coupled to a drainage device. In this configuration, in particular when using the electrolysis device for water electrolysis as part of hydrogen production, the heating of the electrolysis cell can be made possible in a particularly effective and also particularly reliable manner. Especially in this configuration, the drying devices, such as droplet separators, also called demisters, or cold traps, can remove the water from the product stream and make it available directly to the adsorption element, which can allow particularly effective heating. In this context, it is also possible to react to the fact that, as long as the system is not at operating temperature, less water dissolves in the product gas stream. It is therefore to be expected that there will be more water than droplets. Thus, in this configuration, the excess water can be securely caught by the adsorbent. In particular, when the system is shut down warm, there is a particular opportunity to use excess heat for drying. Thus, particularly in this configuration, the provision of excessively large drying means, such as droplet separators, can be dispensed with.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann ein Wärmetauscher vorgesehen sein, mit welchem das Adsorptionselement heizbar ist. In dieser Ausgestaltung kann die Dynamik eines Elektrolyseverfahrens mit der vorbeschriebenen Elektrolysevorrichtung noch weiter verbessert werden. Insbesondere, wenn die Elektrolysezelle mit diesem Wärmetauscher kühlbar ist beziehungsweise die Hitze derselben aufnehmen kann, kann nach dem Ausschalten einer Elektrolysevorrichtung, wenn kein Elektrolyseprodukt, beispielsweise Gas, mehr erzeugt wird und der Produktstrom somit endet, durch einen Wärmetauscher die in dem System noch enthaltene erhöhte Temperatur gezielt verwendet werden, um das Adsorptionsmittel zu erhitzen und damit die Bedingungen zum Regenerieren des Absorptionsmittels zu verbessern. Somit kann ein im Stand der Technik grundsätzlich unerwünschter Vorgang, das Abkühlen des Systems bei einer Stillstandszeit, sogar erwünscht sein und zwecks einer Regenerierung des Adsorptionselements verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann dabei etwa zusätzlich zu dem Zuführen von Wärme aus dem Elektrolysesystem beziehungsweise aus einem Temperierkreislauf des Systems beispielsweise eine Kühlung ausgeschaltet werden, um die Temperatur an dem Adsorptionselement gezielt zu erhöhen.As part of a further embodiment, a heat exchanger can be provided with which the adsorption element can be heated. In this embodiment, the dynamics of an electrolysis process with the electrolysis described above direction to be further improved. In particular, if the electrolysis cell can be cooled with this heat exchanger or can absorb the heat of the same, after switching off an electrolysis device, if no more electrolysis product, for example gas, is produced and the product flow thus ends, the amount still contained in the system can be increased by a heat exchanger Temperature can be used specifically to heat the adsorbent and thus improve the conditions for regenerating the absorbent. Thus, a process that is fundamentally undesirable in the prior art, namely the cooling of the system during downtime, can even be desired and used for the purpose of regenerating the adsorption element. Alternatively or additionally, in addition to the supply of heat from the electrolysis system or from a temperature control circuit of the system, cooling can be switched off, for example, in order to increase the temperature on the adsorption element in a targeted manner.

Weiterhin kann in dieser Ausgestaltung ein Wärmeüberträger vorgesehen sein, der dazu ausgestaltet ist, das Adsorptionselement zu temperieren. Beispielsweise kann der Wärmüberträger dabei die Wärmerohre umfassen und ferner mit den Wärmerohren verbundene Wärmeüberträgermedien, wie beispielsweise Plattenwärmeüberträger, welche die Wärme des eingeförderten Wassers an die Wärmerohre abgeben und gegebenenfalls, wie dies die Wärmeübertragung zeigen soll, an die Elektrolysezellen aufweisen. Ein derartiger Wärmeüberträger kann beispielsweise dazu dienen, bei einem kurzzeitigen Ausschalten der Elektrolysevorrichtung das Adsorptionsmittel dann zu erwärmen, wenn es selber nicht durch das Wechselwirken mit einer in dem Produktstrom enthaltenen Komponente erhitzt wird. Dies kann vorteilhafter Weise derart realisiert werden, dass der Wärmeüberträger von dem Adsorptionselement erzeugte Energie aufnimmt und dieser wiederum an das Adsorptionselement abgibt. Ferner kann der Wärmeüberträger externe Energie beziehungsweise Wärme dazu nutzen, das Adsorptionselement zu heizen. Diese Ausgestaltung ist somit insbesondere von einem Wärmetauscher verschieden, da es lediglich Wärme übertragen aber keiner Kühlung dienen braucht.Furthermore, a heat exchanger can be provided in this configuration, which is designed to regulate the temperature of the adsorption element. For example, the heat exchanger can include the heat pipes and also heat exchanger media connected to the heat pipes, such as plate heat exchangers, which give off the heat of the water fed in to the heat pipes and optionally, as the heat transfer should show, to the electrolytic cells. Such a heat exchanger can be used, for example, to heat the adsorbent when the electrolysis device is switched off briefly if it is not itself heated by the interaction with a component contained in the product stream. This can advantageously be realized in such a way that the heat exchanger absorbs energy generated by the adsorption element and this in turn delivers it to the adsorption element. Furthermore, the heat exchanger can use external energy or heat to heat the adsorption element. This embodiment is therefore different in particular from a heat exchanger, since it only needs to transfer heat but not be used for cooling.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Adsorptionselement ein Zeolith-Material als Adsorptionsmittel aufweisen. Insbesondere Zeolith-Materialien, wie sie etwa zum Entfeuchten von Gasvolumenströmen von Geschirrspülmaschinen bekannt sind, beispielsweise Kieselgel, sind vorteilhaft dazu geeignet, bei dem Adsorbieren von Substanzen Wärme freizusetzen, weshalb sie auch für das Erwärmen einer Elektrolysevorrichtung besonders vorteilhaft geeignet sein können. Darüber hinaus sind derartige Adsorptionsmittel besonders effektiv bezüglich einer Adsorption von Wasser, weshalb sie insbesondere für eine Wasserelektrolyse geeignet sein können, um im Produktstrom enthaltenes Wasser zu adsorbieren. Denn Wasser ist zwar kein Produkt einer Wasserelektrolyse, tritt jedoch im Produktstrom oftmals auf. Grundsätzlich kann das Adsorptionsmittel derart gewählt werden, dass eine gewünschte Substanz unter Erzeugung von Wärme adsorbierbar ist, wobei eine Anpassung etwa bezüglich der gewünschten Erwärmung erfolgen kann. Grundsätzlich kann somit eine Auswahl des Adsorptionsmittels mit Bezug auf das gewünschte Prozessfenster, wie insbesondere den Temperaturbereich, Druck oder ähnlichem, gewählt werden.Within the scope of a further configuration, the adsorption element can have a zeolite material as the adsorbent. Zeolite materials in particular, such as are known for dehumidifying gas volume flows from dishwashers, for example silica gel, are advantageously suitable for releasing heat when adsorbing substances, which is why they can also be particularly advantageously suitable for heating an electrolysis device. In addition, such adsorbents are particularly effective with regard to the adsorption of water, which is why they can be particularly suitable for water electrolysis in order to adsorb water contained in the product stream. Although water is not a product of water electrolysis, it often occurs in the product flow. In principle, the adsorbent can be selected in such a way that a desired substance can be adsorbed while generating heat, with an adaptation being possible with regard to the desired warming, for example. In principle, the adsorbent can thus be selected with reference to the desired process window, such as in particular the temperature range, pressure or the like.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der Verwendung sowie den Figuren verwiesen. Auch sollen erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung auch für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Verwendung anwendbar sein und als offenbart gelten und umgekehrt. Unter die Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder in der Figur offenbarten Merkmalen.With regard to further advantages and features, explicit reference is made to the explanations in connection with the method according to the invention, the use and the figures. Features and advantages according to the invention of the electrolysis device according to the invention should also be applicable to the method according to the invention and the use according to the invention and should be deemed disclosed and vice versa. The invention also includes all combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and/or the figure.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Elektrolyseverfahren aufweisend die Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen einer Elektrolysevorrichtung mit einer Elektrolysezelle;
b) Einfügen wenigstens eines Elektrolyseedukts in die Elektrolysezelle; und
c) Durchführen einer Elektrolyse unter Erzeugung von wenigstens einem Elektrolyseprodukt, wobei
d) die Elektrolysezelle durch ein mit einer Produktableitung fluidisch verbundenes und stromabwärts der Elektrolysezelle angeordnetes Adsorptionselement zum Adsorbieren wenigstens einer in einem Produktstrom enthaltenen Substanz zumindest teilweise temperiert wird.

The subject matter of the present invention is also an electrolysis process comprising the process steps:

a) providing an electrolysis device with an electrolysis cell;
b) inserting at least one electrolysis duct into the electrolysis cell; and
c) performing an electrolysis to produce at least one electrolysis product, wherein
d) the electrolysis cell is at least partially temperature-controlled by an adsorption element which is fluidically connected to a product discharge line and is arranged downstream of the electrolysis cell for adsorbing at least one substance contained in a product stream.

Ein vorbeschriebenes Verfahren erlaubt es in besonders einfacher und dynamischer Weise, eine Elektrolyse durchzuführen, um beispielsweise Wasserstoffgas zu erzeugen.A method described above allows electrolysis to be carried out in a particularly simple and dynamic manner, in order to produce hydrogen gas, for example.

Hierzu umfasst das Verfahren mit dem Verfahrensschritt a) ein Bereitstellen einer Elektrolysevorrichtung. Die Elektrolysevorrichtung kann dabei wie vorstehend beschrieben ausgestaltet sein, weshalb auf die entsprechenden Ausführungen Bezug genommen wird.For this purpose, the method with method step a) includes providing an electrolysis device. The electrolysis device can be designed as described above, which is why reference is made to the corresponding explanations.

Gemäß einem Verfahrensschritt c) wird dabei eine Elektrolyse durchgeführt, wozu gemäß Verfahrensschritt b) wenigstens ein Elektrolyseedukt in die Elektrolysezelle eingefügt wird. Um beispielsweise Wasserstoffgas zu erzeugen, kann in dem Verfahrensschritt c) eine Wasserelektrolyse durchgeführt werden, wozu gemäß Verfahrensschritt b) in die Elektrolysevorrichtung beziehungsweise insbesondere in die Elektrolysezelle der Elektrolysevorrichtung Wasser eingefügt wird. Insbesondere wird Wasser zusammen mit einem Elektrolyten verwendet, wie beispielsweise einer konzentrierten Säure oder Lauge, etwa wässriger Kaliumhydroxidlösung oder wässriger Schwefelsäure. Beispielhafte Parameter für eine Wasserelektrolyse umfassen Temperaturen in einem Bereich von größer oder gleich 70°C bis kleiner oder gleich 90°C, Spannungen in einem Bereich von 1,9V, was zu Stromdichten ein einem Bereich von größer oder gleich 0,15A/cm² bis kleiner oder gleich 0,5A/cm² führen kann, wobei die vorgenannten Parameter nicht beschränkend sind.According to a method step c), an electrolysis is carried out, for which purpose according to method step b) at least one electrolysis duct is inserted into the electrolysis cell. In order to generate hydrogen gas, for example, water electrolysis can be carried out in method step c), for which purpose water is inserted into the electrolysis device or in particular into the electrolysis cell of the electrolysis device according to method step b). In particular, water is used together with an electrolyte such as a concentrated acid or base such as aqueous potassium hydroxide solution or aqueous sulfuric acid. Exemplary parameters for water electrolysis include temperatures in a range of greater than or equal to 70°C to less than or equal to 90°C, voltages in a range of 1.9V resulting in current densities in a range of greater than or equal to 0.15A/cm ² to less than or equal to 0.5A/cm ² , the aforementioned parameters not being limiting.

Gemäß Verfahrensschritt d) wird die Elektrolysezelle durch ein mit einer Produktableitung fluidisch verbundenes und stromabwärts der Elektrolysezelle angeordnetes Adsorptionselement zum Adsorbieren wenigstens einer in einem Produktstrom enthaltenen Substanz zumindest teilweise temperiert. Dies erlaubt es besonders schnell und dynamisch, die Elektrolysezelle auf definierte Betriebsbedingungen, wie insbesondere definierte Betriebstemperaturen, einzustellen.According to method step d), the electrolysis cell is at least partially temperature-controlled by an adsorption element which is fluidically connected to a product discharge line and is arranged downstream of the electrolysis cell for adsorbing at least one substance contained in a product stream. This allows the electrolytic cell to be set to defined operating conditions, such as in particular defined operating temperatures, particularly quickly and dynamically.

Dabei kann das Verfahren insbesondere temporär, also etwa intermittierend mit auch langen Stillstandszeiten durchführbar sein, da das vorbeschriebene Verfahren sich insbesondere dadurch auszeichnen kann, dass die gewünschten Betriebsbedingungen, wie insbesondere eine Betriebstemperatur der Elektrolysezelle, besonders schnell eingestellt werden können.The method can be carried out temporarily, i.e. intermittently with long downtimes, since the method described above can be characterized in particular by the fact that the desired operating conditions, such as in particular an operating temperature of the electrolytic cell, can be set particularly quickly.

Bei einem Abschalten kann dabei die Elektrolysezelle oder können die Elektrolysezellen insbesondere nach einer Wasserelektrolyse beispielsweise mit einem Inertgas gespült werden, um so eine Knallgasbildung zu verhindern. Dies kann dabei ferner dazu dienen, das Adsorptionsmittel zu regenerieren.When switched off, the electrolytic cell or the electrolytic cells can be flushed with an inert gas, for example, in particular after water electrolysis, in order to prevent the formation of oxyhydrogen. This can also serve to regenerate the adsorbent.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung, der Verwendung sowie den Figuren verwiesen. Auch sollen erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens auch für die erfindungsgemäße Elektrolysevorrichtung und die erfindungsgemäße Verwendung anwendbar sein und als offenbart gelten und umgekehrt. Unter die Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder in der Figur offenbarten Merkmalen.With regard to further advantages and features, reference is hereby explicitly made to the explanations in connection with the electrolysis device according to the invention, the use and the figures. Features and advantages according to the invention of the method according to the invention should also be applicable to the electrolysis device according to the invention and the use according to the invention and are deemed to be disclosed and vice versa. The invention also includes all combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and/or the figure.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner das Verwenden einer wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Elektrolysevorrichtung oder eines wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Verfahrens zum temporären Wandeln von Energie.The subject matter of the present invention is also the use of an electrolysis device designed as described above or a method designed as described above for the temporary conversion of energy.

Wie vorstehend erörtert ist die vorbeschriebene Elektrolysevorrichtung beziehungsweise das vorbeschriebene Verfahren besonders geeignet, um sehr schnell beziehungsweise dynamisch einen gewünschten Betriebszustand zu erreichen beziehungsweise ein schnelles Anfahren der Elektrolysevorrichtung zu ermöglichen. Somit eignet sich die vorbeschriebene Elektrolysevorrichtung beziehungsweise das vorbeschriebene Verfahren in besonders vorteilhafter Weise für ein intermittierendes beziehungsweise temporäres Verfahren. Ein derartiges temporäres Elektrolyseverfahren, insbesondere Wasserelektrolyse-Verfahren kann dabei in besonders vorteilhafter Weise verwendet werden, um Energiespitzen insbesondere im Rahmen der Energieerzeugung beziehungsweise der Erzeugung elektrischer Energie abzufangen. In anderen Worten kann eine derartige Verwendung dazu dienen, aus dem Stromnetz nicht benötigte Energie zu wandeln durch das Erzeugen von Wasserstoff. Der Wasserstoff kann dabei beispielsweise im Erdgasnetz gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt als Energiequelle zur Verfügung gestellt werden.As discussed above, the electrolysis device described above or the method described above is particularly suitable for achieving a desired operating state very quickly or dynamically or for enabling the electrolysis device to be started up quickly. The above-described electrolysis device or the above-described method is therefore particularly advantageously suitable for an intermittent or temporary method. Such a temporary electrolysis method, in particular a water electrolysis method, can be used in a particularly advantageous manner in order to intercept energy peaks, in particular in the context of power generation or the generation of electrical energy. In other words, such a use can be used to convert energy that is not required from the power grid by generating hydrogen. The hydrogen can be stored in the natural gas network, for example, and made available as an energy source at a later point in time.

Dabei kann die vorstehend beschriebene Elektrolysevorrichtung beziehungsweise das vorstehend beschriebene Verfahren bei einer derartigen Verwendung insbesondere deshalb von Vorteil sein, da vor allem regenerativ erzeugter Strom aus Windkraft und Solarenergie zu Angebotsspitzen führen. Derartige Angebotsspitzen können dabei einfach und dynamisch und ohne einen erhöhten Bedarf an Regelung abgefangen beziehungsweise gewandelt und bereitgestellt werden. Dabei kann insbesondere ein Wandeln der Energie von Vorteil sein, da Elektrolysevorrichtungen, wie beispielsweise Wasserelektrolyseure, weitestgehend ausgereift sind und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen, bei dem 5% bis zu 100% der Nennleistung an Wasserstoff produziert werden können.The above-described electrolysis device or the above-described method can be particularly advantageous when used in this way, since above all regeneratively generated electricity from wind power and solar energy leads to peaks in supply. Such supply peaks can be intercepted or converted and provided easily and dynamically and without an increased need for regulation. In particular, converting the energy can be advantageous since electrolysis devices, such as water electrolyzers, are largely mature and have a high degree of efficiency, with which 5% to 100% of the nominal output of hydrogen can be produced.

Somit kann durch das Abfangen von Angebotsspitzen elektrischer Energie ein Zu- oder Abschalten von Kraftwerken basierend auf insbesondere Solarstrom oder Windstrom verhindert werden.Thus, by intercepting peaks in the supply of electrical energy, power plants based in particular on solar power or wind power can be prevented from being switched on or off.

Dabei eignen sich die vorbeschriebene Vorrichtung beziehungsweise das vorbeschriebene Verfahren insbesondere auch zu einer dezentralen Nutzung, also wenn diese in der Nähe von Windparks oder Solarparks betrieben werden. The device described above and the method described above are also particularly suitable for a decentralized groove tion, i.e. if they are operated in the vicinity of wind farms or solar parks.

Dies gilt dabei ferner aufgrund des geringen räumlichen Platzbedarfs, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist.This also applies because of the small amount of space required, as described in detail above.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung, dem Verfahren sowie den Figuren verwiesen. Auch sollen erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung auch für die erfindungsgemäße Elektrolysevorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar sein und als offenbart gelten und umgekehrt. Unter die Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder in der Figur offenbarten Merkmalen.With regard to further advantages and features, explicit reference is made to the explanations in connection with the electrolysis device according to the invention, the method and the figures. Features according to the invention and advantages of the use according to the invention should also be applicable to the electrolysis device according to the invention and the method according to the invention and are deemed to be disclosed and vice versa. The invention also includes all combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and/or the figure.

Figurenlistecharacter list

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Figuren veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Elektrolysevorrichtung;
2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Elektrolysevorrichtung; und
3 eine schematische detailliertere Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Elektrolysevorrichtung.

Further advantages and advantageous configurations of the objects according to the invention are illustrated by the figures and explained in the following description. It should be noted that the figures are only descriptive and are not intended to limit the invention in any way. Show it

1 a schematic representation of an embodiment of an electrolysis device;
2 a schematic representation of a further embodiment of an electrolysis device; and
3 a schematic more detailed representation of a further embodiment of an electrolysis device.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Elektrolysevorrichtung 10, wie eines galvanischen Bads beziehungsweise eines Elektrolyseurs, gezeigt. Eine derartige Elektrolysevorrichtung 10 kann insbesondere verwendbar sein zum temporären Wandeln von Energie, insbesondere zum Abfangen beziehungsweise Speichern von Energiespitzen durch das Erzeugen von Wasserstoffgas.In 1 1 is a schematic representation of an embodiment of an electrolysis device 10, such as a galvanic bath or an electrolyzer. Such an electrolysis device 10 can be used in particular for the temporary conversion of energy, in particular for intercepting or storing energy peaks by generating hydrogen gas.

Eine Elektrolysevorrichtung 10 nach 1 umfasst insbesondere wenigstens eine Elektrolysezelle 12, in der Ausgestaltung gemäß 1 eine Mehrzahl einen Zellstapel 14 ausbildenden Elektrolysezellen 12. Konkret sind in der Ausgestaltung nach 1 sechs Elektrolysezellen 12 vorgesehen. Die Elektrolysezellen 12 sind zum Ausführen einer Wasserelektrolyse mit einem wässrigen Elektrolyten befüllbar und weisen Elektroden 16, 18 auf, wobei durch das Anlegen einer Spannung die Elektrode 16 als Pluspol beziehungsweise Anode und die Elektrode 18 als negativer Pol beziehungsweise Kathode geschaltet werden können.An electrolysis device 10 after 1 comprises in particular at least one electrolytic cell 12 in the embodiment according to 1 a plurality of electrolytic cells 12 forming a cell stack 14. Specifically, in the embodiment shown in FIG 1 six electrolytic cells 12 are provided. The electrolytic cells 12 can be filled with an aqueous electrolyte to carry out water electrolysis and have electrodes 16, 18, it being possible to switch the electrode 16 as a positive pole or anode and the electrode 18 as a negative pole or cathode by applying a voltage.

Bei dem Ausführen einer Wasserelektrolyse entsteht zum Einen Wasserstoffgas, welches durch eine Produktabführung 20 aus der Elektrolysezelle 12 beziehungsweise aus der Elektrolysevorrichtung 10 führbar ist, und zum anderen Sauerstoffgas, welches durch eine Produktabführung 22 aus der Elektrolysezelle 12 beziehungsweise aus der Elektrolysevorrichtung 10 führbar ist. Die Produktabführungen 20, 22 können dabei Rohre 24 aufweisen, welche fluidisch mit der Elektrolysezelle 12 beziehungsweise mit dem Anodenraum und/oder Kathodenraum der Elektrolysezelle 12 beziehungsweise des Zellstapels 14 verbunden sind.When water is electrolyzed, hydrogen gas is produced, which can be conducted through a product discharge 20 from the electrolytic cell 12 or from the electrolysis device 10, and oxygen gas, which can be conducted from the electrolytic cell 12 or from the electrolysis device 10 through a product discharge 22. The product discharges 20, 22 can have pipes 24 which are fluidly connected to the electrolytic cell 12 or to the anode compartment and/or cathode compartment of the electrolytic cell 12 or the cell stack 14.

Ferner ist wenigstens ein, in der Ausgestaltung gemäß 1 zwei Adsorptionselemente 26, insbesondere aufweisend ein Zeolith-Material, vorgesehen, welche mit einer in einem durch die Produktabführung 20, 22 auftretenden Produktstrom bei einem Betreiben der Elektrolysevorrichtung 10 wechselwirken können und dabei eine Substanz adsorbieren können. Die Adsorptionselemente 26 können dabei durch frei werdende Adsorptionswärme die Elektrolysevorrichtung 10 zumindest teilweise heizen.Furthermore, at least one, according to the embodiment 1 two adsorption elements 26, in particular comprising a zeolite material, are provided, which can interact with a product stream occurring in a product discharge 20, 22 when the electrolysis device 10 is operated and can thereby adsorb a substance. The adsorption elements 26 can heat the electrolysis device 10 at least partially by the heat of adsorption that is released.

In der Ausgestaltung gemäß 1 ist das Adsorptionselement 26 beziehungsweise sind die Adsorptionselemente 26 mit einer Temperiermittelführung 28 zum Führen eines Temperiermittels thermisch gekoppelt, um so die freiwerdende Wärme unmittelbar in das Innere der Elektrolysezelle 12 zu befördern. Beispielsweise kann das Temperiermittel einen Elektrolyt zum Betreiben der Elektrolysezelle 12 umfassen oder daraus bestehen. Die thermische Kopplung kann dabei über eine Wärmekopplung 32, wie etwa eine Wärmeübertragungsfläche erfolgen und ferner über ein beziehungsweise eine Mehrzahl an Wärmerohren 34 an einen Wärmetauscher 36 geleitet und mit der Temperiermittelführung 28 in Kontakt gebracht werden. Der Temperiermittelkreislauf kann dabei ferner eine Pumpe 38 zum Umwälzen des Temperiermittels aufweisen.In accordance with the design 1 the adsorption element 26 or the adsorption elements 26 are thermally coupled to a temperature control medium guide 28 for guiding a temperature control medium in order to transport the released heat directly into the interior of the electrolytic cell 12 . For example, the temperature control means can include or consist of an electrolyte for operating the electrolytic cell 12 . The thermal coupling can take place via a heat coupling 32, such as a heat transfer surface, and can also be conducted via one or a plurality of heat pipes 34 to a heat exchanger 36 and brought into contact with the temperature control medium guide 28. The temperature control medium circuit can also have a pump 38 for circulating the temperature control medium.

Weiterhin ist eine Entwässerungsvorrichtung 40, wie etwa ein Demister, gezeigt, welche in einer oder in ausgewählten oder in sämtlichen Produktabführungen 20, 22 angeordnet sein kann, um den Produktstrom zu entwässern. Dabei kann das Adsorptionselement 26 mit der Entwässerungsvorrichtung 40 gekoppelt sein.Furthermore, a dewatering device 40, such as a demister, is shown, which can be arranged in one or in selected or in all of the product discharges 20, 22 in order to dewater the product flow. In this case, the adsorption element 26 can be coupled to the dewatering device 40 .

Nicht gezeigt ist in der 1 ein Wärmetauscher, welcher optional vorgesehen sein kann, und mit welchem die Elektrolysezelle 12 kühlbar ist und mit welchem das Adsorptionselement 26 heizbar ist.Not shown in the 1 a heat exchanger, which can optionally be provided, and with which the electrolytic cell 12 can be cooled and with which the adsorption element 26 can be heated.

Die Ausgestaltung der Elektrolysevorrichtung gemäß 2 entspricht im Wesentlichen der in 1 gezeigten Ausgestaltung, weshalb gleiche oder vergleichbare Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind.The design of the electrolysis device according to 2 essentially corresponds to the in 1 shown configuration, which is why the same or comparable components are provided with corresponding reference numerals.

Die Ausgestaltung gemäß 2 ist dabei bezüglich der in 1 gezeigten vereinfacht. Insbesondere ist der Temperiermittelkreislauf, wie insbesondere der Elektrolytkreislauf vereinfacht, da auf die etwa als Wärmerohre ausgestalteten Wärmetauscher in dem Temperierkreislauf und in den Produktgasströmen verzichtet werden kann ist. In dieser Ausgestaltung wechselwirkt die Wärmekopplung 32 unmittelbar mit dem Temperiermittelkreislauf 28, was etwa durch ein Führen des Temperiermittelkreislaufs 28 unmittelbar durch die Wärmekopplung 32 möglich sein kann, wodurch ein Wechselwirken in einer Baueinheit realisierbar ist. Die Auslegung erfolgt dabei gemäß 2 derart, dass das Speichervermögen des Adsorptionselements und die zu überwindende Wärmekapazität in einem geeigneten Verhältnis stehen. Diese Ausgestaltung kann dabei besonders kompakt bei geringem Volumen des Temperierkreislaufs sein.The design according to 2 is involved regarding the in 1 shown simplified. In particular, the temperature control medium circuit, such as the electrolyte circuit in particular, is simplified since the heat exchangers in the temperature control circuit and in the product gas streams, which are configured as heat pipes, for example, can be dispensed with. In this embodiment, the thermal coupling 32 interacts directly with the temperature control medium circuit 28, which can be possible, for example, by routing the temperature control medium circuit 28 directly through the thermal coupling 32, whereby an interaction can be implemented in a structural unit. The design is carried out according to 2 such that the storage capacity of the adsorption element and the heat capacity to be overcome are in a suitable ratio. This configuration can be particularly compact with a small volume of the temperature control circuit.

In der 3 ist im Detail eine Ausgestaltung einer Elektrolysevorrichtung 10 gezeigt, bei welcher ein Adsorptionselement 26, in dieser Ausgestaltung ein Zeolith-Speicher, mit einer Entwässerungsvorrichtung 40, insbesondere einem Demister, kombiniert ist. Somit bilden die Entwässerungsvorrichtung 40 und das Adsorptionselement 26 ein Trockenmodul aus.In the 3 an embodiment of an electrolysis device 10 is shown in detail, in which an adsorption element 26, in this embodiment a zeolite storage, is combined with a dewatering device 40, in particular a demister. The dewatering device 40 and the adsorption element 26 thus form a drying module.

Der Produktgasstrom des Zellstapels 14 wird durch das vollständige Trockenmodul geführt und verlässt dieses bei einem Ausgang 42. Bei einem Eintritt ist der Produktgasstrom bei einer Wasserelektrolyse noch feucht. Der feuchte Produktgasstrom wird entlang den Wärmrohren 34 geführt, deren Oberflächen mit einem Adsorptionsmittel 44, insbesondere einem Zeolith, beschichtet sind. Alternativ oder zusätzlich könnten die Wärmerohre 34 durch ein Haufwerk aufweisend ein Adsorptionsmittel 44 des Adsorptionselements 26, wie etwa eine Zeolithpackung, führen.The product gas stream of the cell stack 14 is guided through the complete drying module and leaves this at an outlet 42. When it enters, the product gas stream is still wet in the case of water electrolysis. The moist product gas stream is guided along the heat pipes 34, the surfaces of which are coated with an adsorbent 44, in particular a zeolite. Alternatively or additionally, the heat pipes 34 could lead through a heap containing an adsorbent 44 of the adsorption element 26, such as a zeolite packing.

Überschüssiges, nicht von dem Adsorptionsmittel 44 aufgenommenes Wasser kann etwa in einem Pumpensumpf 46 aufgefangen beziehungsweise gesammelt werden und insbesondere bei einer Wasserelektrolyse durch die Pumpe 48 in einen zusätzlichen Wärmeüberträger 50 gefördert werden. Der Wärmüberträger 50 umfasst dabei die Wärmerohre 34 und ferner mit den Wärmerohren 34 verbundene Wärmeüberträgermedien 52, wie beispielsweise Plattenwärmeüberträger, welche die Wärme des eingeförderten Wassers an die Wärmerohre 34 abgeben und gegebenenfalls, wie dies die Wärmeübertragung 54 zeigen soll, an die Elektrolysezellen 12 leiten.Excess water not taken up by the adsorbent 44 can be caught or collected, for example, in a pump sump 46 and, in particular, can be conveyed by the pump 48 into an additional heat exchanger 50 in the case of water electrolysis. The heat exchanger 50 comprises the heat pipes 34 and also heat exchanger media 52 connected to the heat pipes 34, such as plate heat exchangers, which give off the heat of the water fed in to the heat pipes 34 and, if necessary, conduct it to the electrolytic cells 12, as the heat transfer 54 is intended to show.

Claims

Elektrolysevorrichtung zum Erzeugen von Wasserstoffgas, aufweisend wenigstens eine Elektrolysezelle (12), die mit wenigstens einer Produktableitung (20, 22) zum Ableiten eines Produkstroms aus der Elektrolysezelle (12) verbunden ist, wobei die Elektrolysevorrichtung (10) ferner wenigstens ein mit der Produktableitung (20, 22) fluidisch verbundenes und stromabwärts der Elektrolysezelle (12) angeordnetes Adsorptionselement (26) zum Adsorbieren wenigstens einer in dem Produktstrom enthaltenen Substanz aufweist, wobei die Elektrolysezelle (12) durch das Adsorptionselement (26) zumindest teilweise temperierbar ist, wobei das Adsorptionselement (26) mit einer Temperiermittelführung (28) zum Führen eines Temperiermittels thermisch gekoppelt ist, wobei ein mit der Temperiermittelführung (28) thermisch gekoppeltes Wärmerohr (34) an einer Außenseite mit einem Adsorptionsmittel (44) des Adsorptionselements (26) beschichtet ist.Electrolytic device for generating hydrogen gas, having at least one electrolytic cell (12) which is connected to at least one product discharge line (20, 22) for discharging a product stream from the electrolytic cell (12), the electrolytic device (10) further having at least one product discharge line ( 20, 22) fluidically connected adsorption element (26) arranged downstream of the electrolysis cell (12) for adsorbing at least one substance contained in the product stream, wherein the temperature of the electrolysis cell (12) can be at least partially controlled by the adsorption element (26), wherein the adsorption element (26) is thermally coupled to a temperature control medium guide (28) for guiding a temperature control medium, a heat pipe (34) thermally coupled to the temperature control medium guide (28) is coated on an outside with an adsorbent (44) of the adsorption element (26).

Elektrolysevorrichtung zum Erzeugen von Wasserstoffgas, aufweisend wenigstens eine Elektrolysezelle (12), die mit wenigstens einer Produktableitung (20, 22) zum Ableiten eines Produkstroms aus der Elektrolysezelle (12) verbunden ist, wobei die Elektrolysevorrichtung (10) ferner wenigstens ein mit der Produktableitung (20, 22) fluidisch verbundenes und stromabwärts der Elektrolysezelle (12) angeordnetes Adsorptionselement (26) zum Adsorbieren wenigstens einer in dem Produktstrom enthaltenen Substanz aufweist, wobei die Elektrolysezelle (12) durch das Adsorptionselement (26) zumindest teilweise temperierbar ist, wobei das Adsorptionselement (26) mit einer Temperiermittelführung (28) zum Führen eines Temperiermittels thermisch gekoppelt ist, wobei ein mit der Temperiermittelführung (28) thermisch gekoppeltes Wärmerohr (34) durch ein Haufwerk aufweisend ein Adsorptionsmittel (44) des Adsorptionselements (26) führt.Electrolytic device for generating hydrogen gas, having at least one electrolytic cell (12) which is connected to at least one product discharge line (20, 22) for discharging a product stream from the electrolytic cell (12), the electrolytic device (10) further having at least one product discharge line ( 20, 22) fluidically connected adsorption element (26) arranged downstream of the electrolysis cell (12) for adsorbing at least one substance contained in the product stream, wherein the temperature of the electrolysis cell (12) can be at least partially controlled by the adsorption element (26), wherein the adsorption element (26) is thermally coupled to a temperature control medium guide (28) for guiding a temperature control medium, a heat pipe (34) thermally coupled to the temperature control medium guide (28) leading through a heap containing an adsorbent (44) of the adsorption element (26).

Elektrolysevorrichtung nach Anspruch 1 oder_2, wobei das Temperiermittel einen Elektrolyt zum Betreiben der Elektrolysezelle (12) umfasst.electrolysis device claim 1 oder_2, wherein the temperature control means comprises an electrolyte for operating the electrolytic cell (12).

Elektrolysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Adsorptionselement (26) mit einer Entwässerungsvorrichtung (40) gekoppelt ist.Electrolysis device according to one of Claims 1 until 3 , wherein the adsorption element (26) is coupled to a dewatering device (40).

Elektrolysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Wärmetauscher vorgesehen ist, mit welchem das Adsorptionselement (26) heizbar ist.Electrolysis device according to one of Claims 1 until 4 , wherein a heat exchanger is provided with which the adsorption element (26) can be heated.

Elektrolysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Adsorptionselement (26) ein Zeolith-Material als Adsorptionsmittel (44) aufweist.Electrolysis device according to one of Claims 1 until 5 , wherein the adsorption element (26) comprises a zeolite material as an adsorbent (44).

Verwenden einer Elektrolysevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum temporären Wandeln von Energie.Using an electrolysis device (10) according to one of Claims 1 until 6 for temporary energy conversion.