DE9115337U1 - Gasinjektor für Laugenzufluß in alkalischen Druckelektrolyseuren - Google Patents
Gasinjektor für Laugenzufluß in alkalischen DruckelektrolyseurenInfo
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Description
Gasinjektor für Laugenzufluß in alkalischen
Drucke1ektrolyseuren
1. Stand der
Technik
In alkalischen Druckelektrolyseuren wird Wasser durch Zuführung
elektrischer Energie in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt gemäß der Reaktionsgleichung
Hp + Energie -> H2 + % O2
Die Zersetzung erfolgt in einem alkalischen Druckelektrolyseur,
wie er in Bild 1 schematisch dargestellt ist. Die Gasausbeute ist um so größer, je mehr Strom fließt. Deswegen wird dem Wasser Kalilauge zugesetzt, um die elektrische Leitfähigkeit des Wassers
zu erhöhen.
Das Kalilauge-Wasser-Gemisch wird über die Rohrleitung (4) in den
Anodenraum (11) und über die Rohrleitung (3) in den Kathodenraum
(12) gepumpt. Zwischen Anode (6) und Kathode (B) liegt eine Spannung von ca. 2 Volt. An der Anode scheidet sich der Sauerstoff,
an der Kathode der Wasserstoff ab. Der Sauerstoff steigt über die Rohrleitung (13) in den Separationsbehälter (15), der Wasserstoff
über die Leitung (16) in den Separationsbehälter (1). In diesem Separationsbehälter trennen sich die Gase vom Elektrolyten
(Bild 1) .
Die zugeführte elektrische Energie dient nicht nur zur Zersetzung
des Wassers, sondern sie erwärmt auch den Elektrolyten. Die zur Erwärmung benötigte Energie kann nicht zur Zersetzung des Wassers
verwendet werden und vermindert somit den Wirkungsgrad des Elektrolyseurs: Je mehr Wasser von einer vorgegebenen Energiemenge
zersetzt wird, um so höher ist der Wirkungsgrad des Elektrolyseurs.
Die Verlustleistung erscheint als Wärmeleistung W=IR, wobei
I der Strom und R der elektrische Widerstand ist. Als Ströme treten Streuströme auf, die nicht direkt zwischen den beiden Elektroden (6) und (&bgr;) durch das Diaphragma (7) fließen, sondern auf
Umwegen durch den Kalilaugenkanal (3) zu weiteren in Reihe geschalteten Anoden, wie in Bild 2 dargestellt, oder durch den Kanal (16).
Diese Streuströme tragen nicht zur Wasserzersetzung bei, sondern
nur zur Erwärmung des Elektrolyten und verringern so den Wirkungsgrad der Elektrolyse. Sie müssen also reduziert werden. Dies
kann nur durch eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes für die Streuströme erreicht werden. Nach dem Ohmschen Gesetz
R - l/A ( - spez. Widerstand, 1 = Länge des Leiters, A - Querschnitt des Leiters) kann man den elektrischen Widerstand durch
eine Verlängerung des KOH-Kanals erhöhen. Dies ist Stand der
Technik und wird bei modernen Elektrolyseuren durchgeführt. Eine
Verringerung des Querschnitts ist nicht möglich, da eine gewisse Mindestmenge Elektrolyt durch die Elektrolysezelle gepumpt werden
muß.
2. Neuentwicklung
Der elektrische Widerstand des Elektrolyten kann nach dem Ohmschen Gesetz dadurch erhöht werden, indem man den spezifischen
Widerstand erhöht. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß man dem Elektrolyten ein schlecht leitendes Gas zumischt.
Die Beimischung erfolgt im Verteiler [l8), wobei in Kanal (4)Sauerstoffbläschen und in Kanal [3J Wasserstoffbläschen eingebracht werden. Die Gaseinbringung erfolgt entweder durch Wasserelektrolyse
im Verteilerstück (18) oder durch Injektion von Wasserstoff au$ dem
Separationsbehälter 0) in die Leitung(3) und von Sauerstoff aus
dem Behälter {15) in den Kanal (4).
Durch die erfindungsgemäße Zumischung der Gase in den Kalilaugezufluß wird der Wirkungsgrad des Elektrolyseurs beträchtlich erhöht.
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Einbringung von Sauerstoff in den Kalilaugenkanal (&ugr; um die Streuströme in alkalischen Elektrolyseuren zu
reduzieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff aus dem Separationsbehälter (15) durch eine Gasleitung mit Injektordüse
in den Kanal (4) eingebracht wird. Durch eine analoge Anordnung wird Wasserstoff aus dem Separationsbehälter flj durch eine Gasleitung mit Injektordüse in den Kalilaugenkanal(3) eingebracht,
um Streuströme zu reduzieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an der
Verzweigungsstelle (18J eine Elektrolysevorrichtung angebracht ist, die Sauerstoff in den Kanal (4) und Wasserstoff in den Kanal (3) injiziert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die
Leitung (3) bis zum Separationsbehälter geht und die Gasinjektion im Separationsbehälter (lj erfolgt. Ebenso wird die Kalilaugeleitung f3jbis zum O2~Separationsbehälter geführt, in dem
die Sauerstoffinjektion erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die
Injektordüse ein dünnes Röhrchen ist, das über eine Verschraubung in den Kalilaugestrom geführt ist (Bild 3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9115337U DE9115337U1 (de) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | Gasinjektor für Laugenzufluß in alkalischen Druckelektrolyseuren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9115337U DE9115337U1 (de) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | Gasinjektor für Laugenzufluß in alkalischen Druckelektrolyseuren |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9115337U1 true DE9115337U1 (de) | 1992-05-21 |
Family
ID=6874091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9115337U Expired - Lifetime DE9115337U1 (de) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | Gasinjektor für Laugenzufluß in alkalischen Druckelektrolyseuren |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9115337U1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4418999A1 (de) * | 1994-05-31 | 1995-12-07 | Von Hoerner System Gmbh | Druckelektrolyseur mit einem gekapselten Zellenblock aus einzelnen Elektrolysezellen |
| DE19728772C1 (de) * | 1997-07-05 | 1999-10-14 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Betrieb einer Elektrolyse-Vorrichtung sowie Elektrolyse-Vorrichtung |
| US11549186B2 (en) | 2018-04-03 | 2023-01-10 | Ergosup | Electrochemical process for the production of pressurized gaseous hydrogen by electrolysis then by electrochemical conversion |
-
1991
- 1991-12-11 DE DE9115337U patent/DE9115337U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4418999A1 (de) * | 1994-05-31 | 1995-12-07 | Von Hoerner System Gmbh | Druckelektrolyseur mit einem gekapselten Zellenblock aus einzelnen Elektrolysezellen |
| DE19728772C1 (de) * | 1997-07-05 | 1999-10-14 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Betrieb einer Elektrolyse-Vorrichtung sowie Elektrolyse-Vorrichtung |
| US11549186B2 (en) | 2018-04-03 | 2023-01-10 | Ergosup | Electrochemical process for the production of pressurized gaseous hydrogen by electrolysis then by electrochemical conversion |
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