WO2023198581A1

WO2023198581A1 - Vorrichtung zur aufbereitung einer elektrolytflüssigkeit

Info

Publication number: WO2023198581A1
Application number: PCT/EP2023/059106
Authority: WO
Inventors: Matthias Schmitt; Camillo SPÖRI; Johannes Hauer; Alexander Trottner
Original assignee: Hps Home Power Solutions Ag
Priority date: 2022-04-13
Filing date: 2023-04-06
Publication date: 2023-10-19
Also published as: DE102022109043A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft unteranderem eine Vorrichtung (50) zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit (60), aufweisend eine Prozesskammer (55), aufweisend eine Prozesskammerwandung (56) mit einem Prozesskammer-Boden (57), einer Prozesskammer-Decke (58) und einer Prozesskammer-Seitenwandung (59), einen ersten Einlass (51 ) in der Prozesskammerwandung (56), vorzugsweise in der Prozesskammer- Seitenwandung (59), der zum Zuführen der aufzubereitenden Flüssigkeit (60) in die Prozesskammer (55) bereitgestellt ist, einen ersten Auslass (53) in der Prozesskammerwandung (56), vorzugsweise in der Prozesskammer-Seitenwandung (59), der zum Abführen der aufbereiteten Flüssigkeit (60) aus der Prozesskammer (55) bereitgestellt ist, eines oder mehrere Barriereelemente (63, 65, 69, 74, 78) innerhalb der Prozesskammer (55), welche(s) zur Beeinflussung der Strömungscharakteristika innerhalb der Prozesskammer (55) bereitgestellt ist/sind, eine Einrichtung (81) zum Entfernen eines Gases (111) aus der aufzubereitenden Flüssigkeit (60), wobei die Einrichtung (81) einen zweiten Auslass (82) in der Prozesskammerwandung (56) aufweist, der zum Abführen des aus der Flüssigkeit (60) entfernten Gases bereitgestellt ist, eine Einrichtung (85) zum Zuführen von Wasser, wobei die Einrichtung (85) einen zweiten Einlass (86) in der Prozesskammerwandung (56) aufweist, der zum Zuführen einer zweiten Flüssigkeit in Form von Wasser in die Prozesskammer (55) bereitgestellt ist. Damit neben der Funktion, eine Flüssigkeit, die ein unerwünschtes Gas enthält, von dem unerwünschten Gas zu befreien, zusätzlich auch noch weitere Funktionen übernommen werden können, ist vorgesehen, dass innerhalb der Prozesskammer (55) ein Becken (64), welches zur Aufnahme von Wasser (67) bereitgestellt ist, angeordnet oder ausgebildet ist, aufweisend einen Becken-Boden (65) und einen vom Becken-Boden (65) nach oben abragenden Becken-Rand (66), wobei zumindest die obere Kante (66a) des Becken-Rands (66) oberhalb eines definierten Füllstandslevels (61a) für die Flüssigkeit (60) innerhalb der Prozesskammer (55) liegt. Damit können zusätzlich Aerosole des Elektrolyten ausgewaschen werden und/oder ein Gas-Stripping von im Wasser (67) gelösten, unerwünschten Gasen erfolgen.

Description

Beschreibung

Vorrichtung zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit, die im Zusammenhang mit einer Elektrolyse, vorzugsweise einer Wasserelektrolyse, in einer Elektrolysevorrichtung zum Einsatz kommt. Diese Vorrichtung wird im Laufe der Beschreibung synonym auch als Aufbereitungsvorrichtung bezeichnet Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Elektrolyseeinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 12. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Energiesystem, insbesondere ein Gebäudeenergiesystem, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 13, welches eine solche Aufbereitungsvorrichtung und/oder Elektrolyseeinrichtung aufweist. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 14.

Mit zunehmendem Einsatz erneuerbarer Energien spielt unter anderem die Erzeugung und Bereitstellung von Wasserstoff eine immer bedeutendere Rolle. Wasserstoff gilt als einer der Hoffnungsträger für eine klimafreundliche Energieerzeugung.

Wasserstoff kommt in der Natur allerdings nur gebunden vor, beispielsweise mit Sauerstoff in Form von Wasser, als Methan oder Erdöl in Form so genannter Kohlenwasserstoffe, oder dergleichen.

Um gasförmigen Wasserstoff als Energieträger herzustellen, muss dieser mit Hilfe von Energie aus einem wasserstoffreichen Ausgangsstoff abgespalten werden. Hierzu existieren bereits unterschiedlichste Verfahren, wie beispielsweise Reformierungsverfahren, Pyrolyseverfahren, oder dergleichen.

Ein weiteres Verfahren, das die Grundlage der vorliegenden Erfindung bildet, und das bereits seit langem bekannt ist, ist das Elektrolyseverfahren. Bei der Wasserelektrolyse beispielsweise wird Wasser unter Einsatz von elektrischem Strom in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der Elektrolysevorgang findet in einer Elektrolysevorrichtung statt, welche auch als Elektrolysezelle bezeichnet wird. Eine Elektrolysevorrichtung besteht grundsätzlich aus zwei Elektroden, an denen die Teilreaktionen einer Redoxreaktion ablaufen. Bei der Wasserelektrolyse beispielsweise wird Wasser durch elektrischen Strom in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten,

H2 und O2. Die Elektroden sind über eine Spannungsquelle verbunden. Die mit dem Minuspol verbundene Elektrode nennt man Kathode, die mit dem Pluspol verbundene Elektrode heißt Anode. Die Elektroden befinden sich in einer leitfähigen Flüssigkeit, die als Elektrolytflüssigkeit oder Elektrolytlösung bezeichnet wird. Da Wasser an sich kein Elektrolyt ist, den elektrischen Strom also nicht leitet, wird bei der Elektrolyse dem Wasser ein Elektrolyt, beispielsweise Kaliumhydroxid (KOH), hinzugefügt.

In vorgegeben Zeitintervallen, beispielsweise Wartungsintervallen, wird die Elektrolytflüssigkeit in der Elektrolysevorrichtung ausgetauscht. Dazwischen ist es erforderlich, zumindest aber von großem Vorteil, wenn die Elektrolytflüssigkeit zwischenzeitlich aufbereitet wird, da für die optimale Durchführung der Elektrolyse eine möglichst reine Elektrolytflüssigkeit erforderlich ist.

Zur Aufbereitung von Elektrolytflüssigkeit, beispielsweise damit diese wiederverwendet oder weiterverwendet werden kann, sind im Stand der Technik bereits zahlreiche und unterschiedlichste Lösungen bekannt geworden. Im Folgenden werden exemplarische einige dieser Lösungen beschrieben.

Die DE 697 36 370 T2 beispielsweise beschreibt eine Lösung zur Komponentenrückgewinnung von einer verschlossenen Batterie, wobei eine Komponente eine Elektrolytflüssigkeit ist. Die Elektrolytflüssigkeit wird aus der eigentlichen Batterie heraus extrahiert und über eine Extraktionsleitung in einen externen Speicherbehälter geleitet. Von dort kann die Elektrolytflüssigkeit zurückgeführt und wiederverwendet werden.

Die DE 11 2005 001 405 T5 beschreibt ein Beispiel für ein Elektrolyseverfahren, aus dem sich ergibt, dass bei der Elektrolyse verbrauchtes Wasser durch ein externes System geliefert und ausgeglichen wird.

Die WO 2020/254211 A1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, beschreibt eine

Lösung, bei der eine Flüssigkeit, die in einer Elektrolysezelle zum Einsatz kommt, und die ein unerwünschtes Gas enthält, entgast werden kann. Diese bekannte Lösung weist eine Aufbereitungsvorrichtung auf, welche sich außerhalb der eigentlichen Elektrolysevorrichtung befindet, und welche eine Prozesskammer aufweist. In der Prozesskammer befindet sich die zu entgasende Flüssigkeit. Zusätzlich sind in der Prozesskammer eine oder mehrere Barriereelemente angeordnet, die die Prozesskammer in verschiedene Regionen unterteilen und die die Strömungscharakteristika innerhalb der Prozesskammer beeinflussen. Die Prozesskammer weist neben der eigentlichen Hauptkammer eine Vorkammer auf. Die das unerwünschte Gas enthaltende Flüssigkeit wird über einen Einlass in die Vorkammer eingeleitet, und anschließend in der Prozesskammer entgast. Die entgaste Flüssigkeit wird über einen Auslass aus der Prozesskammer ausgeleitet und dem System erneut zugeführt. Ebenso wird das der Flüssigkeit entzogene Gas über einen anderen Auslass aus der Prozesskammer abgeleitet.

Mit der bekannten Lösung ist es nur möglich, eine Flüssigkeit, die an dieser Stelle ein unerwünschtes Gas enthält, von dem unerwünschten Gas zu befreien. Im Rahmen einer Aufbereitung von Elektrolyseflüssigkeit fallen in der Regel zusätzlich auch noch andere Aufgaben an, wie beispielsweise das Auswaschen von Elektrolytmaterial aus dem Gasstrom, der das entfernte unerwünschte Gas enthält. Dies ist mit der bekannten Lösung nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit, insbesondere von Elektrolytflüssigkeit, der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass mit einer einzigen Aufbereitungsvorrichtung neben der Funktion, eine Flüssigkeit, die ein unerwünschtes Gas enthält, von dem unerwünschten Gas zu befreien, zusätzlich auch noch weitere Funktionen übernommen werden können, wie beispielsweise das Auswaschen von Elektrolytmaterial aus dem Gasstrom, der das entfernte unerwünschte Gas enthält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 , welche den ersten Aspekt der Erfindung darstellt, durch die Einrichtung für die Elektrolyse mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 12, welche den zweiten Aspekt der Erfindung darstellt, durch das Energiesystem mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 13, welches den dritten Aspekt der Erfindung darstellt, sowie durch das Verfahren zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 14, welches den vierten Aspekt der Erfindung darstellt Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem der Erfindungsaspekte offenbart sind, vollumfänglich auch im Zusammenhang mit allen anderen Erfindungsaspekten, und umgekehrt, so dass hinsichtlich der Offenbarung der einzelnen Erfindungsaspekte stets vollinhaltlich auch Bezug auf die jeweils anderen Erfindungsaspekte genommen wird.

Allen Erfindungsaspekten liegt das gemeinsame erfinderische Konzept zugrunde, das eine in besonderer Weise ausgebildete Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit zum Einsatz kommt. Diese Vorrichtung wird im Verlauf der Beschreibung synonym auch als Aufbereitungsvorrichtung bezeichnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf die Aufbereitung bestimmter Flüssigkeiten beschränkt. In einer bevorzugten Ausführungsform, anhand derer die Erfindung im Folgenden des Öfteren verdeutlicht wird, dient die Aufbereitungsvorrichtung zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit. Eine Elektrolytflüssigkeit kommt im Zusammenhang mit Elektrolyseprozessen, beispielsweise der Elektrolyse von Wasser, zum Einsatz. Dabei befinden sich Elektroden in einer leitfähigen Flüssigkeit, bei der es sich um die Elektrolytflüssigkeit handelt, die auch als Elektrolytlösung bezeichnet wird. Da Wasser an sich kein Elektrolyt ist, den elektrischen Strom also nicht leitet, wird bei der Elektrolyse dem Wasser ein Elektrolyt, beispielsweise Kaliumhydroxid (KOH), hinzugefügt. Die Elektrolytflüssigkeit besteht somit aus dem Grundbestandteil Wasser, ergänzt um einen weiteren Bestandteil in Form eines Elektrolyten.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf bestimmte Elektrolyseverfahren beschränkt. Beispielsweise kann die Erfindung im Zusammenhang mit der alkalischen Elektrolyse zum Einsatz kommen. Die alkalische Elektrolyse ist an sich bekannt und dem Fachmann geläufig. Ebenso kann die Erfindung auch im Zusammenhang mit der so genannten PEM-Elektrolyse, das heißt der Proton-Exchange-Membran-Elektrolyse zum Einsatz kommen. Auch die PEM- Elektrolyse ist an sich bekannt und dem Fachmann geläufig.

Im Folgenden wird die Erfindung zu deren Verdeutlichung des Öfteren anhand der alkalischen Elektrolyse beschrieben, ohne dass die Erfindung dadurch auf dieses eine spezielle Einsatzgebiet beschränkt ist. Die Elektrolytflüssigkeit, die neben Wasser auch den Elektrolyten, beispielsweise KOH enthält, enthält zusätzlich auch während des Elektrolyseprozesses entstandenen Sauerstoff, der an dieser Stelle als unerwünschtes Gas gilt, da der Elektrolyt voll mit Sauerstoff ist, was dessen Performance vermindert, weil das Zwei-Phasengemisch die Reaktion in der Elektrolysezelle negativ beeinflusst. Wenn der Produktsauerstoff nicht aus dem Elektrolyten und damit aus den elektrolytisch aktiven Regionen, beispielsweise der Membran-Elektroden- Funktionseinheit, entfernt wird, stellt das Gas ein Hindernis für die Versorgung der aktiven Zentren mit wasserreichem Elektrolyten dar. Dadurch entsteht lokal eine Unterversorgung mit dem Edukt Wasser und die elektrolytische Reaktion wird lokal stark reduziert, kann aber auch zu heißen Stellen und zum lokalen Austrocknen führen. Dies vermindert die Gesamtperformance der Elektrolyseeinheit und stellt bei vollständigem lokalem Austrocknen sogar ein Sicherheitsrisiko für Transfer-Leckagestellen in der die Produktgase Wasserstoff und Sauerstoff trennende Membran dar. Das Auftreten von Transfer-Leckagestellen führt letztendlich zu einem irreversiblen Ausfall der Elektrolyseeinrichtung. Der Sauerstoff soll deshalb aus der Elektrolytflüssigkeit entfernt werden. Gleichzeitig soll aber der Elektrolyt selbst möglichst vollständig in der Elektrolytflüssigkeit verbleiben.

Es bestehen somit die folgenden Anforderungen:

• Elektrolyse (beispielsweise alkalisch): H2O

H2 und O2

• 2 Phasen-Gemisch aus O2 & Elektrolytflüssigkeit (beispielsweise 2% KOH) verlassen die Elektrolysevorrichtung

• Die Elektrolysevorrichtung benötigt wieder einen reinen Elektrolytstrom. Das heißt o O₂ aus 2-Phasen-Gemisch entfernen o Der Elektrolyt, beispielsweise KOH sollte dabei nicht verloren gehen bzw. in die Umwelt gelangen

■ Elektrolyt- Aerosole sollten vom entweichenden O2 abgeschieden werden

• Zusätzlich wird H2O verbraucht (der Elektrolytflüssigkeit entnommen) o H2O ist deshalb nachzufüllen

■ Hohe Anforderungen an Nachfüllwasser (Reinstwasser)

• geringer Leitwert

• geringe CO2-Konzentration Alle diese Anforderungen lassen sich mit der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung einzeln oder „in cumulo“ adressieren.

Der grundlegende Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine einzige Aufbereitungsvorrichtung bereitgestellt wird, die alle diese Anforderungen einzeln oder gleichzeitig erfüllt, insbesondere o Mehrstufige Abscheidung und Trennung C>2vom Elektrolyten

■ : O2-Ausgasung aus dem Elektrolyten in einem Becken

■ : Elektrolyt-Aerosole im C^-Gasstrom in einem Reinstwasserbad auswaschen o fW-Nachfüllung o CO2-Stripping (Wasseraufbereitung in der Prozesskammer und/oder in Nachfüllwasser)

Mit der vorliegenden Erfindung lässt sich insbesondere das nachfolgende mehrstufige Funktionsprinzip einer Abscheidung realisieren.

In einer ersten, obligatorischen, Abscheidungsstufe wird ein Gas, beispielsweise Sauerstoff, aus einer Flüssigkeit, beispielsweise einer Elektrolytflüssigkeit, getrennt. Diese erste Abscheidungsstufe hat insbesondere den Nutzen, dass die Flüssigkeit aufbereitet werden kann, so dass sie wiederverwendet und einem Prozess, beispielsweise einem Elektrolyseprozess, erneut zugeführt werden kann. Umgesetzt wird diese erste Abscheidungsstufe insbesondere durch eine Verlangsamung und Beruhigung der Strömung des 2-Phasen-Gemisches, bestehend aus der Flüssigkeit und dem Gas, in einer Prozesskammer, beispielsweise durch die Verwendung von Barriereelementen. Dabei wird insbesondere der Dichteunterschiede zwischen Gas und Flüssigkeit zur Abscheidung über die Gewichtskraft genutzt.

In einer zweiten, vorzugsweise optionalen, Abscheidungsstufe wird das Gas, beispielsweise Sauerstoff, aus Flüssigkeitsbläschen gelöst. Diese Flüssigkeitsbläschen können beispielsweise als Schaum oder in Schaum in der Prozesskammer vorhanden sein. Diese zweite Abscheidungsstufe hat insbesondere den Nutzen einer Vermeidung beziehungsweise Reduktion von Schaum, der den Abscheideprozess negativ beeinflussen kann. Weiterhin kann dadurch ein „Überlaufen" von Schaum vermieden werden. Umgesetzt wird diese zweite Abscheidungsstufe insbesondere durch ein Volumen zur Ausbreitung von Schaum, insbesondere in der Prozesskammer, und/oder durch eine Maximierung der Verweildauer des Schaums in diesem Volumen, sodass durch Bläschenvereinigung und schwindende Oberflächenspannung das Gas aus den Bläschen entweicht, und/oder durch Zerquetschen beziehungsweise Aufplatzen-lassen der restlichen Gasbläschen mittels Barriereelementen.

In einer dritten, vorzugsweise optionalen, Abscheidungsstufe wird Flüssigkeit, beispielsweise Elektrolytreste, aus dem separierten Gasstrom, beispielsweise aus dem Sauerstoff, abgeschieden. Der Nutzen der dritten Abscheidungsstufe liegt insbesondere darin, dass der Gasstrom von mitgerissenen Flüssigkeitsresten, beispielsweise Elektrolytresten und/oder Aerosolen, getrennt wird, bevor dieser den Abscheider verlässt und in die Umwelt, in Schnittstellensysteme beziehungsweise den umgebenden Bauraum gelangt. Zudem können im Gasstrom mitgerissenen Flüssigkeitsreste, beispielsweise Elektrolytreste, rückgewonnen werden, welche der Flüssigkeit, beispielsweise dem Elektrolyten, anschließend wieder zugeführt werden. Die Elektrolytkonzentration wird somit vorzugsweise konstant gehalten. In dieser dritten Abscheidungsstufe kann alternativ oder zusätzlich auch ein Gas-Stripping erfolgen. Beispielsweise kann der CO2-Gehalt (CCk-Stripping) einer nachzufüllenden Flüssigkeit reduziert werden. Dies soll anhand eines konkreten Beispiels verdeutlicht werden. Bei der alkalischen Elektrolyse beispielsweise kann dieser Prozess dazu dienen, um für die Wasseraufbereitung der Nachfüllflüssigkeit, auf Polierharz als lonentauscher zu verzichten. Im konventionellen Fall wird zunächst mittels einer Umkehrosmose der gewünschte Leitwert der Nachfüllflüssigkeit eingestellt. CO2 wird bei diesem Prozess jedoch nicht entfernt. Diese Aufgabe übernimmt im konventionellen Fall beispielsweise Polierharz als lonentauscher. Es kann natürlich auch auf andere Weise versucht werden, das CO2 zu entfernen, beispielsweise durch Rühren oder dergleichen. Auf diese zusätzlichen Schritte, die einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand und damit Mehrkosten bedeuten, kann mit der vorliegenden Erfindung verzichtet werden.

Die einzelnen Stufen, deren konstruktive Umsetzung sowie deren Funktionsweise werden im weiteren Verlauf näher erläutert.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit, insbesondere einer Elektrolytflüssigkeit, das heißt eine Aufbereitungsvorrichtung, bereitgestellt, welche die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist. Diese Aufbereitungsvorrichtung weist zunächst eine Prozesskammer auf. Eine Prozesskammer ist insbesondere ein größtenteils, vorzugsweise vollständig abgeschlossener Behälter, in dem ein Prozess oder Vorgang, hier eine Aufbereitung einer Flüssigkeit, stattfindet. Die Prozesskammer weist eine Prozesskammerwandung auf, die eine äußere Begrenzung der Prozesskammer, vorzugsweise in alle Richtungen, darstellt. Vorzugsweise wird die Prozesskammerwandung durch einen Prozesskammer-Boden, eine Prozesskammer-Decke und eine Prozesskammer-Seitenwandung gebildet, wobei sich die Prozesskammer-Seitenwandung zwischen dem Prozesskammer-Boden und der Prozesskammer-Decke erstreckt. Die Prozesskammer kann unterschiedliche geometrische Formen aufweisen. Beispielsweise kann die Prozesskammer in Form eines Zylinders, in Form eines Würfels, in Form eines Quaders, oder dergleichen ausgebildet sein, so dass die Erfindung diesbezüglich nicht auf bestimmte Ausführungsformen beschränkt ist.

Die Prozesskammer dient zur Aufnahme der Flüssigkeit, beispielsweise der Elektrolytflüssigkeit, welche aufzubereiten ist. Hierbei handelt es sich definitionsgemäß um eine erste Flüssigkeit. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch befindet sich die Flüssigkeit, beispielsweise die Elektrolytflüssigkeit, innerhalb der Prozesskammer, vorzugsweise mit einer Füllstandshöhe maximal bis zu einem definierten Füllstandslevel. Unter dem Begriff „Füllstandshöhe“ versteht man insbesondere die tatsächliche Höhe der Flüssigkeit in der Prozesskammer. Der „definierte Füllstandslevel“ ist eine vorgegebene Höhe oder ein Niveau, bis zu dem sich die Flüssigkeit maximal in der Prozesskammer befinden darf. Die Füllstandshöhe ist insbesondere diejenige Höhe, an der sich die maximal obere freie Oberfläche der Flüssigkeit befindet. Zwischen der Füllstandshöhe beziehungsweise dem definierten Füllstandslevel und der Prozesskammer-Decke befindet sich vorzugsweise noch ein verbleibender Freiraum.

Zum Zuführen der aufzubereitenden Flüssigkeit in die Prozesskammer ist in der Prozesskammerwandung ein erster Einlass bereitgestellt, insbesondere angeordnet oder ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Einlass in der Prozesskammer-Seitenwandung bereitgestellt. Das kann beispielsweise im seitlichen Bereich, im vorderen Bereich oder im rückwärtigen Bereich der Prozesskammer der Fall sein. Zum Abführen der aufbereiteten Flüssigkeit aus der Prozesskammer ist in der Prozesskammerwandung ein erster Auslass bereitgestellt, insbesondere angeordnet oder ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Auslass in der Prozesskammer-Seitenwandung bereitgestellt. Auch das kann beispielsweise im seitlichen Bereich, im vorderen Bereich oder im rückwärtigen Bereich der Prozesskammer der Fall sein. Der erste Einlass und der erste Auslass sind bevorzugt räumlich voneinander getrennt, beispielsweise benachbart zueinander übereinander beziehungsweise untereinander, in der Prozesskammerwandung angeordnet. Natürlich können der erste Einlass und der erste Auslass auch räumlich getrennt voneinander in anderen Bereichen der Prozesskammerwandung bereitgestellt sein. Vorzugsweise befinden sich sowohl der erste Einlass als auch der erste Auslass von ihrer Höhe her unterhalb des definierten Füllstandslevels. In anderer Ausgestaltung kann der erste Einlass auch oberhalb des definierten Füllstandslevels in der Prozesskammerwandung bereitgestellt sein. Der erste Einlass und der erste Auslass sind bevorzugt mit einer Elektrolysevorrichtung, beispielsweise einer Elektrolysezelle, einer Elektrolyseeinrichtung verbunden, wie weiter unten im Zusammenhang mit dem zweiten Erfindungsaspekt in größerem Detail beschrieben wird.

Innerhalb der Prozesskammer ist/sind eines oder mehrere Barriereelemente bereitgestellt, welche(s) zur Beeinflussung der Strömungscharakteristika innerhalb der Prozesskammer bereitgestellt ist/sind. Ein Barriereelement ist grundsätzlich ein beliebiges Element, das die Strömungscharakteristik der Flüssigkeit(en) und/oder eines aus der Flüssigkeit entweichenden Gases innerhalb der Prozesskammer beeinflusst. Die Barriereelemente können auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein, beispielsweise als durchgängige Platte, als Gitter, als Platte mit Perforationen und dergleichen. Das wenigstens eine Barriereelement kann beispielsweise die Funktion eines Trennelements und/oder eines Prallelements und/oder eines Umlenkelements und/oder eines Ablenkelements haben. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl und Funktion von Barriereelementen beschränkt. Einige bevorzugte, jedoch nicht ausschließliche Beispiele für Barriereelemente werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.

Weiterhin weist die Aufbereitungsvorrichtung eine Einrichtung zum Entfernen eines Gases aus der aufzubereitenden Flüssigkeit auf. Diese Einrichtung weist zumindest einen zweiten Auslass in der Prozesskammerwandung auf, der zum Abführen des aus der Flüssigkeit entfernten Gases bereitgestellt ist. Beispielsweise kann dieser zweite Auslass in der Prozesskammer-Decke oder in der Prozesskammer-Seitenwandung angeordnet oder ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall muss sichergestellt sein, dass sich der zweite Auslass in jedem Fall oberhalb der maximal möglichen Füllstandshöhe der Flüssigkeit beziehungsweise oberhalb des definierten Füllstandlevels innerhalb der Prozesskammer befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aufbereitungsvonrichtung ausgelegt, um Sauerstoff aus einer Elektrolytflüssigkeit zu entfernen. Das heißt insbesondere auch, dass der Sauerstoff von Elektrolytresten gereinigt wird. Der Sauerstoff stellt bei dem eigentlichen Elektrolyseprozess ein Abfallprodukt dar. Jedoch kann der Sauerstoff für verschiedene andere Prozesse noch genutzt werden. Es ist deshalb von Vorteil, den Sauerstoff zurückzugewinnen. In der Regel löst sich der Sauerstoff in der Prozesskammer aus der Elektrolytflüssigkeit von alleine und steigt aufgrund seiner Dichte in der Elektrolytflüssigkeit nach oben. Dies geschieht in der Regel automatisch. Der Sauerstoff gelangt an die obere freie Oberfläche der Flüssigkeit und von dort in den Freiraum zwischen Flüssigkeit und Prozesskammerwandung, beispielsweise der Prozesskammer-Decke.

Weiterhin weist die erfindungsgemäße Aufbereitungsvorrichtung eine Einrichtung zum Zuführen einer zweiten Flüssigkeit in Form von Wasser auf, wobei diese Einrichtung zumindest einen zweiten Einlass in der Prozesskammerwandung aufweist, der zum Zuführen von Wasser in die Prozesskammer bereitgestellt ist. Damit kann insbesondere in der Elektrolytflüssigkeit verbrauchtes Wasser nachgefüllt werden. Bei dem zuzuführenden beziehungsweise zugeführten Wasser handelt es sich vorzugsweise um Frischwasser, insbesondere um Reinstwasser.

Erfindungsgemäß weist die Aufbereitungsvorrichtung innerhalb der Prozesskammer, das heißt in deren Innenraum, nunmehr ein Becken auf, welches zur Aufnahme und zum Halten des vorstehend beschriebenen Wassers bereitgestellt ist. Das Becken ist insbesondere eine im Vergleich zur Prozesskammer abgetrennte, eigenständige Komponente. Das Becken dient zur Aufnahme des Wassers, vorzugsweise des Frischwassers. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch befindet sich das Wasser innerhalb des Beckens, vorzugsweise maximal bis zu einem definierten Füllstandslevel, das beispielsweise durch die Höhe des Becken-Rands vorgegeben ist. Bei dem Becken handelt es sich insbesondere um einen flachen, oben offenen Behälter, der innerhalb der Prozesskammer eine eigene in sich abgeschlossene Komponente darstellt. Beispielsweise kann das Becken die Form einer Wanne aufweisen. Vorzugsweise ist das Becken in der Prozesskammer fest installiert oder ausgebildet. Das Becken besteht aus einem Becken-Boden und einen vom Becken-Boden nach oben abragenden Becken-Rand. Der Becken-Rand ist vorzugsweise umlaufend und beispielsweise durchgängig, das heißt in sich geschlossen. Der Becken-Boden kann die Funktion eines Barriereelements übernehmen, wie im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert wird. Zur Unterscheidung der einzelnen Barriereelemente in Bezug zueinander wird dieses Barriereelement in der Beschreibung als siebtes Barriereelement bezeichnet. Die maximale Füllstandshöhe an Wasser innerhalb des Beckens wird vorzugsweise durch die Höhe des Becken-Rands bestimmt und liegt beispielsweise an der oberen Kante des Becken-Rands oder kurz darunter. Bevorzugt ist vorgesehen, dass in dem Becken befindliches Wasser über den Becken-Rand laufen und in die darunter befindliche Flüssigkeit, beispielsweise Elektrolytflüssigkeit hineinlaufen und sich mit dieser vermischen kann. Die Zufuhr des Wassers erfolgt somit insbesondere nicht direkt in die Flüssigkeit, beispielsweise die Elektrolytflüssigkeit, sondern über das Becken. Aus diesem Grund liegt zumindest die obere Kante des Becken-Rands oberhalb des definierten Füllstandslevels für die Flüssigkeit innerhalb der Prozesskammer, das heißt in einem Freiraum zwischen Flüssigkeit und Prozesskammerwandung, beispielsweise der Prozesskammer-Decke. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das gesamte Becken oberhalb des definierten Füllstandslevels.

Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Formen oder Konfigurationen des Beckens beschränkt. Beispielsweise kann das Becken eine Grundfläche aufweisen, die mit der Grundfläche der Prozesskammer korrespondiert. Das Becken kann sich beispielsweise von einer Seite der Prozesskammer zu einer anderen, gegenüberliegenden Seite der Prozesskammer erstrecken. Je nach Ausgestaltung können einzelne Bereiche des Becken-Rands, beispielsweise einzelne Seiten des Becken-Rands, auch durch die Prozesskammerwandung, beispielsweise die Prozesskammer-Seitenwand, gebildet sein.

Vorzugsweise ist die Grundfläche des Beckens, die beispielsweise durch die Fläche des Becken-Bodens definiert ist, kleiner ist als die Grundfläche der Prozesskammer, die beispielsweise durch die Fläche des Prozesskammer-Bodens definiert ist.

Vorzugsweise ist der zweite Auslass zum Abführen des aus der Flüssigkeit entfernten Gases und/oder der zweite Einlass zum Zuführen von Wasser oberhalb des Beckens, vorzugsweise in der Prozesskammer-Decke und/oder in der Prozesskammer-Seitenwandung, angeordnet oder ausgebildet. Vorzugsweise sind der zweite Einlass und/oder der zweite Auslass oberhalb des Beckens angeordnet oder ausgebildet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das in die Prozesskammer eingeführte Wasser in jedem Fall in das Becken gelangt. Ebenso wird ausgewaschenes Gas, beispielsweise Sauerstoff, das nach oben steigt, oberhalb des Beckens aus der Prozesskammer abgeführt. Aus diesem Grund befinden sich der zweite Einlass und der zweite Auslass in einer bevorzugten Ausführungsform innerhalb der Prozesskammer-Decke.

Im Unterschied zu der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung weist die erfindungsgemäße Aufbereitungsvorrichtung zusätzlich ein in der Prozesskammer befindliches Becken auf, bestehend aus einem Beckenboden und einem Beckenrand. Das Becken dient insbesondere dazu, Sauerstoff von Elektrolyt-Aerosolen zu waschen. Der von Elektrolytresten gereinigte Sauerstoff tritt anschließend über den zweiten Auslass aus der Prozesskammer aus.

In der Prozesskammer wird die aufzubereitende Flüssigkeit, insbesondere eine Elektrolytflüssigkeit aufgenommen. Hierbei handelt es sich definitionsgemäß um eine erste Flüssigkeit. Die aufzubereitende Flüssigkeit wird über einen ersten Einlass innerhalb der Prozesskammerwandung in die Prozesskammer eingespeist. Die aufzubereitende Flüssigkeit ist beispielsweise eine Sauerstoff-Elektrolytmischung, die beispielsweise von einem Stack kommend über den ersten Einlass eingespeist wird.

Das Becken dient dazu, Wasser aufzunehmen, bei dem es sich insbesondere um Frischwasser, um das Permeat einer Umkehrosmose von Leitungswasser, um Reinstwasser oder dergleichen, handelt. Dieses Wasser dient dazu, die in der Prozesskammer befindliche aufzubereitende Flüssigkeit zu ergänzen. Von dem Begriff „Wasser“ sind somit auch andere Arten von Flüssigkeiten mitumfasst, die geeignet sind, eine in der Prozesskammer befindliche aufzubereitende Flüssigkeit zu ergänzen. Bei dem Wasser handelt es sich definitionsgemäß um eine zweite Flüssigkeit, die von zu ersten Flüssigkeit unterschiedlich ist. Die zweite Flüssigkeit ist eine von der ersten Flüssigkeit unabhängige, eigenständige Flüssigkeit. Die Zufuhr des Wassers, bei dem es sich somit insbesondere um Nachfüllwasser handelt, erfolgt somit nicht direkt in die aufzubereitende Flüssigkeit, sondern indirekt über das Becken. Das Wasser läuft beim Bachfüllen über den Beckenrand über und entweder direkt oder über einen Kanal in den unterhalb des Beckens liegenden Bereich der Prozesskammer hinein.

Zu diesem Zweck weist die Aufbereitungsvorrichtung eine Zufuhreinrichtung für das Wasser auf, die zu diesem Zweck einen zweiten Einlass für das Wasser in der Prozesskammerwandung aufweist. Hierbei handelt es sich um einen zum ersten Einlass eigenständigen, unabhängigen und räumlich getrennten Einlass. Die aufzubereitende Flüssigkeit und das Wasser werden somit über getrennte Einlässe zugeführt. Erfindungsgemäß existiert somit zunächst ein erster Einlass in der Prozesskammerwand, über den die aufzubereitende Flüssigkeit, das heißt die erste Flüssigkeit, in die Prozesskammer eingespeist wird. Vorzugsweise liegt der erste Einlass unterhalb der Füllstandshöhe an aufzubereitender Flüssigkeit in der Prozesskammer, das heißt unterhalb einer vorgegebenen oder nominellen Füllstandshöhe beziehungsweide dem definierten Füllstandslevel innerhalb der Prozesskammer. Zusätzlich dazu weist die Prozesskammerwand einen zum ersten Einlass unabhängigen zweiten Einlass auf, der zum Zuführen des Wassers, das heißt der zweiten Flüssigkeit, bereitgestellt ist. Vorzugsweise liegt der zweite Einlass oberhalb des ersten Einlasses, insbesondere oberhalb des definierten Füllstandslevels für aufzubereitende Flüssigkeit in der Prozesskammer. Die beiden Einlässe sind sowohl räumlich, als auch funktional unterschiedlich, da sie zum Zuführen unterschiedlicher Flüssigkeiten dienen.

Über den ersten Auslass der vorzugsweise unterhalb der Füllstandshöhe an Flüssigkeit, das heißt unterhalb des definierten Füllstandslevels, liegt, wird die ausbereitete Flüssigkeit, insbesondere blasenfrei abgeführt, entweder direkt in die Elektrolyseeinrichtung, oder zu einer Pumpe und über diese dann weiter.

Nachfolgend wird die Grundfunktion dieser Aufbereitungsvorrichtung beispielhaft anhand der Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit beschrieben. Über den ersten Einlass in der Prozesskammerwandung der Prozesskammer wird aufzubereitende Elektrolytflüssigkeit in die Prozesskammer der Aufbereitungsvorrichtung zugeführt. Die Elektrolytflüssigkeit besteht beispielsweise aus Wasser, dem eine bestimmte Prozentmenge eines Elektrolyten, beispielsweise KOH, zugemischt ist. Die Elektrolytflüssigkeit wird beispielsweise aus der Elektrolysevorrichtung, etwa einer Elektrolysezelle, einer Elektrolyseeinrichtung abgeführt und soll in der Aufbereitungsvorrichtung aufbereitet werden. Insbesondere soll ein Gas, welches in der Elektrolytflüssigkeit an dieser Stelle ein unerwünschtes Gas darstellt, beispielsweise Sauerstoff, aus der Elektrolytflüssigkeit entfernt werden. Die Elektrolytflüssigkeit ist bis zu einem definierten Füllstandslevel in der Prozesskammer eingefüllt. Bevorzugt sind die Elektrolysevorrichtung und die Aufbereitungsvorrichtung als ein geschlossenes System ausgebildet, so dass eine kontinuierliche Aufbereitung der Elektrolytflüssigkeit erfolgen kann. Natürlich kann in anderer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Aufbereitungsvorrichtung nur bei Bedarf, oder aber in bestimmten Intervallen oder zu bestimmten Zeitpunkten mit der Elektrolysevorrichtung verbunden wird. Dies kann über entsprechende Ventileinrichtungen erfolgen, wie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektrolyseeinrichtung gemäß dem zweiten Erfind ungsaspekt weiter unten verdeutlicht wird.

Das Gas, beispielsweise Sauerstoff, löst sich in der Prozesskammer aus der Elektrolytflüssigkeit von allein und steigt aufgrund seiner Dichte in der Elektrolytflüssigkeit nach oben und in den Freiraum zwischen Flüssigkeit und Prozesskammerwandung. Über die Barriereelemente innerhalb der Prozesskammer wird aus der Elektrolytflüssigkeit entweichendes Gas durch das Becken innerhalb der Prozesskammer, in welchem sich Wasser befindet, geleitet. Das entfernte Gas wird über den zweiten Auslass in der Prozesskammerwandung aus der Prozesskammer abgeführt. Damit wird eine Ausgasung des Gases, beispielsweise von Sauerstoff, aus der Elektrolytflüssigkeit erreicht.

Zusätzlich werden beim Hindurchleiten des der Elektrolytflüssigkeit entwichenen Gases durch das im Becken befindliche Wasser, Aerosole des in der Elektrolytflüssigkeit befindlichen Elektrolyts vom entwichenen Gas abgeschieden. Ein Aerosol ist im vorliegenden Fall insbesondere eine feine Verteilung schwebender flüssiger Stoffe, hier des Elektrolyten, in Gasen, hier dem zu entfernenden Gas. Beim Hindurchleiten des Gases durch das im Becken befindliche Wasser werden die Aerosole im Wasser gelöst. Die im Wasser gelösten Aerosolreste, das heißt die Elektrolytbestandteile, werden über das Wasser anschließend der Elektrolytflüssigkeit in der Prozesskammer wieder zugeführt. Damit können die Aerosole des Elektrolyts ausgewaschen werden und die ausgewaschenen Elektrolytbestandteile gehen nicht verloren.

Das Auswaschen der Aerosole, die beispielsweise gelöstes KOH enthalten, hat aber auch noch andere Effekte. Es ist nicht nur wichtig, die Elektrolytbestandteile, beispielsweise das KOH, nicht aus dem Elektrolytkreislauf zu verlieren. Zudem wird durch das Auswaschen der Aerosole auch verhindert, dass im Laufe der zeit (beispielsweise > 10 Jahre) die Aerosole in die Umgebung gelangen, beispielsweise in das Innere des Energiesystem, und dort durch Austrocknung feste Ablagerungen, beispielsweise festes Kalium-Hydroxid und/oder nach Aufnahme von CO₂aus der Luft festes Kaliumcarbonat K2CO3, prinzipiell an allen Oberflächen und auch an der Ausströmöffnung für den Produktsauerstoff entstehen, bis hin zum Blockieren des Auslasses. Damit wäre der Auslass, beispielsweise der O2-Ausgang, verstopft und es entstünde einen Fehlerfall im System. Über den ersten Auslass in der Prozesskammerwandung wird die aufbereitete Elektrolytflüssigkeit aus der Prozesskammer abgeführt und insbesondere der Elektrolysevorrichtung erneut zugeführt. Verbrauchtes Wasser wird über das in das Becken zugeführte Wasser, welches über den Becken-Rand tritt und von dort in die Elektrolytflüssigkeit gelangt, ausgeglichen.

Vorzugsweise weist die Aufbereitungsvorrichtung ein erstes Barriereelement auf, welches zwischen dem ersten Einlass und dem zweiten Auslass in der Prozesskammer angeordnet oder ausgebildet ist. Bei diesem ersten Barriereelement handelt es sich um eine Leitkontur, die verhindert, dass die über den ersten Einlass zugeführte Flüssigkeit die Prozesskammer über den ersten Auslass gleich wieder verlässt. Vorzugsweise erstreckt sich das erste Barriereelement von der Prozesskammerwandung, oder aus Richtung der Prozesskammerwandung, jedoch beabstandet von dieser, beispielsweise von der Prozesskammer-Seitenwandung in die Prozesskammer hinein, vorzugsweise in Richtung der Prozesskammermitte. Das erste Barriereelement kann beispielsweise einen geraden Verlauf haben, das heißt senkrecht von der Prozesskammerwandung abragend ausgerichtet sein, oder aber in einem vorgegebenen Neigungswinkel von der Prozesskammerwandung abragen.

Um die Füllstandshöhe an Flüssigkeit in der Prozesskammer zu bestimmen, insbesondere damit die Flüssigkeit ein definiertes Füllstandslevel nicht überschreitet, weist die Aufbereitungsvorrichtung vorzugsweise wenigstens ein Sensorelement zur Bestimmung der Füllstandshöhe der Flüssigkeit innerhalb der Prozesskammer auf. Ein solches Sensorelement kann vorzugsweise auch für das Becken, beziehungsweise das im Becken befindliche Wasser, vorgesehen sein. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf bestimmte Sensortypen beschränkt. In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Sensorelement um ein Schwimmer-Sensorelement. In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei dem Sensorelement um ein optisches Sensorelement. In einer weiteren Ausführungsform ist das Sensorelement als ein kapazitives Sensorelement ausgebildet. Vorzugsweise ist das Sensorelement derart bereitgestellt, dass es in der Lage ist, die Füllstandshöhe von außerhalb der Prozesskammer zu messen. In jedem Fall ist bevorzugt sicherzustellen, dass das Sensorelement keine Zündquelle darstellt. Eine alternative oder ergänzende bevorzugte Füllstandsmessung ist gemäß einer anderen Ausführungsform über ein Drucksensorelement, das vorzugsweise außerhalb der Prozesskammer bereitgestellt ist, realisierbar beziehungsweise realisiert, beispielsweise analog zur Füllstandsmessung bei modernen Waschmaschinen, die ebenfalls das Problem der Schaumbildung aufweisen. Im letztgenannten Fall ist es besonders wichtig, die Druckmessung nicht über Gasbläschen in der mit dem Elektrolyten gefüllten Verbindungsleitung zwischen Prozesskammer und Sensorelement zu verfälschen. Die Position des Drucksensorelements liegt vorzugsweise an ähnlicher Stelle wie die des beispielhaft beschriebenen kapazitiven Sensors, besonders vorteilhaft am Boden der Prozesskammer, insbesondere ungefähr senkrecht unterhalb der Position eines Kapazitiven Sensors. Das Sensorelement dient insbesondere zur Füllstandanzeige der Flüssigkeit, das heißt zur Anzeige der tatsächlichen Füllstandshöhe der Flüssigkeit innerhalb der Prozesskammer beziehungsweise des Wassers im Becken. Die Füllstandshöhe wird dabei insbesondere durch die obere freie Oberfläche der Flüssigkeit innerhalb der Prozesskammer, beziehungsweise des Wassers im Becken, gebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Becken-Rand einen ersten Beckenrandabschnitt auf, der im Vergleich zum übrigen Becken-Rand vorzugsweise eine größere Höhe aufweist. Dieser erste Beckenrandabschnitt bildet ein zweites Barriereelement. Die Prozesskammerwandung und der erste Beckenrandabschnitt bilden einen ersten Kanal, wobei insbesondere ein freies Ende des ersten Beckenrandabschnitts, das heißt des ersten Kanals, beabstandet zur Prozesskammerwandung ist.

Dieser erste Beckenrandabschnitt, der ein erstes Teilstück des Becken-Rands bildet, ist vorzugsweise so angeordnet beziehungsweise ausgebildet, dass er in der Prozesskammer oberhalb des ersten Einlasses für die aufzubereitende Flüssigkeit liegt. Die in die Prozesskammer einströmende Flüssigkeit wird insbesondere mittels des ersten Barriereelements daran gehindert, über den ersten Auslass gleich wiederauszutreten. Der erste Beckenrandabschnitt, der die Funktion eines zweiten Barriereelements hat, ist beabstandet zur Prozesskammerwandung, beispielsweise zur Prozesskammer- Seitenwandung. Der erste Beckenrandabschnitt kann entweder parallel zur Prozesskammerwandung verlaufen, oder aber in einem Winkel geneigt dazu ausgerichtet sein. Der erste Beckenrandabschnitt und die Prozesskammerwandung begrenzen den ersten Kanal. Dieser erste Kanal befindet sich vorzugsweise in einem Bereich beziehungsweise auf einer Seite der Prozesskammer, in/auf der/dem sich auch der erste Einlass und der erste Auslass befinden. Das Ende des Kanals befindet sich vorzugsweise im Freiraum zwischen Flüssigkeit und Prozesskammerwandung, beispielsweise der Prozesskammer-Decke. Gas, beispielsweise Sauerstoff, welches der aufzubereitenden Flüssigkeit in der Prozesskammer entweicht, strömt durch diesen Kanal, vorzugweise nach oben in Richtung der Prozesskammer-Decke. Dass der erste Beckenrandabschnitt eine größere Höhe hat als der restliche Becken-Rand hat insbesondere den Vorteil, dass eventuell auftretender Flüssigkeitsschaum nicht in das Becken eintreten kann, in dem sich ja nur Wasser, insbesondere Reinstwasser, befindet beziehungsweise befinden darf. Das Gas strömt von der Oberfläche der Flüssigkeit weg und durch den ersten Kanal, vorzugsweise in Richtung der Prozesskammer-Decke. An dem der Prozesskammerwandung, beispielsweise der Prozesskammer-Decke, zugewandten Ende des ersten Beckenrandabschnitts ist vorzugsweise ein Umlenkelement angeordnet oder ausgebildet. Je nach Ausgestaltung bildet das Umlenkelement den Endbereich des ersten Beckenrandabschnitts, oder es schließt sich an ein freies Ende, welches der Prozesskammerwandung, beispielsweise der Prozesskammer-Decke zugewandt ist, an. Ein Umlenkelement ist insbesondere ein Element, durch welches durchgehende Flüssigkeiten und/oder Gase verteilt werden, beispielsweise um die Kontaktfläche zum umgebenden Medium zu erhöhen. Das Umlenkelement kann beispielsweise als poröses Material, als eine Düse, als ein Membranausströmer, als ein Durchgangsspalt oder dergleichen ausgebildet sein. Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Ausführungsformen beschränkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform, anhand derer das Prinzip des Ausströmelements verdeutlicht wird, ist dieses als Durchgangsspalt ausgebildet. Das freie Ende des ersten Beckenrandabschnitts ist beabstandet zur Prozesskammerwandung, vorzugsweise zur Prozesskammer-Decke. Das bedeutet, dass zwischen dem freien Ende und der Prozesskammerwandung ein Durchgangsspalt ausgebildet ist. Das Becken, der ersten Kanal und insbesondere der erste Beckenrandabschnitt, der das zweite Barriereelement bildet, befindet sich vorzugsweise in einem Bereich oberhalb des definierten Füllstandslevels, das heißt in einem Freiraum zwischen der freien Oberfläche der Flüssigkeit in der Prozesskammer und der Prozesskammer-Decke. Das den ersten Kanal durchströmende Gas prallt gegen die Prozesskammer-Wandung, insbesondere auf die Prozesskammer- Decke, wird von dort zurückgeworfen und tritt durch den Durchgangspalt und von dort in das Becken mit dem Wasser ein. Der Durchgangsspalt kann sowohl offen oder mit einem zusätzlichen Element verschiedener Art, beispielsweise poröse Barriere, Membran, Düse, und dergleichen, versehen sein. In allen Fällen soll das Gas durch die Flüssigkeit hindurchgeleitet und die Kontaktfläche zwischen Gas und Flüssigkeit erhöht werden. Zur Maximierung der Kontaktfläche und Kontaktzeit kann das Becken auch mit weiteren Einbauten wie zusätzlichen Barriereelementen und Ausströmern versehen werden. Zu diesem Zweck weist die Prozesskammer bevorzugt wenigstens ein weiteres, insbesondere viertes Bamereelement auf, welches von der Prozesskammerwandung, beispielsweise der Prozesskammer-Decke abragt und in das Becken hineinragt. An dessen, dem Becken-Boden zugewandten Ende kann ein Ausströmer angeordnet oder ausgebildet sein, der beispielsweise durch einen Durchgangsspalt gebildet ist.

Grundsätzlich ist ein einziges, viertes, Barriereelement ausreichend. Es können aber auch mehrere, beispielsweise zwei oder drei solcher, vierter Barriereelemente, realisiert sein, die beabstandet zueinander in das Becken, beziehungsweise das im Becken befindliche Wasser, hineinragen. Damit wird die Kontaktfläche weiter erhöht. Dieses vierte Barriereelement kann beispielsweise senkrecht von der Prozesskammerwandung abragen, oder aber in einem Winkel dazu ausgerichtet sein. Wenn zwei solcher vierter Barriereelemente zum Einsatz kommen, kann vor zumindest einem dieser Barriereelemente ein weiteres Barriereelement angeordnet oder ausgebildet sei, welches zu Unterscheidungszwecken als sechstes Barriereelement bezeichnet wird. Dieses, sechste, Barriereelement ragt vorzugsweise vom Becken-Boden ab und erstreckt sich in seiner Höhe bis zum Becken-Rand oder kurz darunter. Das Gas, das wie weiter vorstehend beschrieben, aus dem ersten Kanal kommend von der Prozesskammerwandung, beispielsweise der Prozesskammer-Decke abprallt, tritt durch das Umlenkelement, beispielsweise durch den Durchgangsspalt hindurch, strömt anschließend gegen das vierte Barriereelement und wird von dort in das Becken mit dem Wasser umgeleitet. Da das vierte Barriereelement an seinem Ende einen Ausströmer aufweist, beispielsweise ist das vierte Barriereelement mit seinem freien Ende beabstandet zum Becken-Boden und es ergibt sich dort ebenfalls ein Durchgangsspalt, durch den das Gas hindurchtritt, steigt das Gas hinter dem vierten Barriereelement in dem Becken zur Wasseroberfläche hoch.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist realisiert, dass das definierte Füllstandslevel, bis zu der Flüssigkeit in die Prozesskammer eingefüllt sein oder werden kann, unterhalb des freien Endes des vierten Barriereelements, das heißt unterhalb des Ausströmers liegt.

Das Gas, beispielsweise Sauerstoff, löst sich in der Prozesskammer aus der Elektrolytflüssigkeit von alleine und steigt aufgrund seiner Dichte in der Elektrolytflüssigkeit nach oben. Durch den ersten Kanal, das zweite Barriereelement und das beziehungsweise die vierte(n) Barriereelement(e) wird aus der Elektrolytflüssigkeit entweichendes Gas durch das Becken innerhalb der Prozesskammer, in welchem sich Wasser befindet, geleitet. Das entfernte Gas wird anschließend über den zweiten Auslass in der Prozesskammerwandung, der vorzugsweise oberhalb des Beckens in der Prozesskammer-Decke ausgebildet ist, aus der Prozesskammer abgeführt. Damit wird das aus der aufzubereitenden Flüssigkeit ausgegaste Gas, beispielsweise Sauerstoff, entfernt.

In dem Gas befindliche Aerosole, beispielsweise Aerosole des Elektrolyten, werden in dem Wasser ausgewaschen. Das heißt die Aerosole werden in dem Wasser gelöst. Die ausgelösten Aerosolreste, beispielsweise Elektrolytreste, befinden sich nun in dem Wasser des Beckens. Dieses Wasser wird anschließend der in der Prozesskammer darunter befindlichen Flüssigkeit, beispielsweise Elektrolytflüssigkeit erneut zugeführt, wodurch diese aufbereitet wird. Der ausgewaschene Elektrolyt geht somit nicht verloren. Das heißt, es werden aus der Elektrolytflüssigkeit mitgerissene Aerosole im Gasstrom, der das Wasser im oberen Becken durchquert, in dem Wasser wieder gelöst und so innerhalb der Prozesskammer gehalten. Es findet eine Gaswäsche des Prozessabgases, beispielsweise Sauerstoff, statt. Anders ausgedrückt: Mit der vorliegenden Erfindung wird ein aus der Elektrolytflüssigkeit ausgasendes Prozessabgas gleichzeitig von Aerosolverunreinigungen reingewaschen und das im oberen Becken vorgehaltene Wasser unter Nutzung des Prozessabgasstroms von unerwünschten gelösten Gasen gereinigt, bevor dieser die Prozesskammer verlässt.

Durch das Hindurchführen des Gases durch das im Becken befindliche Wasser stellt sich aber noch eine weitere vorteilhafte Wirkung ein. Durch die oben beschriebenen Ausströmelemente und die maximierte Kontaktfläche wird das aus der Prozesskammer entfernte Gas beim Durchleiten durch das Wasser im oberen Becken verwendet, um in dieser Flüssigkeit gelöste Gase, beispielsweise CO2, zu entfernen. Der allgemeine Prozess, ein in einer Flüssigkeit gelöstes Gas durch das in Kontakt bringen der Flüssigkeit mit einem (anderen) Gasstrom zu entfernen, ist dem Fachmann als Gas-Stripping bekannt. Die vorliegende Erfindung wendet das allgemeine Verfahren auf die Nutzung eines Prozessabgases, beispielsweise Sauerstoff, innerhalb des Elektrolytbehälters an. So wird der gewünschte Gasreinigungseffekt sehr effizient und ohne weitere Verbraucher oder Prozessschritte erreicht. Das vorgehaltene Wasser im Becken ist somit als besonders rein anzusehen, bevor dieses im Nachfüllprozess in die Prozesskammer geleitet wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Becken-Rand einen zweiten Beckenrandabschnitt auf, der sich vorzugsweise über den Becken-Boden hinaus nach unten unter das Becken erstreckt. Dieser zweite Beckenrandabschnitt, bei dem es sich insbesondere um ein zweites Teilstück des Becken-Rands handelt, bildet ein drittes Barriereelement. Die Prozesskammerwandung, insbesondere die Prozesskammer- Seitenwandung, und der zweite Beckenrandabschnitt bilden einen zweiten Kanal, der vorzugsweise in Richtung des Prozesskammer-Bodens ausgerichtet ist. An einem Ende des zweiten Beckenrandabschnitts, welches der Prozesskammerwandung, beispielsweise dem Prozesskammer-Boden zugewandt ist, kann ein wie weiter oben beschriebenes Umlenkelement angeordnet oder ausgebildet sein, so dass an dieser Stelle auf die entsprechenden Ausführungen weiter oben vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein freies Ende des zweiten Beckenrandabschnitts beabstandet zur Prozesskammerwandung, insbesondere zum Prozesskammer-Boden. Zwischen der Prozesskammerwandung und dem freien Ende ist ein Durchgangsspalt ausgebildet. Der zweite Kanal befindet sich vorzugsweise in einem Bereich der Prozesskammerwandung, die gegenüber demjenigen Bereich der Prozesskammerwandung liegt, die den weiter oben beschriebenen ersten Kanal bildet. Der erste Kanal und der zweite Kanal liegen sich somit einander gegenüber, beziehungsweise an sich gegenüberliegenden Bereichen oder Seiten der Prozesskammerwandung. Befindet sich der erste Kanal beispielsweise an einer Prozesskammer-Seitenwand, befindet sich der zweite Kanal vorzugsweise an der gegenüberliegenden Prozesskammer-Seitenwand. Dieser zweite Kanal ist insbesondere dafür gedacht, dass Wasser aus dem Becken in die in der Prozesskammer befindliche Flüssigkeit nachgefüllt werden kann, ohne den Gasstrom zu unterbrechen. Außerdem wird auf diese Weise verhindert, dass der aus der Flüssigkeit entweichende, beispielsweise der mit Elektrolyt kontaminierte, Gasstrom über den zweiten Kanal aus der Prozesskammer entweicht.

Dieser zweite Beckenrandabschnitt ist vorzugsweise so angeordnet beziehungsweise ausgebildet, dass er in der Prozesskammer im Freiraum zwischen Prozesskammer-Decke und der feien Oberfläche der in der Prozesskammer befindlichen Flüssigkeit beginnt. Der zweite Kanal erstreckt sich bis in die Flüssigkeit hinein, vorzugsweise bis nahe an den Prozesskammer-Boden und insbesondere bis auf die Höhe des ersten Auslasses oder darunter. Der zweite Beckenrandabschnitt, der die Funktion des dritten Barriereelements hat, ist beabstandet zur Prozesskammerwandung, beispielsweise zur Prozesskammer- Seitenwandung. Der zweite Beckenrandabschnitt kann entweder parallel zur Prozesskammerwandung verlaufen, oder aber in einem Winkel geneigt dazu ausgerichtet sein. Der zweite Beckenrandabschnitt und die Prozesskammerwandung begrenzen den zweiten Kanal. Wasser und aus dem Wasser entfernte Elektrolytreste treten über den Behälter-Rand über, und fließen durch den zweiten Kanal zurück in die in der Prozesskammer befindliche Flüssigkeit. Über den Durchgangsspalt gelangen das Wasser und die Aerosole des Elektrolyten zurück in die Flüssigkeit und werden anschließend über den ersten Auslass aus der Prozesskammer abgeführt.

Beim Hindurchleiten des der Elektrolytflüssigkeit entwichenen Gases durch das im Becken befindliche Wasser werden auch Aerosole des in der Flüssigkeit befindlichen Elektrolyts vom entwichenen Gas abgeschieden. Gleichzeitig werden unerwünschte, im Wasser des oberen Beckens gelöste Gase, bspw. CO₂, durch das Hindurchleiten des entwichenen Gases aus der Flüssigkeit entfernt und mit dem Prozessabgas über den zweiten Auslass aus der Prozesskammer abgeführt.

In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich das zweite Barriereelement und/oder das dritte Barriereelement und/oder das erste Barriereelement und/oder das wenigstens eine vierte Barriereelement und/oder der Becken-Rand und/oder der Becken-Boden, der in einer Ausführungsform die Funktion eines siebten Barriereelements innehat, von einem Bereich der Prozesskammerwandung zu einem anderen Bereich der Prozesskammerwandung, beispielsweise von einer Seite der Prozesskammerwandung zu einer anderen, insbesondere gegenüberliegenden Seite der Prozesskammerwandung, vorzugsweise von einem Bereich der Prozesskammer-Seitenwandung zu einem gegenüberliegenden Bereich der Prozesskammerseitenwandung. Das heißt, diese Komponenten erstrecken sich durchgängig über die gesamte Ausdehnung der Prozesskammer.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung weist der Becken-Boden einen geneigten Verlauf auf. Der Becken-Boden kann damit ebenfalls ein siebtes Barriereelement darstellen, mittels dessen das aus der Flüssigkeit ausgasende Gas in Richtung des ersten Kanals geleitet wird. Vorzugsweise verläuft die Neigung von dem ersten Beckenrandabschnitt, der das zweite Barriereelement bildet, zum zweiten Beckenrandabschnitt, der das dritte Barriereelement bildet. Dadurch wird auch unterstützt, dass Wasser und optional auch darin gelöste Aerosolreste des Elektrolyten, in den zweiten Kanal eintreten. In anderer Ausgestaltung kann der Becken-Boden auch gerade verlaufen, beispielsweise in einer Ausrichtung parallel zum Prozesskammer-Boden. Gemäß der vorstehend beschriebenen Alternative weist die Prozesskammer wenigstens ein siebtes Barriereelement auf, welches durch den Becken-Boden des Beckens gebildet ist.

Gemäß einer anderen Alternative ist das siebte Barriereelement als eine zum Becken-Boden eigenständige Komponente ausgebildet. In diesem Fall erstreckt sich das siebte Barriereelement in derselben Erstreckungsrichtung wie der Becken-Boden beabstandet zum Becken-Boden unterhalb des Becken-Bodens, aber oberhalb des definierten Füllstandslevels in der Prozesskammer, beispielsweise parallel zum Becken-Boden oder in einem Winkel schräg zum Becken-Boden verlaufend. Bei dieser Alternative begrenzen der Becken-Boden und das siebte Barriereelement einen Führungskanal. Über den Führungskanal kann aus der aufzubereitenden Flüssigkeit, beispielsweise aufzubereitender Elektrolytflüssigkeit, entweichendes Gas, beispielsweise Sauerstoff, in Richtung des Beckens geleitet werden.

In weiterer Ausführungsform kann in der Prozesskammer noch ein weiteres Barriereelement angeordnet oder ausgebildet sein, welches zu Unterscheidungszwecken als achtes Barriereelement bezeichnet wird. Vorzugsweise weist die Prozesskammer wenigstens ein achtes Barriereelement auf, welches zumindest teilweise oberhalb des definierten Füllstandslevels in der Prozesskammer angeordnet ist, und welches sich vom Becken-Boden aus gesehen in Richtung des Prozesskammer-Bodens erstreckt. Beispielsweise kann sich das achte Barriereelement mit einem geradlinigen, senkrechten Verlauf, oder aber mit einem schrägen Verlauf erstrecken. Das achte Barriereelement erstreckt sich, beispielsweise senkrecht oder in einem Winkel verlaufend zwischen dem Prozesskammer-Boden und dem Becken-Boden. Beim Eintritt der aufzubereitenden Flüssigkeit in die Prozesskammer kann es vorkommen, dass sich unerwünschter Schaum bildet. Dieser Schaum wird durch das achte Barriereelement zurückgehalten und/oder aufgelöst. In einem solchen Fall grenzt das achte Barriereelement beispielsweise entweder direkt an den Becken-Boden, oder aber an das siebte Barriereelement, an. Das siebte und achte Barriereelement begrenzen somit eine Sammelkammer, in der sich der entstehende Schaum verfängt und hängenbleibt. Außerdem kann das achte Barriereelement genutzt werden, um die in der Prozesskammer befindliche Flüssigkeit zu beruhigen. Die Flüssigkeit tritt über den ersten Einlass in der Regel dynamisch in die Prozesskammer ein. Das siebte Barriereelement kann die Flüssigkeit beruhigen, so dass das auszugasende Gas in dem beruhigten Beriech der Flüssigkeit aus dieser entweicht und in den weiter oben beschriebenen ersten Kanal eintritt. In einem solchen Fall ist beispielsweise vorgesehen, dass das siebte und achte Barriereelement nicht direkt aneinander angrenzen, sondern dass zwischen den beiden Barriereelemente ein kleiner Spalt besteht.

Die Prozesskammer kann, vorzugsweise unterhalb des definierten Füllstandslevels, noch einen Serviceanschluss aufweisen, um Flüssigkeit in die Prozesskammer neu zu befüllen und/oder aus dieser zu entnehmen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Einrichtung zum Entfernen eines Gases aus der aufzubereitenden Flüssigkeit eine mit dem zweiten Auslass verbundene Abfuhrleitung auf. Über diese Abfuhrleitung kann das Gas, bei dem es sich beispielsweise um Sauerstoff handelt, aus der Prozesskammer abgeführt und anderen Bereichen und damit Teilprozessen zugeführt werden. Beispielsweise kann in der Abfuhrleitung ein Demister angeordnet sein. Ein Demister, auch Tropfenabscheider oder Aerosolabscheider genannt, ist eine Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeitstropfen aus strömenden gasförmigen Medien wie Luft oder Prozessgasen. Der Demister kann beispielsweise dazu dienen, über den zweiten Auslass zusammen mit dem entfernten Gas, beispielsweise Sauerstoff, ausgetragene Elektrolyt-Aerosole, beispielsweise KOH-Aerosole, abzuscheiden. Über eine Ventileinrichtung kann beispielsweise die Abfuhrleitung gesperrt werden. Damit kann die Abfuhr von Gas aus der Prozesskammer oder der Aufbereitungsvorrichtung bei Bedarf unterbunden werden. Das ist im Zusammenhang mit einigen bevorzugten Ausführungsformen von Vorteil, die weiter unten näher beschrieben sind.

Bevorzugt kann die Einrichtung zum Zuführen von Wasser eine mit dem zweiten Einlass verbundene Zufuhrleitung aufweisen. Auf diese Weise kann das Wasser, bei dem es sich vorzugsweise um Reinstwasser oder ultrareines Wasser handelt, aus einem anderen Bereich herbeigeführt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Wasser in einem vorgelagerten Prozess erst aufbereitet wird, beispielsweise unter Verwendung von Aktivkohle und/oder Umkehrosmose. Vom Ort dieses Prozesses kann das Wasser über die Zufuhrleitung dann zu dem zweiten Einlass geleitet und von dort in das Becken innerhalb der Prozesskammer eingeleitet werden. Deshalb ist es von Vorteil, wenn sich der zweite Einlass oberhalb des Beckens befindet, vorzugsweise in der Prozesskammer-Decke.

In der Zufuhrleitung ist/sind vorzugsweise wenigstens eine Pumpe und/oder wenigstens eine Ventileinrichtung angeordnet. Die Pumpe ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Wasser in die Prozesskammer eingepumpt werden muss, etwa wenn der Wasserdruck in der Zufuhrleitung nicht groß genug ist. Das kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein der Prozesskammer nebengeordneter Wasserbehälter, der nachfolgend im Detail beschrieben wird, zu Einsatz kommt, und sich der nebengeordnete Behälter neben der Prozesskammer, das heißt auf gleicher Höhe, oder unterhalb von der Prozesskammer, befindet. Bei der Ventileirichtung handelt es sich beispielsweise um ein Rückschlagventil. Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn die Anzahl der verwendeten Komponenten so gering wie möglich ist, beispielsweise um Kosten einzusparen. Deshalb sind in einer bevorzugten Ausführungsform zumindest Bereiche der Zufuhrleitung und zumindest Bereiche der Abfuhrleitung als ein und dieselbe Leitung ausgebildet. Das bedeutet, dass diese besonderen Leitungsbereiche sowohl von dem zu entfernenden Gas, als auch von dem zuzuführenden Wasser durchströmbar sein müssen beziehungsweise durchströmt werden. Dies kann beispielsweise unter Verwendung eines Mehrwegeventils erreicht werden. Eine solche Ausgestaltung wird im Rahmen der Figurenbeschreibung weiter unten im Detail erläutert, so dass an dieser Stelle auch auf diese Ausführungen weiter unten vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Zufuhrleitung ein der Prozesskammer nebengeordneter Behälter, der zur Aufnahme von Wasser, insbesondere bis zu einem definierten Füllstandslevel, bereitgestellt ist, angeordnet. In diesem nebengeordneten Behälter befindet sich in dessen bestimmungsgemäßen Gebrauch Wasser, insbesondere Reinstwasser, welches bei Bedarf in das Becken innerhalb der Prozesskammer eingefüllt wird, beispielsweise um einen Wasserverlust bei der in der Prozesskammer befindlichen aufzubereitenden Flüssigkeit, beispielsweise der Elektrolytflüssigkeit, auszugleichen und zu ersetzen. Der nebengeordnete Behälter dient insbesondere auch als eine Art Zwischenspeicher oder Zwischenlager für Wasser, in dem das Wasser eine bestimmte Zeit lang verbleibt, beispielsweise um als Vorrat zu dienen und/oder um gereinigt und/oder aufbereitet zu werden. Beispielsweise ist es möglich, über das aus der Flüssigkeit entfernte Gas, etwa Sauerstoff, wenn dieses in beziehungsweise durch den nebengeordneten Behälter geleitet wird, CO2 aus dem Wasser auszutreiben, bevor das Wasser später in die Flüssigkeit, beispielsweis in die Elektrolytflüssigkeit, gelangt. CO2 reagiert mit dem Elektrolyten, beispielsweise mit KOH, wodurch dessen Performance sinkt. Das entfernte Gas, beispielsweise Sauerstoff, vermischt sich mit dem CO2, und beide Gase werden aus dem nebengeordneten Behälter ausgetragen. Das Wasser im nebengeordneten Behälter ist somit besonders rein. In dem nebengeordneten Behälter findet neben dem in der Prozesskammer stattfindenden Gas-Stripping ein weiteres Gas-Stripping statt. Die Vorgänge im nebengeordneten Behälter stellen somit eine erweiterte, noch stärkere Version des schon in der Prozesskammer vorgesehenen Gas-Strippings dar, so wie dies weiter oben beschrieben ist. Sollte der Fall auftreten, das noch Reste an Aerosolen, beispielsweise der Elektrolytflüssigkeit, die Prozesskammer verlassen, kann in dem nebengeordneten Behälter eventuell weiter im Gasstrom vorhandenes Aerosol nochmal verstärkt aus dem Gasstrom ausgewaschen werden, so wie dies weiter oben für die Gaswäsche im oberen Becken der Prozesskammer beschrieben ist.

Der nebengeordnete Behälter kann, ebenso wie die Prozesskammer, unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise kann der nebengeordnete Behälter zylinderförmig, in Form eines Würfels, in Form eines Quaders oder dergleichen ausgebildet sein. Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Ausgestaltungen beschränkt. Vorzugsweise besteht der nebengeordnete Behälter aus einer Behälterwandung, die einen Aufnahmeraum für das Wasser begrenzt. Die Behälterwandung besteht vorzugsweise aus einem Behälterboden, einer Behälterdecke und einer sich zwischen Behälterboden und Behälterdecke erstreckende Behälterseitenwand.

Der nebengeordnete Behälter kann sich beispielsweise neben der Prozesskammer, das heißt auf gleicher Höhe zu dieser, oder unterhalb der Prozesskammer befinden. In diesem Fall ist eine wie weiter oben beschriebene Pumpe von Vorteil, um das Wasser aus dem nebengeordneten Behälter in die Prozesskammer zu befördern. In anderer Ausgestaltung ist der nebengeordnete Behälter oberhalb des definierten Füllstandslevels innerhalb der Prozesskammer, vorzugsweise oberhalb der Prozesskammer angeordnet beziehungsweise positioniert. In diesem Fall wird die geodätische Höhe genutzt, um das Wasser aus dem nebengeordneten Behälter in die Prozesskammer und insbesondere in das Becken innerhalb der Prozesskammer zu befördern.

Gemäß einer Ausführungsform ist der nebengeordnete Behälter mit der Abfuhrleitung der Einrichtung zum Entfernen eines Gases aus der aufzubereitenden Flüssigkeit verbunden. In diesem Fall kann die Abfuhrleitung in dem nebengeordneten Behälter enden. In anderer Ausgestaltung ist der nebengeordnete Behälter in der Abfuhrleitung der Einrichtung zum Entfernen eines Gases aus der aufzubereitenden Flüssigkeit angeordnet. Das bedeutet, dass das entfernte Gas durch den nebengeordneten Behälter hindurchgeleitet wird. Das zu entfernende Gas tritt über einen Behältereinlass in den nebengeordneten Behälter ein, und an anderer Stelle über einen Behälterauslass aus dem nebengeordneten Behälter wieder aus.

Gemäß einer Ausführungsform weist der nebengeordnete Behälter einen Behältereinlass auf, der mit der Abfuhrleitung der Einrichtung zum Entfernen eines Gases aus der aufzubereitenden Flüssigkeit verbunden ist. Der Behältereinlass ist unterhalb eines definierten Füllstandslevels des Wassers in dem nebengeordneten Behälter ausgebildet. Das bedeutet, dass sich der Behältereinlass unterhalb der oberen freien Oberfläche des im nebengeordneten Behälter befindlichen Wassers befindet. Vorzugsweise befindet sich der Behältereinlass im Behälterboden oder im unteren, dem Behälterboden zugewandten, Bereich der Behälterseitenwand. Das Gas, das über den Behältereinlass in den nebengeordneten Behälter einströmt, strömt durch das Wasser und steigt in diesem, aufgrund seiner Dichte, nach oben an die Oberfläche, und von dort insbesondere in einen Freiraum zwischen Wasseroberfläche und Behälterwandung, beispielsweise Behälterdecke. Weiterhin weist der nebengeordnete Behälter einen Behälterauslass auf, an den sich ein weiterer Bestandteil der Abfuhrleitung der Einrichtung zum Entfernen eines Gases aus der aulzubereitenden Flüssigkeit anschließt, wobei der Behälterauslass oberhalb des definierten Füllstandslevels ausgebildet ist.

In dem weiteren Bestandteil der Abfuhrleitung befindet sich vorzugsweise eine Ventileinrichtung, beispielsweise in Form eines Sperrventils. Ist die Ventileinrichtung geschlossen, kann das Gas aus dem nebengeordneten Behälter nicht entweichen. Der sich aufbauende Druck des Gases, insbesondere im Freiraum, kann beispielsweise genutzt werden, um in dem nebengeordneten Behälter befindliches Wasser über einen entsprechenden Behälterauslass aus dem nebengeordneten Behälter hinauszudrücken und in die Prozesskammer hineinzudrücken. Der sich aufbauende Druck drückt das Wasser durch die Zufuhrleitung zur Prozesskammer.

Das Wasser befindet sich im nebengeordneten Behälter vorzugsweise bis zu einem definierten Füllstandslevel, ähnlich wie bei der Prozesskammer. Zur Bestimmung der Füllhöhe des Wassers im nebengeordneten Behälter kann der nebengeordnete Behälter beispielsweise wenigstens ein Sensorelement zur Bestimmung der Füllstandhöhe aufweisen, das so wie bei der Prozesskammer ausgestaltet sein kann. Zwischen der oberen freien Oberfläche des im nebengeordneten Behälter befindlichen Wassers und der Behälterdecke befindet sich vorzugsweise ein Freiraum. Neben dem Behältereinlass für das Gas kann der nebengeordnete Behälter auch einen Behältereinlass für Wasser aufweisen, über welchen Wasser in den nebengeordneten Behälter eingefüllt wird, beispielsweise um in diesem zwischengelagert und/oder aufbereitet zu werden. Dieser Behältereinlass kann sich beispielsweise oberhalb oder unterhalb der oberen freien Oberfläche des Wassers oder des definierten Füllstandslevels, befinden, beispielsweise in der Behälterdecke oder in der Behälterseitenwand in der Nähe der Behälterdecke, oder aber im Behälterboden oder in der Behälterseitenwand in der Nähe des Behälterbodens.

Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der nebengeordnete Behälter einen Behältereinlass auf, der mit der Abfuhrleitung der Einrichtung zum Entfernen eines Gases aus der aufzubereitenden Flüssigkeit verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Behältereinlass oberhalb des definierten Füllstandslevels ausgebildet. Zudem weist der nebengeordnete Behälter einen Behälterauslass auf, an den sich ein weiterer Bestandteil der Abfuhrleitung der Einrichtung zum Entfernen eines Gases aus der aufzubereitenden Flüssigkeit anschließt. Auch dieser Behälterauslass ist oberhalb des definierten Füllstandslevels ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in dem nebengeordneten Behälter ein fünftes Barriereelement angeordnet oder ausgebildet, welches in den Behälter hinein ausgerichtet ist, welches den Behältereinlass und den Behälterauslass trennt und welches sich bis unterhalb des definierten Füllstandslevels erstreckt. Das fünfte Barriereelement wird benötigt, damit das in den nebengeordneten Behälter eintretende Gas auf jeden Fall seinen Weg durch das Wasser nimmt. Aus diesem Grund ragt das fünfte Barriereelement vorzugsweise zwischen dem Behältereinlass für das Gas und dem Behälterauslass für das Gas von der Behälterwandung in den Behälterinnenraum ab, beispielsweise von der Behälterdecke in Richtung des Behälterbodens. Das fünfte Barriereelement kann parallel zu der Behälterwandung, beispielsweise der Behälterseitenwand verlaufen, oder aber in einem anderen Winkel dazu ausgerichtet sein. Das fünfte Barriereelement weist ein freies Ende auf, das beabstandet zur Behälterwandung, beispielsweise zum Behälterboden, ist. Auf diese Weise ergibt sich zwischen dem freien Ende und der Behälterwandung, beispielsweise dem Behälterboden, ein Durchgangsspalt. Die Behälterwandung, beispielsweise die Behälterseitenwand, und das fünfte Barriereelement bilden insoweit einen Kanal, der sich vom Behältereinlass für das Gas, das heißt aus dem Freiraum bis in das im nebengeordneten Behälter befindliche Wasser erstreckt. Das über den Behältereinlass eintretende Gas durchströmt den Kanal, wird in und durch das Wasser gedrückt, erreicht den Durchgansspalt und steigt aufgrund seiner Dichte danach an die Oberfläche des Wassers und von dort in den Freiraum. Von dort wird das Gas über den Behälterauslass für das Gas aus dem nebengeordneten Behälter abgeführt. Alternativ kann der Kanal durch ein Rohr ersetzt werden, welches nach unten offen ist, und durch welches das Gas strömt.

Bei der Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit mit der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung geht so wenig Elektrolyt verloren, dass dies in den regulären Wartungszeiträumen, in denen der Elektrolyt ohnehin vollständig ausgetauscht wird, berücksichtigt werden kann.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Einrichtung für die Elektrolyse, insbesondere für die Wasserelektrolyse, aufweisend eine Elektrolysevorrichtung, bereitgestellt, die die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 12 aufweist. Bei der Elektrolysevorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Elektrolysezelle. Erfindungsgemäß weist die Elektrolyseeinrichtung eine Aufbereitungsvorrichtung für Elektrolyseflüssigkeit gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf, so dass hinsichtlich der Ausgestaltung der Elektrolyseeinrichtung, insbesondere auch hinsichtlich deren Funktionsweise, zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle vollinhaltlich auch auf die Ausführungen zum ersten Erfindungsaspekt und auf die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen und verwiesen wird. Der erste Einlass in der Prozesskammerwandung der Aufbereitungsvorrichtung, der zum Zuführen der aufzubereitenden Elektrolytflüssigkeit in die Prozesskammer bereitgestellt ist, ist zumindest zeitweilig mit einem Auslass für Elektrolytflüssigkeit aus der Elektrolysevorrichtung verbunden. Der erste Auslass in der Prozesskammerwandung der Aufbereitungsvorrichtung, der zum Abführen der aufbereiteten Elektrolytflüssigkeit aus der Prozesskammer bereitgestellt ist, ist zumindest zeitweilig mit einem Einlass für Elektrolytflüssigkeit in die Elektrolysevorrichtung verbunden. Auf diese Weise kann eine kontinuierliche Aufbereitung der Elektrolytflüssigkeit realisiert werden. Beispielsweise können Elektrolysevorrichtung und Aufbereitungsvorrichtung als ein geschlossenes System ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass in den Verbindungen zwischen den jeweiligen Einlässen und den dazu korrespondierenden Auslässen jeweils eine Ventileinrichtung angeordnet ist, beispielsweise in Form eines Sperrventils. So kann die Verbindung zwischen Elektrolysevorrichtung und Aufbereitungsvorrichtung bei Bedarf hergestellt werden, beispielsweise in vorgegebenen Intervallen, zu vorgegebenen Zeitpunkten, oder aber, wenn ein Erfordernis zur Aufbereitung der Elektrolytflüssigkeit erkannt wird. Bei geschlossenen Ventilen ist die Verbindung zwischen Elektrolysevorrichtung und Aufbereitungsvorrichtung unterbrochen.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Energiesystem, insbesondere ein Gebäudeenergiesystem, bereitgestellt, welches die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 13 aufweist.

Das Energiesystem weist eine erste Energiequelleneinrichtung in Form einer Elektrolyseeinrichtung, eine erste Energiesenkeneinrichtung in Form einer Brennstoffeelleneinrichtung, eine zweite Energiequelleneinrichtung in Form einer Hochdruckspeichereinrichtung sowie eine Verbindungsleitungseinrichtung, über die die erste Energiequelleneirichtung mit der zweiten Energiequelleneinrichtung sowie die zweite Energiequelleneinrichtung mit der ersten Energiesenkeneinrichtung miteinander verbunden sind, auf. Erfindungsgemäß ist die erste Energiequelleneinrichtung in Form einer Elektrolyseeinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet. Oder das Energiesystem weist eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf, welche zumindest zeitweilig mit einer Elektrolysevorrichtung der Elektrolyseeinrichtung verbunden ist.

Hinsichtlich der Ausgestaltung des Energiesystems, insbesondere auch hinsichtlich dessen Funktionsweise, wird zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle vollinhaltlich auch auf die Ausführungen zum ersten Erfindungsaspekt, zum zweiten Erfindungsaspekt und auf die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen und verwiesen.

Bei dem Energiesystem handelt es sich insbesondere um ein aus mehreren Komponenten bestehendes Ganzes, wobei die Komponenten miteinander zu einer zweckgebundenen Einheit verbunden sind. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Energiesystem um ein System zum Erzeugen beziehungsweise Bereitstellen von Energie, vorzugsweise von elektrischer Energie. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Arten von Energiesystemen beschränkt. Im Folgenden werden diesbezüglich verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben .

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Energiesystem um ein Hausenergiesystem. Hausenergiesysteme sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und dienen der Versorgung von Häusern, beispielsweise von Niedrigenergiehäusem, Passivhäusern oder Nullenergiehäusern, mit Energie in Form von Wärme und insbesondere in Form von Strom, beispielsweise Strom aus regenerativen Energiequellen wie beispielsweise Photovoltaik (PV)-Generatoren oder Kleinwindkraftanlagen. Ein solches Hausenergiesystem schafft die Grundlage dafür, dass der Energiebedarf eines Hauses, insbesondere eines Niedrigenergiehauses, eines Passivhauses oder eines Nullenergiehauses, sowohl hinsichtlich des Strom- als auch des Wärmebedarfs vollständig aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt werden kann und somit vollständige COz-Freiheit im Betrieb besteht. Wenigstens aber kann der Strombedarf eines Hauses im Sinne einer anzustrebenden Eigenverbrauchserhöhung nahezu vollständig aus erneuerbaren Energiequellen, insbesondere mittels eines PV-Generators und/oder einer Kleinwindenergieanlage, gedeckt werden.

Ein solches Hausenergiesystem ist beispielsweise in den Patentanmeldungen WO 2017/089468 A1 und WO 2017/089469 A1 der Anmelderin offenbart und beschrieben, deren Offenbarungsgehalt in die Beschreibung der vorliegenden Patentanmeldung mit einbezogen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist ein Hausenergiesystem der genannten Art die folgenden Grundmerkmale auf: einen DC-Einspeisepunkt, bevorzugt ausgebildet für eine Nenn-Spannung von 48 Volt, und/oder einem AC-Einspeisepunkt, bevorzugt ausgebildet für eine Spannung von 230 Volt oder 110 Volt, wobei der DC-Einspeisepunkt und/oder der AC-Einspeisepunkt im Betrieb zumindest zeitweise mit einem elektrischen Verbraucher, der eine Verbrauchs- Leistung aufweist, verbunden ist, einen elektrisch mit dem DC-Einspeisepunkt wenigstens zeitweise verbundenen PV- Generator zum Erzeugen einer elektrischen PV-Leistung, eine elektrisch mit dem DC-Einspeisepunkt oder mit dem AC-Einspeisepunkt wenigstens zeitweise verbundene Brennstoffeelleneinheit zum Erzeugen einer elektrischen Brennstoffeellen-Leistung, eine elektrisch mit dem DC-Einspeisepunkt verbundene Elektrolyseeinheit zum Erzeugen von durch die Brennstoffeelleneinheit zu verbrauchendem Wasserstoff, wobei die Elektrolyseeinheit im Betrieb mit einer elektrischen Elektrolyse- Eingangsleistung gespeist wird, einen Wasserstofftank, insbesondere als Langzeitenergiespeicher, der mit der Brennstoffeelleneinheit und der Elektrolyseeinheit wenigstens zeitweise fluidverbunden ist und zum Speichern von mitels der Elektrolyseeinheit zu erzeugendem und durch die Brennstoffzelleneinheit zu verbrauchendem Wasserstoff ausgebildet ist, eine Speicher-Baterieeinheit, insbesondere als Kurzzeitenergiespeicher, die elektrisch mit dem DC-Einspeisepunkt verbunden oder zu verbinden ist, so dass eine elektrische PV-Leistung und eine elektrische Brennstoffzellen-Leistung in die Speicher- Baterieeinheit eingespeichert werden kann und eine elektrische Elektrolyse- Eingangsleistung und eine Verbrauchs-Leistung aus der Speicher-Baterieeinheit entnommen werden können; und ein Steuermodul zum Steuern der Hausenergieanlage.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit, insbesondere unter Verwendung einer Aufbereitungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, welches die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 14 aufweist. Hinsichtlich der Ausgestaltung des Verfahrens, das vorzugsweise in einem Energiesystem abläuft, insbesondere auch hinsichtlich dessen Funktionsweise, wird zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle vollinhaltlich auch auf die Ausführungen zum ersten Erfindungsaspekt, zum zweiten Erfindungsaspekt, zum driten Erfindungsaspekt und auf die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen und verwiesen.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren durch folgende Schrite gekennzeichnet: a) Über einen ersten Einlass in der Prozesskammerwandung der Prozesskammer wird aufzubereitende Elektrolytflüssigkeit in die Prozesskammer der Aufbereitungsvorrichtung zugeführt; b) Über Barriereelemente innerhalb der Prozesskammer wird aus der Elektrolytflüssigkeit entweichendes Gas durch ein Becken innerhalb der Prozesskammer, in welchem sich eine zweite Flüssigkeit in Form von Wasser befindet, geleitet; c) Das entfernte Gas wird über einen zweiten Auslass in der Prozesskammerwandung aus der Prozesskammer abgeführt; d) Über einen ersten Auslass in der Prozesskammerwandung, wird die aufbereitete Elektrolytflüssigkeit aus der Prozesskammer abgeführt und insbesondere einer Elektrolysevorrichtung, vorzugsweise einer Elektrolysevorrichtung einer Elektrolyseeinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, zugeführt. Vorzugsweise wird mit dem Verfahren gemäß der Erfindung in der Prozesskammer zu entfernendes Gas aus der Elektrolytflüssigkeit abgetrennt. Das Verfahren ist somit zur Durchführung der weiter oben beschriebenen ersten Abscheidungsstufe ausgebildet.

Alternativ oder zusätzlich kann mit dem Verfahren auch Gas aus Flüssigkeitsbläschen der Elektrolytflüssigkeit gelöst werden. Das Verfahren ist somit zur Durchführung der weiter oben beschriebenen zweiten Abscheidungsstufe ausgebildet.

Vorzugsweise werden, wie im Zusammenhang mit der Vorrichtung weiter oben beschrieben ist, beim Durchleiten des Gases durch das im Becken befindliche Wasser Aerosole des Elektrolyten ausgewaschen und/oder es erfolgt ein Gas-Stripping von im Wasser gelösten, unerwünschten Gasen. Das Verfahren ist somit alternativ oder zusätzlich auch zur Durchführung der weiter oben beschriebenen dritten Abscheidungsstufe ausgebildet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden beim Hindurchleiten des der Elektrolytflüssigkeit entwichenen Gases durch das im Becken befindliche Wasser Aerosole des in der Elektrolytflüssigkeit befindlichen Elektrolyts, beispielsweise KOH, vom entwichenen Gas abgeschieden, und die Aerosole des Elektrolyts werden in dem im Becken befindlichen Wasser gelöst und die gelösten Aerosolreste werden der in der Prozesskammer befindlichen Flüssigkeit wieder zugeführt.

Vorzugsweise wird das entfernte Gas nach Verlassen der Prozesskammer über den zweiten Auslass über eine Abfuhrleitung durch einen der Prozesskammer nebengeordneten Behälter mit Wasser geleitet. Vorzugsweise werden beim Hindurchleiten des entfernten Gases durch den nebengeordneten Behälter unerwünschte Gase, beispielsweise CO2aus dem im nebengeordneten Behälter befindlichen Wasser ausgetragen. Dies geschieht dann zusätzlich zu dem in der Prozesskammer bereits ablaufenden Gas-Stripping, wie dies weiter oben beschriebenen ist. Das im nebengeordneten Behälter befindliche Wasser kann beispielsweise über den zweiten Einlass in der Prozesskammerwandung in die Prozesskammer, insbesondere in das Becken innerhalb der Prozesskammer, eingeleitet werden.

Die Erfindung wird nun anhand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Figur 1 in schematischer Ansicht ein erfindungsgemäßes Energiesystem, in dem die erfindungsgemäße Aufbereitungsvorrichtung realisiert ist;

Figur 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung;

Figur 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung;

Figur 4 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung;

Figur 5 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung;

Figur 6 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung;

Figur 7 eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung; und

Figur 8 eine siebte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung.

Eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit, insbesondere einer Elektrolytflüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf unterschiedliche Weise und in verschiedensten Systemen zum Einsatz kommen.

Ein mögliches System ist beispielsweise ein Energiesystem. Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines solchen Energiesystems erläutert. In Figur 1 wird zunächst der grundsätzliche Aufbau des Energiesystems 10 beschrieben, wobei das Energiesystem 10 als Hausenergiesystem eingesetzt wird.

Das Energiesystem 10 weist zunächst ein erstes Untersystem 20 auf, welches als Innensystem ausgebildet ist Das bedeutet, dass sich das erste Untersystem 20 innerhalb des Hauses befindet. Zusätzlich weist das Energiesystem 10 ein zweites Untersystem 30 in Form eines Außensystems auf. Das bedeutet, dass sich das zweite Untersystem 30 außerhalb des Hauses befindet.

Das erste Untersystem 20 weist eine Elektrolyseeinrichtung 21 zur Herstellung von Wasserstoff auf. Die Elektrolyseeinrichtung weist eine Elektrolysevorrichtung 21a auf, bei der es sich beispielsweise um eine Elektrolysezelle für die alkalische Elektrolyse handelt. Verbunden ist die Elektrolysevorrichtung 21a mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit, welche anhand der Figuren 2 bis 6 in verschiedenen Ausführungsformen weiter unten im Detail beschrieben wird. Zudem weist das erste Untersystem 20 eine Brennstoffzelleneinrichtung 22 auf.

Das zweite Untersystem 30 weist eine Hochdruckspeichereinrichtung 31 auf. In der Hochdruckspeichereinrichtung wird der erzeugte Wasserstoff bei bis zu 700 bar gespeichert. Zusätzlich verfügt das zweite Untersystem 30 über eine Mitteldruckspeichereinrichtung 32, in der der erzeugte Wasserstoff bei Drücken zwischen 20 und 30 bar zwischengespeichert wird, bevor er von dort endgültig. in der Hochdruckspeichereinrichtung gespeichert wird.

Die einzelnen Komponenten des Energiesystems 10 sind über eine Verbindungsleitungseinrichtung 40 miteinander verbunden, die aus einer Anzahl unterschiedlicher Leitungsabschnitte 40a bis 40k besteht. Wenigstens ein Leitungsabschnitt 40a ist dabei als so genannte bidirektionale Leitungsabschnitte ausgebildet. Das bedeutet, dass der Leitungsabschnitt 40a während des Betriebs des Energiesystems 10 in beiden Richtungen durchströmt wird.

Zum Spülen der Elektrolysevorrichtung 21a und/oder der Brennstoffzelleneinrichtung 22 ist eine Spüleinrichtung 23 mit einer Spülkammer vorgesehen, die über einen Leitungsabschnitt 40g mit den beiden vorgenannten Komponenten verbunden ist.

Der in der Elektrolysevorrichtung 21a mittels Elektrolyse hergestellte Wasserstoff verlässt die erste Elektrolysevorrichtung 21a über einen Leitungsabschnitt 40f, welcher in den Leitungsabschnitt 40e übergeht. In den beiden Leitungsabschnitten 40f und 40e befinden sich in Strömungsrichtung des erzeugten Wasserstoffs eine Rückschlagventileinrichtung 24 sowie nachfolgend eine Filtereinrichtung 25 und eine Trocknereinrichtung 26, in denen der erzeugte Wasserstoff gefiltert und getrocknet wird. Die Filtereinrichtung 25 und die Trocknereinrichtung 26 können sich alternativ auch im zweiten Untersystem 30 befinden.

Von der Trocknereinrichtung 26 strömt der erzeugte Wasserstoff über die Leitungsabschnitte 40a und 40c zu einer weiteren Rückschlagventileinrichtung 35, welche ein Ende des Leitungsabschnitts 40c markiert. Von dort strömt der erzeugte Wasserstoff über einen Leitungsabschnitt 40h sowie 40i in den Mitteldruckspeicher 32, welcher über eine Ventileinrichtung 33, die insbesondere als Sperrventil, beispielsweise in Form eines Magnetventils, ausgebildet ist, an einem weiteren Leitungsabschnitt 40j angebunden ist. In dem Leitungsabschnitt 40j, der in der Hochdruckspeichereinrichtung 31 endet, befindet sich vor der Hochdruckspeichereinrichtung 31 eine Kompressoreinrichtung 34, insbesondere in Form eines Kolbenkompressors. Über die Kompressoreinrichtung 34 wird der erzeugte Wasserstoff in die Hochdruckspeichereinrichtung 31 eingespeichert. Der in der Mitteldruckspeichereinrichtung 32 zwischengespeicherte Wasserstoff wird unter Betätigung der Kompressoreinrichtung 34 in der Hochdruckspeichereinrichtung 31 eingespeichert.

Dieser Herstellungsvorgang des Wasserstoffs bis hin zu dessen Einspeicherung in der Hochdruckspeichereinrichtung 31 stellt eine erste Betriebsweise des Energiesystems 10 dar. Bei dieser ersten Betriebsweise des Energiesystems 10 herrscht in den Leitungsabschnitten 40a bis 40e der Verbindungsleitungseinrichtung 40 ein Druck von 20 bis 60 bar. Ein solcher Druck herrscht auch im Mitteldruckspeicher 32. Über die Kompressoreinrichtung 34 wird der aus der Mitteldruckspeichereinrichtung 32, bei der es sich um einen Zwischenspeicher handelt, entnommene Wasserstoff so weit komprimiert, dass er mit Drücken von bis zu 700 bar in der Hochdruckspeichereinrichtung 31 eingespeichert werden kann.

Der in der Hochdruckspeichereinrichtung 31 gespeicherte Wasserstoff wird für den Betrieb der Brennstoffzelleneinrichtung 22 verwendet. Der Betrieb der Brennstoffzelleneinrichtung 22 erfolgt in der zweiten Betriebsweise des Energiesystems 10. Die Brennstoffzelleneinrichtung 22 kann aber nur bei Drücken kleiner 20 bar arbeiten. In der zweiten Betriebsweise des Energiesystems 10 wird der Wassersoff über einen Leitungsabschnitt 40k aus der Hochdruckspeichereinrichtung 31 entnommen, über eine Entspannungseinrichtung 36 in Form eines Druckminderers auf den erforderlichen Druck entspannt und über einen Leitungsabschnitt 40d in den bidirektionalen Leitungsabschnitt 40a transportiert, von wo aus er über den Leitungsabschnitt 40b in die Brennstoffeelleneinrichtung 22 eintritt. Zur Messung des Drucks ist wenigstes eine Druckmesseinrichtung 41 , beispielsweise in Form eines Drucksensors vorgesehen.

Das in Figur 1 dargestellte Energiesystem 10 stellt einen Teilbereich eines Gesamt- Hausenergiesystems dar, bei dem es sich um ein elektrisch autarkes und vollständig auf erneuerbaren Energien beruhendes multihybrides Hausenergiespeichersystem handelt.

Das multihybride Hausenergiespeichersystem ermöglicht es, die von einer Photovoltaik (PV)- Anlage, einer Kleinwindkraftanlage oder dergleichen erzeugte elektrische Energie bedarfsgesteuert auf das gesamte Jahr zu verteilen. Dabei agiert das System als Inselsystem unabhängig vom elektrischen Netz. Vielmehr soll die Anlage die elektrische Autarkie des Hauses gewährleisten, sodass über das ganze Jahr hinweg keine elektrische Energie aus dem Stromnetz bezogen werden muss.

Die primäre Aufgabe des Hausenergiesystems ist es, die gewonnene elektrische Energie aus Photovoltaik (PV)-Modulen oder dergleichen dem Verbraucher im Haushalt verfügbar zu machen. Sekundär können bei Zeiten niedriger Last oder hoher Einstrahlung elektrische Energieüberschüsse in einem Batterie-Kurzzeit-Speicher zwischengespeichert werden. Tertiär kann im Wasserstoff-Langzeit-Speicher die elektrische Energie als gasförmiger Wasserstoff für Zeiten niedriger Einstrahlung wie Nacht, Winter oder dergleichen mittel- bis langfristig gespeichert und mittels Brennstoffcelle wieder jederzeit bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden.

Neben energietechnischen Aufgaben fungiert das System auch als kontrollierte Wohnraumlüftung durch ein verbautes Lüftungsgerät.

Der in der Elektrolyseeinrichtung produzierte Wasserstoff fließt über die Wasserstoffleitung in die außenaufgestellte Druckspeicheranlage.

Bei fehlender oder nicht ausreichender PV-Energie wird Energie aus der Batterie zur Deckung der Verbraucherlast entnommen. Reicht die im Kurzzeitspeicher vorrätige Energie nicht aus, kann die Brennstoffzelleinnrichtung den zusätzlichen elektrischen Energiebedarf decken. Im Brennstoffeellenbetrieb fließt der Wasserstoff über die Wasserstoffleitung aus der Druckspeicheranlage zur Brennstoffzelleneinrichtung.

Ein zeitgleicher Betrieb von Brennstoffzelleneinrichtung und Elektrolyseeinrichtung ist ausgeschlossen. Das gesamte System wird zentral über einen Energy Manager mit einem prädiktiven Energiemanagement betrieben.

Das zweite Untersystem ist prinzipiell für den Betrieb im Außenbereich vorgesehen, kann aber unter bestimmten Bedingungen auch innerhalb eines speziellen Bereichs des Hauses errichtet und betrieben werden. In vorgegeben Zeitintervallen, beispielsweise Wartungsintervallen, wird die Elektrolytflüssigkeit in der Elektrolysevorrichtung 21a ausgetauscht. Dazwischen ist es erforderlich, zumindest aber von großem Vorteil, wenn die Elektrolytflüssigkeit zwischenzeitlich aufbereitet wird, da für die optimale Durchführung der Elektrolyse eine möglichst reine Elektrolytflüssigkeit erforderlich ist. Die Aufbereitung der Elektrolytflüssigkeit erfolgt in einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung 50, die im Folgenden hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion anhand verschiedener Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 6 im Detail erläutert wird.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aufbereitungsvorrichtung 50 zumindest zeitweilig mit der Elektrolysevorrichtung 21a verbunden. Die Aufbereitungsvorrichtung 50 weist eine Prozesskammer 55 auf, die von einer Prozesskammerwandung 56 begrenzt ist. Die Prozesskammerwandung 56 wird durch einen Prozesskammer-Boden 57, eine Prozesskammer-Decke 58 und eine Prozesskammer- Seitenwandung 59 gebildet. Über einen ersten Einlass 51 in der Prozesskammer- Seitenwandung 59, der über eine Zufuhrleitung 52 mit der Elektrolysevorrichtung 21a verbunden ist, wird aufzubereitende Elektrolytflüssigkeit 60 in die Prozesskammer 55 zugeführt und in dieser gespeichert. Über einen ersten Auslass 53 in der Prozesskammer- Seitenwandung 59 wird in der Prozesskammer aufbereitete Elektrolytflüssigkeit 60 zurück in die Elektrolysevorrichtung 21a abgeführt. Die Prozesskammer 55 darf bis zu einem definierten Füllstandlevel 61a befüllt werden, so dass sich in der Prozesskammer 55 stets Elektrolytflüssigkeit 60 mit einer Füllstandshöhe 61 befindet, die auf oder unterhalb des definierten Füllstandslevels 61a liegt. Die Füllstandshöhe 61 entspricht der freien oberen Oberfläche der Elektrolytflüssigkeit 60 in der Prozesskammer 55. Die Füllstandshöhe 61 wird mit Hilfe eines Sensorelements 62 zur Bestimmung der Füllstandhöhe bestimmt, welches beispielsweise ein Schwimmer-Sensorelement, ein optisches Sensorelement oder dergleichen sein kann. Zwischen dem ersten Einlass 51 und dem ersten Auslass 53 befindet sich ein erstes Barriereelement 63, bei dem es sich um eine Leitkontur handelt, und welches von der Prozesskammer-Seitenwandung 59 in die Prozesskammer abragt. Dadurch wird verhindert, dass die über den ersten Einlass 51 eingeführte Elektrolytflüssigkeit 60 die Prozesskammer 55 über den ersten Auslass 53 gleich wieder verlässt.

In einem Freiraum 112, der sich zwischen der freien oberen Oberfläche der Elektrolytflüssigkeit 60, die durch die Füllstandshöhe 61 repräsentiert ist, in jedem Fall zwischen dem definierten Füllstandslevel 61a, und der Prozesskammerwandung 56, insbesondere der Prozesskammer-Decke 58 befindet, ist ein Becken 64 angeordnet oder ausgebildet Das Becken 64 besteht aus einem Becken-Boden 65, und einem Becken-Rand 66, dessen freies Ende eine obere Kante 66a des Becken-Rands darstellt. Das Becken 64 dient zur Aufnahme von Wasser 67, insbesondere von Reinstwasser. Das heißt, im bestimmungsgemäßen Gebrauch befindet sich Wasser 67 in dem Becken 64. Das Becken 64 darf bis zu einem definierten Füllstandlevel 67b befüllt werden, welcher durch die obere Kante 66a des Becken-Rands 66 vorgegeben ist. In dem Becken 64 befindet sich somit Wasser 67 mit einer Füllstandshöhe 67a, die auf oder unterhalb des definierten Füllstandslevels 67b liegt. Die Füllstandshöhe 67a entspricht der freien oberen Oberfläche des Wasser 67 in dem Becken 64. Die Füllstandshöhe 67a kann optional mit Hilfe eines Sensorelements 67c zur Bestimmung der Füllstandhöhe bestimmt werden, welches beispielsweise ein Schwimmer-Sensorelement, ein optisches Sensorelement oder dergleichen sein kann.

Ein erster Beckenrandabschnitt 68 weist eine im Vergleich zum übrigen Becken-Rand 66 größere Höhe auf. Dieser erste Beckenrandabschnitt 68 stellt ein zweites Barriereelement 69 dar, welches zusammen mit einem Bereich der Prozesskammer-Seitenwandung 59 einen ersten Kanal 70 bildet. Der erste Kanal 70 ist in Richtung der Prozesskammer-Decke 58 ausgerichtet. Dieser erste Kanal 70 befindet sich an demjenigen Teilbereich der Prozesskammer-Seitenwandung 59, in dem auch der erste Einlass 51 und der erste Auslass 53 ausgebildet sind, und zwar oberhalb von diesen. Ein freies Ende 71 des ersten Beckenrandabschnitts 68 ist beabstandet zur Prozesskammer-Decke 58, so dass durch das freie Ende 71 und die Prozesskammer-Decke 58 ein Durchgangsspalt 72 gebildet wird. Der Durchgangsspalt 72 stellt ein Umlenkelement dar, welches im Rahmen der allgemeinen Beschreibung erläutert ist.

Ein zweiter Beckenrandabschnitt 73 erstreckt sich über den Becken-Boden 65 hinaus nach unten unter das Becken 64. Dieser zweite Beckenrandabschnitt 73 bildet ein drittes Barriereelement 73. Die Prozesskammer-Seitenwandung 59 und der zweite Beckenrandabschnitt 73 bilden einen zweiten Kanal 75, der in Richtung des Prozesskammer-Bodens 57 ausgerichtet ist. Ein freies Ende 76 des zweiten Beckenrandabschnitts 73 ist beabstandet zum Prozesskammer-Boden 57. Zwischen dem Prozesskammer-Boden 57 und dem freien Ende 76 ist ein Durchgangsspalt 77 ausgebildet, der ebenfalls ein Umlenkelement darstellt. Der zweite Kanal 75 befindet sich in einem Bereich der Prozesskammerwandung 56, die gegenüber demjenigen Bereich der Prozesskammerwandung 56 liegt, die den ersten Kanal 70 bildet. Der erste Kanal 70 und der zweite Kanal 75 liegen sich somit einander gegenüber. Der zweite Kanal 75 ist so angeordnet beziehungsweise ausgebildet, dass er in der Prozesskammer 55 im Freiraum 112 zwischen Prozesskammer-Decke 58 und der freien Oberfläche der in der Prozesskammer 55 befindlichen Elektrolytflüssigkeit beginnt. Der zweite Kanal erstreckt sich bis in die Elektrolytflüssigkeit 60 hinein, vorzugsweise bis nahe an den Prozesskammer- Boden 57.

Zusätzlich weist die Prozesskammer 55 ein weiteres, viertes Barriereelement 78 auf, welches von der Prozesskammer-Decke 58 abragt und in das Becken 64 hineinragt, wobei ein freies Ende 79 des vierten Barriereelements 78 beabstandet zum Becken-Boden 65 ist. Dort ergibt sich ein Durchgangsspalt 80. Hierbei handelt es sich um einen Ausströmer.

Über eine Einrichtung 81 zum Entfernen eines Gases wird in der Prozesskammer 55 freigesetztes Gas 111, welches aus der Elektrolytflüssigkeit 60 entfernt wird, aus der Prozesskammer 55 abgeführt. Dazu weit die Einrichtung 81 einen zweiten Auslass 82 auf, der in der Prozesskammer-Decke 58 ausgebildet ist, Der zweite Auslass 82 ist mit einer Abfuhrleitung 83 verbunden, in der sich beispielsweise ein Demister 84 befinden kann. Die Abfuhrleitung 83 kann aus mehreren Leitungsabschnitten bestehen, wobei ein erster Abschnitt 83a vor dem Demister 84, und ein zweiter Abschnitt 83b nach dem Demister angeordnet ist.

Ebenfalls in der Prozesskammer-Decke 58 ist, oberhalb des Beckens 64, eine Einrichtung 85 zum Zuführen von Wasser vorgesehen. Diese weist einen zweiten Einlass 86 und eine damit verbundene Zufuhrleitung 87 auf. Über die Einrichtung 85 wird das Wasser der Prozesskammer 55, und insbesondere dem Becken 64, zugeführt.

Nachfolgend wird die Grundfunktion dieser Aufbereitungsvorrichtung 50 beispielhaft beschrieben. Über den ersten Einlass 51 wird aufzubereitende Elektrolytflüssigkeit 60 in die Prozesskammer 55 zugeführt. Die Elektrolytflüssigkeit 60 besteht beispielsweise aus Wasser, dem eine bestimmte Prozentmenge eines Elektrolyten, beispielsweise KOH, zugemischt ist. Der Elektrolyt ist voll mit Sauerstoff, so dass der Sauerstoff aus dem Elektrolyten entfernt werden soll. Der Sauerstoff ist somit ein Gas 111, welches in der Elektrolytflüssigkeit 60 an dieser Stelle ein unerwünschtes Gas darstellt. Die Elektrolytflüssigkeit 60 ist bis zu einem definierten Füllstandslevel 61a in der Prozesskammer 55 eingefüllt. Das Gas 111 , beispielsweise Sauerstoff, löst sich in der Prozesskammer 55 aus der Elektrolytflüssigkeit 60 von allein und steigt aufgrund seiner Dichte in der Elektrolytflüssigkeit 60 nach oben. Über die Barriereelemente 63, 69, 74 und den Becken- Boden 65 innerhalb der Prozesskammer 55 wird aus der Elektrolytflüssigkeit 60 entweichendes Gas 111 durch den ersten Kanal 70 geleitet, prallt an die Prozesskammer- Decke 58, geht durch den Durchgangsspalt 72, trifft auf das vierte Barriereelement 78 und wird von diesem in das Becken 64 geleitet, in welchem sich Wasser 67 befindet. Das Gas 111 tritt durch den Durchgangsspalt 80, stritt an die Oberfläche des Wassers 67 und wird über den zweiten Auslass 82 aus der Prozesskammer 55 abgeführt. Damit wird eine Ausgasung des Gases 111, beispielsweise von Sauerstoff, aus der Elektrolytflüssigkeit 60 erreicht.

Zusätzlich werden beim Hindurchleiten des der Elektrolytflüssigkeit 60 entwichenen Gases 111 durch das im Becken 64 befindliche Wasser 67 Aerosole des Elektrolyts vom entwichenen Gas 111 abgeschieden. Diese werden im Wasser 67 gelöst und über dieses anschließend der Elektrolytflüssigkeit 60 in der Prozesskammer 55 wieder zugeführt. Gleichzeitig werden unerwünschte, im Wasser 67 des oberen Beckens 64 gelöste Gase, beispielsweise CO2, durch das Hindurchleiten des entwichenen Gases 111 durch das Wasser 67 aus dem Wasser 67 entfernt und mit dem Prozessabgas über den zweiten Auslass 82 aus der Prozesskammer 55 abgeführt.

Zum Ausgleich oder zur Ergänzung von verbrauchtem Wasser in der Elektrolytflüssigkeit 60 dient die Einrichtung 85 zum Zuführen von Wasser und insbesondere das im Becken 64 befindliche Wasser 67. Wasser und im Wasser befindliche Aerosole des Elektrolyten treten über den Behälter-Rand 66, insbesondere über die Behälterkante 66a, über, und fließen durch den zweiten Kanal 75 zurück in die in der Prozesskammer 55 befindliche Elektrolytflüssigkeit 60. Über den Durchgangsspalt 77 gelangen das Wasser und die Aerosole des Elektrolyten zurück in die Elektrolytflüssigkeit 60 und werden anschließend über den ersten Auslass 53 aus der Prozesskammer 55 abgeführt.

In Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung 50 dargestellt. Die Prozesskammer 55 entspricht von ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise dem in Figur 2 dargestellten Beispiel, so dass deren Aufbau an dieser Stelle nicht noch einmal wiederholt wird und diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen zu Figur 2 vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Die Aufbereitungsvorrichtung 50 weist nunmehr zusätzlich einen nebengeordneten Behälter 90 auf. Dieser ist in der Zufuhrleitung 87 für das Wasser in die Prozesskammer 55 angeordnet. Der nebengeordnete Behälter 90 besteht aus einer Behälterwandung, die aus einem Behälter-Boden 91 , einer Behälter-Decke 92 und einer Behälter-Seitenwandung 93 gebildet ist. In dem nebengeordneten Behälter 90 ist Wasser 94 eingefüllt, und zwar maximal bis zu einem definierten Füllstandslevel 95a. Die tatsächliche Füllstandshöhe 85 des Wassers wird mittels einem Sensorelement 96 zur Bestimmung der Füllstandshöhe bestimmt. Zwischen der freien oberen Oberfläche des Wassers 94, welche der Füllstandshöhe 95 entspricht, und der Behälter-Decke 92 befindet sich ein Freiraum 97.

Die Zufuhrleitung 87 für das Wasser weist zwei Leitungsabschnitte auf. Ein erster Abschnitt 87a der Zufuhrleitung 87 führt von außen zu dem nebengeordneten Behälter 90 und endet in einem Behältereinlass 100 in der Behälter-Decke 92. Ein zweiter Abschnitt 87b der Zufuhrleitung 87 verbindet einen Behälterauslass 101 für das Wasser, welcher im Bereich des Behälter-Bodens 91 in der Behälter-Seitenwandung 93 ausgebildet ist, mit dem zweiten Einlass 86 für das Wasser in der Prozesskammer 55. In dem zweiten Leitungsabschnitt 87b befinden sich eine Pumpe 88 und eine Ventileinrichtung 89. Mit der Ventileinrichtung 89 kann bei Bedarf die Zufuhrleitung 87 gesperrt werden. Die Pumpe 88 dient zur Unterstützung des Transports des Wassers von dem nebengeordneten Behälter 90 zur Prozesskammer 55, beispielsweise dann, wie in Figur 3 dargestellt, wenn sich der nebengeordnete Behälter 90 auf gleicher Höhe wie die Prozesskammer 55 befindet.

Zusätzlich ist der zweite Auslass 82 der Prozesskammer 55, über den das entfernte Gas 111 aus der Prozesskammer 55 abgeführt ist, über einen ersten Abschnitt 83a der Abfuhrleitung 83 mit einem Behältereinlass 89 für Gas in dem nebengeordneten Behälter 90 verbunden. Dieser Behältereinlass 98 befindet sich unterhalb des definierten Flüssigkeitslevels 95a und unterhalb der Füllstandshöhe 95 des Wassers 94 im nebengeordneten Behälter 90, so dass das Gas 111, hier Sauerstoff, unten in den nebengeordneten Behälter 90 eintritt und durch das Wasser 94 nach oben bis in den Freiraum 97 aufsteigt. In der Behälter-Decke 92 ist ein weiterer Behälterauslass 99 für Gas ausgebildet, an den sich ein weiterer Abschnitt 83b der Abfuhrleitung 83 anschließt, und über den das im Freiraum 97 befindliche Gas, hier Sauerstoff, aus dem nebengeordneten Behälter 90 abgeführt wird. Nachfolgend wird die Funktion der vorbeschriebenen Ausgestaltung gemäß Figur 3 erläutert. In dem nebengeordneten Behälter 90 befindet sich in dessen bestimmungsgemäßen Gebrauch Wasser 94, insbesondere Reinstwasser, welches bei Bedarf in das Becken 64 innerhalb der Prozesskammer 55 eingefüllt wird, beispielsweise um einen Wasserverlust bei der in der Prozesskammer 55 befindlichen Elektrolytflüssigkeit auszugleichen und zu ersetzen. Der nebengeordnete Behälter 90 dient insbesondere auch als eine Art Zwischenspeicher oder Zwischenlager für Wasser 94, in dem das Wasser eine bestimmte Zeit lang verbleibt, beispielsweise um als Vorrat zu dienen und/oder um gereinigt und/oder aufbereitet zu werden. Beispielsweise ist es möglich, über das aus der Elektrolytflüssigkeit 60 entfernte Gas 111, etwa Sauerstoff, wenn dieses in beziehungsweise durch den nebengeordneten Behälter 90 geleitet wird, CO2 aus dem Wasser 94 auszutreiben, bevor das Wasser 94 später in die Elektrolytflüssigkeit 60 gelangt. CO2 reagiert mit dem Elektrolyten, beispielsweise mit KOH, wodurch dessen Performance sinkt. Das entfernte Gas 111 , hier Sauerstoff, vermischt sich mit dem CO2, und beide Gase werden aus dem nebengeordneten Behälter 90 über den Behälterauslass 99 für Gas ausgetragen. Das Wasser 94 im nebengeordneten Behälter 90 ist somit besonders rein. Die Ausgestaltung gemäß Figur 3 stellt somit eine erweiterte Gas-Stripping Funktion des schon im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen, im oberen Becken 64 der Prozesskammer 55 ablaufenden Prinzips des Gas-Strippings dar und ermöglicht eine besonders gründliche Reinigung des im nebengeordneten Behälter 90 vorgehaltenen Wassers 94. Sollten sich in dem die Prozesskammer 55 verlassenden Gasstrom noch Reste von Elektrolyt in Form von Aerosolen befinden, könnten diese in dem nebengeordneten Behälter 90 ebenfalls aus dem Gasstrom ausgewaschen und in dem Wasser des nebengeordneten Behälters 90 gelöst werden.

In Figur 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung 50 dargestellt. Die Prozesskammer 55 entspricht von ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise dem in Figur 2 dargestellten Beispiel, so dass deren Aufbau an dieser Stelle nicht noch einmal wiederholt wird und diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen zu Figur 2 vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Ebenso entsprechen der Grundaufbau und die Grundfunktion des nebengeordneten Behälters 90 demjenigen nebengeordneten Behälter aus Figur 3, so dass auch diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen zum nebengeordneten Behälter 90 gemäß Figur 3 vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Im Unterschied zu dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind bei dem nebengeordneten Behälter 90 gemäß Figur 4 die einzelnen Komponenten etwas anders angeordnet. Zudem ist der nebengeordnete Behälter 90 nunmehr oberhalb der Prozesskammer 55 angeordnet. In diesem Fall wird die geodätische Höhe genutzt, um das Wasser 94 aus dem nebengeordneten Behälter 90 in die Prozesskammer 55 und insbesondere in das Becken innerhalb der Prozesskammer 55 zu befördern. Auf eine Pumpe kann in diesem Fall verzichtet werden.

Gemäß der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform weist der nebengeordnete Behälter 90 einen Behältereinlass 98 für Gas auf, der mit der Abfuhrleitung 83, 83a des zweiten Auslasses 82 zum Entfernen eines Gases 111 aus der aufzubereitenden Elektrolytflüssigkeit 60 verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Behältereinlass 98 oberhalb des definierten Füllstandslevels 95a ausgebildet und endet im Freiraum 97. Zudem weist der nebengeordnete Behälter 90 einen Behälterauslass 99 für Gas auf, an den sich ein weiterer Bestandteil 83b der Abfuhrleitung 83 der Einrichtung zum Entfernen eines Gases aus der aufzubereitenden Elektrolytflüssigkeit 60 anschließt. Auch dieser Behälterauslass 99 ist oberhalb des definierten Füllstandslevels 95a ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in dem nebengeordneten Behälter 90 ein fünftes Barriereelement 102 angeordnet oder ausgebildet, welches in den Behälter 90 hinein ausgerichtet ist, welches den Behältereinlass 98 und den Behälterauslass 99 trennt und welches sich bis unterhalb des definierten Füllstandslevels 95a erstreckt. Das fünfte Barriereelement 102 wird benötigt, damit das in den nebengeordneten Behälter 90 eintretende Gas 111 auf jeden Fall seinen Weg durch das Wasser 94 nimmt. Aus diesem Grund ragt das fünfte Barriereelement 102 zwischen dem Behältereinlass 98 für das Gas und dem Behälterauslass 99 für das Gas von der Behälter- Decke in Richtung des Behälter-Bodens in den Behälterinnenraum ab. Das fünfte Barriereelement 102 weist ein freies Ende 103 auf, das beabstandet zum Behälter-Boden, ist. Auf diese Weise ergibt sich zwischen dem freien Ende 103 und dem Behälter-Boden ein Durchgangsspalt 104. Die Behälterwandung, beispielsweise die Behälter-Seitenwand, und das fünfte Barriereelement 102 bilden insoweit einen Kanal 110, der sich vom Behältereinlass 98 für das Gas 111 , das heißt aus dem Freiraum 97 bis in das im nebengeordneten Behälter 90 befindliche Wasser 94 erstreckt. Das über den Behältereinlass 98 eintretende Gas 111 durchströmt den Kanal 110, wird in und durch das Wasser 94 gedrückt, erreicht den Durchgansspalt 104 und steigt aufgrund seiner Dichte danach an die Oberfläche des Wassers und von dort in den Freiraum 97. Von dort wird das Gas über den Behälterauslass 99 für das Gas aus dem nebengeordneten Behälter 90 abgeführt. Alternativ kann der Kanal 110 durch ein Rohr ersetzt werden, welches nach unten offen ist, und durch welches das Gas strömt.

In Figur 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung 50 dargestellt. Die Prozesskammer 55 entspricht von ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise dem in Figur 2 dargestellten Beispiel, so dass deren Aufbau an dieser Steile nicht noch einmal wiederholt wird und diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen zu Figur 2 vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Ebenso entsprechen der Grundaufbau und die Grundfunktion des nebengeordneten Behälters 90 demjenigen nebengeordneten Behälter aus den Figuren 3 und 4, so dass auch diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen zum nebengeordneten Behälter 90 gemäß den Figuren 3 und 4 vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Im Folgenden werden deshalb nur die Unterschiede zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen erörtert.

Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn die Anzahl der verwendeten Komponenten so gering wie möglich ist, beispielsweise um Kosten einzusparen. Deshalb sind bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform zumindest Bereiche der Zufuhrleitung 87 für das Wasser und zumindest Bereiche der Abfuhrleitung 83 für das Gas 111 als eine gemeinsame Leitung 106 ausgebildet. Das bedeutet, dass die gemeinsame Leitung 106 sowohl von dem zu entfernenden Gas 111 , als auch von dem zuzuführenden Wasser 94 durchströmbar sein müssen beziehungsweise durchströmt werden. Dies kann beispielsweise unter Verwendung einer Ventileinrichtung 105 realisiert werden, die in Form eines Mehrwegeventils ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein erster Abschnitt 83a der Abfuhrleitung 83 auf der einen Seite mit dem zweiten Auslass 82 für das Gas aus der Prozesskammer 55, und auf der anderen Seite mit dem Mehrwegeventil 105 verbunden. Ebenso ist ein zweiter Abschnitt 87b der Zufuhrleitung 87 für das Wasser auf der einen Seite mit dem zweiten Einlass 86 für das Wasser in die Prozesskammer 55, und auf der anderen Seite mit dem Mehrwegeventil 105 verbunden. Das Mehrwegeventil 105 ist auf der anderen Seite mit der gemeinsamen Leitung 106 verbunden. Diese endet in einer einzigen Komponente im nebengeordneten Behälter, die vorzugsweise im Behälter-Boden ausgebildet ist, in jedem Fall aber im Bereich des im nebengeordneten Behälter 90 befindlichen Wassers 94, und die als ein Kombinationselement bestehend aus Behältereinlass 98 für das Gas 111 und Behälterauslass 101 für das Wasser ausgebildet ist. Das Mehrwegeventil 105 ist beispielsweise als 4/3-Wege-Ventil ausgebildet. In der in Figur 5 gezeigten Darstellung, kann dieses Mehrwegeventil, von links nach rechts gesehen, beispielsweise folgende Betriebszustände regeln:

Position 1 : Elektrolysevorrichtung in betrieb

Position 2: Elektrolysevorrichtung ausgeschaltet Position 3: Wasser für die Elektrolytflüssigkeit nachfüllen.

In Figur 6 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung 50 dargestellt. Die Prozesskammer 55 entspricht von ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise dem in Figur 2 dargestellten Beispiel, so dass deren Aufbau an dieser Stelle nicht noch einmal wiederholt wird und diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen zu Figur 2 vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Ebenso entsprechen der Grundaufbau und die Grundfunktion des nebengeordneten Behälters 90 demjenigen nebengeordneten Behälter aus den Figuren 3, 4 und 5, so dass auch diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen zum nebengeordneten Behälter 90 gemäß den Figuren 3, 4 und 5 vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Im Folgenden werden deshalb nur die Unterschiede zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen erörtert.

Der nebengeordnete Behälter ist wiederum, so wie bei Figur 3 auch, neben der Prozesskammer 55 auf gleicher Höhe wie diese angeordnet. Grundsätzlich ist die Höhe jedoch variabel. Um jedoch eine dann erforderliche Pumpe für das Wasser zu vermeiden, sind einige Komponenten beim nebengeordneten Behälter 90 der Figur 6 anders angeordnet.

Gemäß der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform weist der nebengeordnete Behälter 90 einen Behältereinlass 98 für Gas 111 auf, der mit einem ersten Abschnitt 83a der Abfuhrleitung 83 mit dem zweiten Auslass 82 für das Gas in der Prozesskammer verbunden ist. In diesem Leitungsabschnitt 83a kann sich eine Ventileinrichtung 109 befinden, um den Leitungsabschnitt 83a bei Bedarf zu sperren. Ebenso ist ein Behälterauslass 101 für das Wasser 94 über einen Leitungsabschnitt 87b der Zufuhrleitung 87 mit dem zweiten Einlass 86 für das Wasser in die Prozesskammer 55 verbunden. Auch in diesem Leitungsabschnitt 87b kann sich eine Ventileinrichtung 108 befinden, über die die Zufuhrleitung 87 bei Bedarf gesperrt werden kann. Der Behältereinlass 98 und der Behälterauslass 101 sind unterhalb eines definierten Füllstandslevels 95a des Wassers 94 in dem nebengeordneten Behälter 90 ausgebildet. Das bedeutet, dass sich der Behältereinlass 98 und der Behälterauslass 101 unterhalb der oberen freien Oberfläche des im nebengeordneten Behälter 90 befindlichen Wassers 94 befinden. Das Gas 111, das über den Behältereinlass 98 in den nebengeordneten Behälter 90 einströmt, strömt durch das Wasser 94 und steigt in diesem, aufgrund seiner Dichte, nach oben an die Oberfläche, und von dort in den Freiraum 97 zwischen Wasseroberfläche und Behälter-Decke. In der Behälter-Decke weist der nebengeordnete Behälter 90 einen Behälterauslass 99 für Gas auf, an den sich ein weiterer Abschnitt 83b der Abfuhrleitung 83 anschließt. Ebenso befindet sich In der Behälter-Decke ein Behältereinlass 100 für Wasser, an den sich ein weiterer Abschnitt 87a der Zufuhrleitung 87 anschließt.

In dem Abschnitt 83b der Abfuhrleitung 83 befindet sich eine Ventileinrichtung 107, beispielsweise in Form eines Sperrventils. Ist die Ventileinrichtung 107 geschlossen, kann das Gas 111 aus dem nebengeordneten Behälter 90 nicht entweichen. Der sich aufbauende Druck des durch und aus dem Wasser aufsteigenden Gases 111, insbesondere im Freiraum 97, kann genutzt werden, um in dem nebengeordneten Behälter 90 befindliches Wasser 94 über den entsprechenden Behälterauslass 101 aus dem nebengeordneten Behälter 90 in den Leitungsabschnitt 87b der Zufuhrleitung 87 hinauszudrücken und durch diesen über den zweiten Einlass 86 in die Prozesskammer 55 hineinzudrücken. Der sich aufbauende Druck drückt das Wasser durch die Zufuhrleitung 87,87b zur Prozesskammer 55.

In Figur 7 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung 50 darstellt. Diese ist von ihrem Grundaufbau her an die in Figur 2 dargestellte Aufbereitungsvorrichtung 50 angelehnt, so dass an dieser Stelle zur Beschreibung des Aufbaus und der Funktion auch auf die Ausführungen zu Figur 2 vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Gleiche Bauteile sind dabei jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen.

Die Aufbereitungsvorrichtung 50 weist eine Prozesskammer 55 auf, die von einer Prozesskammerwandung 56, bestehend aus einem Prozesskammer-Boden 57, einer Prozesskammer-Decke 58 und eine Prozesskammer-Seitenwandung 59, begrenzt ist. Über einen ersten Einlass 51 wird aufzubereitende Elektrolytflüssigkeit 60 in die Prozesskammer 55 zugeführt und in dieser gespeichert. Über einen ersten Auslass 53 wird in der Prozesskammer aufbereitete Elektrolytflüssigkeit 60 abgeführt. Die Prozesskammer 55 darf bis zu einem definierten Füllstandlevel 61a befüllt werden, so dass sich in der Prozesskammer 55 stets Elektrolytflüssigkeit 60 mit einer Füllstandshöhe 61 befindet, die auf oder unterhalb des definierten Füllstandslevels 61a liegt. Die Füllstandshöhe 61 wird mit Hilfe eines Sensorelements 62 zur Bestimmung der Füllstandhöhe bestimmt.

Zwischen dem ersten Einlass 51 und dem ersten Auslass 53 befindet sich ein erstes Barriereelement 63. Das erste Barriereelement 63 ist sowohl beabstandet zum Prozesskammer-Boden 57, als auch zur Prozesskammer-Seitenwandung 59. Es entsteht somit ein Kanal 116, der vorzugsweise unterhalb des ersten Auslasses 53 liegt. Dadurch wird verhindert, dass die über den ersten Einlass 51 eingeführte Elektrolytflüssigkeit 60 die Prozesskammer 55 über den ersten Auslass 53 gleich wieder verlässt. Grund hierfür ist auch eine Flüssigkeitssäule 116, wie weiter unten noch erläutert wird.

In einem Freiraum 112, der sich zwischen der freien oberen Oberfläche der Elektrolytflüssigkeit 60, die durch die Füllstandshöhe 61 repräsentiert ist, in jedem Fall zwischen dem definierten Füllstandslevel 61a, und der Prozesskammerwandung 56, insbesondere der Prozesskammer-Decke 58 befindet, ist ein Becken 64 angeordnet oder ausgebildet, bestehend aus einem Becken-Boden 65, und einem Becken-Rand 66, dessen freies Ende eine obere Kante 66a des Becken-Rands darstellt. Das Becken 64 dient zur Aufnahme von Wasser 67, insbesondere von Reinstwasser. Das heißt, im bestimmungsgemäßen Gebrauch befindet sich Wasser 67 in dem Becken 64. Das Becken 64 darf bis zu einer Füllstandshöhe 67a, befüllt werden, die vorzugsweise der oberen Kante 66a des Becken-Rands 66 entspricht.

Ein erster Beckenrandabschnitt 68 weist eine im Vergleich zum übrigen Becken-Rand 66 größere Höhe auf. Dieser erste Beckenrandabschnitt 68 stellt ein zweites Barriereelement 69 dar, welches zusammen mit einem Bereich der Prozesskammer-Seitenwandung 59 einen ersten Kanal 70 bildet. Der erste Kanal 70 ist in Richtung der Prozesskammer-Decke 58 ausgerichtet. Ein freies Ende 71 des ersten Beckenrandabschnitts 68 ist beabstandet zur Prozesskammer-Decke 58, so dass durch das freie Ende 71 und die Prozesskammer-Decke 58 ein Durchgangsspalt 72 gebildet wird. Der Durchgangsspalt 72 stellt ein Umlenkelement dar.

Ein zweiter Beckenrandabschnitt 73 erstreckt sich über den Becken-Boden 65 hinaus nach unten unter das Becken 64. Dieser zweite Beckenrandabschnitt 73 bildet ein drittes Barriereelement 74. Die Prozesskammer-Seitenwandung 59 und der zweite Beckenrandabschnitt 73 bilden einen zweiten Kanal 75, der in Richtung des Prozesskammer-Bodens 57 ausgerichtet ist. Ein freies Ende 76 des zweiten Beckenrandabschnitts 73 ist beabstandet zum Prozesskammer-Boden 57. Zwischen dem Prozesskammer-Boden 57 und dem freien Ende 76 ist ein Durchgangsspalt 77 ausgebildet, der ebenfalls ein Umlenkelement darstellt. Der zweite Kanal 75 befindet sich in einem Bereich der Prozesskammerwandung 56, die gegenüber demjenigen Bereich der Prozesskammerwandung 56 liegt, die den ersten Kanal 70 bildet. Der erste Kanal 70 und der zweite Kanal 75 liegen sich somit einander gegenüber. Der zweite Kanal 75 ist so angeordnet beziehungsweise ausgebildet, dass er in der Prozesskammer 55 im Freiraum 112 zwischen Prozesskammer-Decke 58 und der freien Oberfläche der in der Prozesskammer 55 befindlichen Elektrolytflüssigkeit beginnt. Der zweite Kanal 75 steht mit dem Kanal 116 in Verbindung.

Zusätzlich weist die Prozesskammer 55 zwei weitere, vierte Barriereelemente 78 auf, welche von der Prozesskammer-Decke 58 abragen und in das Becken 64 hineinragen, wobei jeweils ein freies Ende 79 der vierten Barriereelemente 78 beabstandet zum Becken-Boden 65 ist. Dort ergibt sich jeweils ein Durchgangsspalt 80. Hierbei handelt es sich um einen Ausströmer. Die beiden vierten Barriereelemente 78 sind beabstandet zueinander. Vor dem zweiten, in der Figur rechten Barriereelement 78 befindet sich ein zusätzliches, sechstes Barriereelement 113. Dieses ragt vom Becken-Boden 65 nach oben in das Becken 64 und hat eine Höhe, die mindestens der Höhe des Becken-Rands 66 entspricht und geringer ist als die Höhe des freien Endes 71 des ersten Beckenrandabschnitts 68.

Des Weiteren befindet sich in der Prozesskammer zwischen dem Prozesskammer-Boden 56, hier sogar zwischen dem ersten Barriereelement 63, und dem Becken-Boden 65, welcher als siebtes Barriereelement 114 fungiert, noch ein weiteres, achtes Barriereelement 115. Dieses hat beispielhaft dargestellt einen schrägen Verlauf, kann aber auch senkrecht ausgeführt sein, wobei zwischen einem unteren Ende 117 des Barriereelements 115 und dem ersten Barriereelement 63 ein Durchgangsspalt 118 ausgebildet ist. Ebenso ist zwischen dem oberen Ende 119 des Barriereelements 115 und dem Becken-Boden 65, der die Funktion des siebten Barriereelement 114 innehat, ein Durchgangsspalt 120 ausgebildet. Dieses achte Barriereelement 115 ist im Bereich vor dem ersten Beckenrandabschnitt 68 und damit vor dem ersten Kanal 70 in der Prozesskammer 55 angeordnet. Über eine Einrichtung 81 zum Entfernen eines Gases wird in der Prozesskammer 55 freigesetztes Gas, welches aus der Elektrolytflüssigkeit 60 entfernt wird, aus der Prozesskammer 55 abgeführt. Dazu weist die Einrichtung 81 einen zweiten Auslass 82 auf, der in der Prozesskammer-Decke 58 ausgebildet ist. Ebenfalls in der Prozesskammer-Decke 58 ist, oberhalb des Beckens 64, eine Einrichtung 85 zum Zuführen von Wasser vorgesehen. Diese weist einen zweiten Einlass 86 auf. Über die Einrichtung 85 wird das Wasser der Prozesskammer 55, und insbesondere dem Becken 64, zugeführt.

Nachfolgend wird die Funktion dieser Aufbereitungsvorrichtung 50 gemäß Figur 7 beschrieben. Über den ersten Einlass 51 wird aufzubereitende Elektrolytflüssigkeit 60 in die Prozesskammer 55 zugeführt. Die Elektrolytflüssigkeit 60 besteht beispielsweise aus Wasser, dem eine bestimmte Prozentmenge eines Elektrolyten, beispielsweise KOH, zugemischt ist. Der Elektrolyt ist voll mit Sauerstoff, so dass der Sauerstoff aus dem Elektrolyten entfernt werden soll. Der Sauerstoff ist somit ein Gas, welches in der Elektrolytflüssigkeit 60 an dieser Stelle ein unerwünschtes Gas darstellt. Die Elektrolytflüssigkeit 60 ist bis zu einem definierten Füllstandslevel 61a in der Prozesskammer 55 eingefüllt.

Beim Eintritt der aufzubereitenden Elektrolytflüssigkeit 60 in die Prozesskammer 55 kann es vorkommen, dass sich unerwünschter Schaum bildet. Dieser Schaum wird durch das achte Barriereelement 115 zurückgehalten und/oder aufgelöst. Außerdem kann das achte Barriereelement 115 genutzt werden, um die in der Prozesskammer 55 befindliche Elektrolytflüssigkeit 60 zu beruhigen. Die Flüssigkeit tritt über den ersten Einlass 51 in der Regel dynamisch in die Prozesskammer 55 ein. Das siebte Barriereelement 115 kann die Elektrolytflüssigkeit 60 beruhigen, indem das ausgetretene Gas überden Durchgangsspalt 120 in den ersten Kanal 70 eintritt, während die Elektrolytflüssigkeit durch das Barriereelement 115 beruhigt wird und über den Durchgangsspalt 118 in den links neben dem Barriereelement 115 liegenden Teil der Prozesskammer 55 sowie und insbesondere in die Kanäle 116 und 75 eintritt.

Das Gas, beispielsweise Sauerstoff, löst sich in der Prozesskammer 55 aus der Elektrolytflüssigkeit 60 von allein und steigt aufgrund seiner Dichte in der Elektrolytflüssigkeit 60 nach oben. Über die Barriereelemente 63, 114, 69, 74 und den Becken-Boden 65 als siebtem Barriereelement 114 innerhalb der Prozesskammer 55 wird aus der Elektrolytflüssigkeit 60 entweichendes Gas durch den ersten Kanal 70 geleitet, prallt an die Prozesskammer-Decke 58, geht durch den Durchgangsspalt 72, trifft auf das erste vierte Barriereelement 78 und wird von diesem in das Becken 64 geleitet, in welchem sich Wasser 67 befindet. Weiterhin wird das Gas in entsprechender Weise auch durch das zweite vierte Barriereelement 78 geleitet. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen Gas und Wasser im Becken 64 vergrößert.

Das Gas tritt durch den Durchgangsspalt 80 des zweiten, in der Figur 7 rechten, vierten Barriereelements 78, tritt an die Oberfläche des Wassers 67 und wird über den zweiten Auslass 82 aus der Prozesskammer 55 abgeführt. Damit wird eine Entfernung des abgetrennten Gases, beispielsweise von Sauerstoff, aus der Elektrolytflüssigkeit 60 erreicht.

Zusätzlich werden beim Hindurchleiten des der Elektrolytflüssigkeit 60 entwichenen Gases durch das im Becken 64 befindliche Wasser 67, wie bei Figur 2 auch, Aerosole des Elektrolyts vom entwichenen Gas abgeschieden. Diese werden im Wasser 67 gelöst und über dieses anschließend der Elektrolytflüssigkeit 60 in der Prozesskammer 55 wieder zugeführt. Dies erfolgt über den zweiten Kanal 75, in dem das aus dem Becken 64 überlaufende Wasser 67 bis zu einer Füllstandshöhe 116 steht. Gleichzeitig werden unerwünschte, im Wasser 67 des oberen Beckens 64 gelöste Gase, beispielsweise CO2, durch das Hindurchleiten des entwichenen Gases durch das Wasser 67 aus dem Wasser 67 entfernt und mit dem Prozessabgas über den zweiten Auslass 82 aus der Prozesskammer 55 abgeführt.

Zum Ausgleich oder zur Ergänzung von verbrauchtem Wasser in der Elektrolytflüssigkeit 60 dient die Einrichtung 85 zum Zuführen von Wasser und insbesondere das im Becken 64 befindliche Wasser 67. Wasser und im Wasser gelöste Aerosolreste des Elektrolyten treten über den Behälter-Rand 66, insbesondere über die Behälterkante 66a, über, fließen durch den zweiten Kanal 75 zurück in die in der Prozesskammer 55 befindliche Elektrolytflüssigkeit 60 und werden anschließend über den ersten Auslass 53 aus der Prozesskammer 50 abgeführt.

In Figur 8 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung 50 darstellt. Diese ist von ihrem Grundaufbau her an die in Figur 7 dargestellte Aufbereitungsvorrichtung 50 angelehnt, so dass an dieser Stelle zur Beschreibung des Aufbaus und der Funktion auch auf die Ausführungen zu Figur 7 vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird. Gleiche Bauteile sind dabei jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen.

Die Aufbereitungsvorrichtung 50 weist wiederum eine Prozesskammer 55 auf, die von einer Prozesskammerwandung 56, bestehend aus einem Prozesskammer-Boden 57, einer Prozesskammer-Decke 58 und eine Prozesskammer-Seitenwandung 59, begrenzt ist. Bei dieser Ausführungsform hat die Prozesskammer-Decke 58 einen stufenförmigen Verlauf.

Über einen ersten Einlass 51 wird aufzubereitende Elektrolytflüssigkeit 60 in die Prozesskammer 55 zugeführt und in dieser gespeichert. Über einen ersten Auslass 53 wird in der Prozesskammer aufbereitete Elektrolytflüssigkeit 60 abgeführt. Die Prozesskammer 55 darf bis zu einem definierten Füllstandlevel 61a befüllt werden, so dass sich in der Prozesskammer 55 stets Elektrolytflüssigkeit 60 mit einer Füllstandshöhe 61 befindet, die auf oder unterhalb des definierten Füllstandslevels 61a liegt. Die Füllstandshöhe 61 wird mit Hilfe eines Sensorelements 62 zur Bestimmung der Füllstandhöhe bestimmt. Das Sensorelement 62 ist ein kapazitiver Sensor und misst von außen, so dass sich innerhalb der Aufbereitungsvorrichtung 50 keine Zündquellen befinden.

Zwischen dem ersten Einlass 51 und dem ersten Auslass 53 befindet sich ein erstes Barriereelement 63. Das erste Barriereelement 63 ist sowohl beabstandet zum Prozesskammer-Boden 57, als auch zur Prozesskammer-Seitenwandung 59. Es entsteht somit ein Kanal 116, über den die aufbereitete Elektrolytflüssigkeit aus der Prozesskammer 55 abgeführt wird. Beispielsweise kann der erste Auslass 53 zu einer externen Pumpe führen beziehungsweise mit einer solchen verbunden sein.

Um Elektrolytflüssigkeit 60 in die Prozesskammer 55 neu befüllen oder aus dieser entnehmen zu können, ist ein Serviceanschluss 123 bereitgestellt.

In einem Freiraum 112, der sich zwischen der freien oberen Oberfläche der Elektrolytflüssigkeit 60, die durch die Füllstandshöhe 61 repräsentiert ist, in jedem Fall zwischen dem definierten Füllstandslevel 61a, und der Prozesskammerwandung 56, insbesondere der Prozesskammer-Decke 58 befindet, ist ein Becken 64 angeordnet oder ausgebildet, bestehend aus einem Becken-Boden 65, und einem Becken-Rand 66, dessen freies Ende eine obere Kante 66a des Becken-Rands darstellt. Das Becken 64 dient zur Aufnahme von Wasser 67, insbesondere von Reinstwasser oder von Permeat aus der Umkehrosmose von Leitungswasser. Das heißt, im bestimmungsgemäßen Gebrauch befindet sich Wasser 67 in dem Becken 64. Das Becken 64 darf bis zu einer Füllstandshöhe 67a, befüllt werden, die vorzugsweise der oberen Kante 66a des Becken-Rands 66 entspricht.

Ein erster Beckenrandabschnitt 68 weist im Vergleich zu Figur 7 diesmal eine im Vergleich zum übrigen Becken-Rand 66 gleiche Höhe auf. Dieser erste Beckenrandabschnitt 68 stellt ein zweites Barriereelement 69 dar, welches zusammen mit einem Bereich der Prozesskammer-Seitenwandung 59 einen ersten Kanal 70 bildet. Der erste Kanal 70 ist in Richtung der Prozesskammer-Decke 58 ausgerichtet. Ein freies Ende 71 des ersten Beckenrandabschnitts 68 ist beabstandet zur Prozesskammer-Decke 58, so dass durch das freie Ende 71 und die Prozesskammer-Decke 58 ein Durchgangsspalt 72 gebildet wird. Der Durchgangsspalt 72 stellt ein Umlenkelement dar.

Ein zweiter Beckenrandabschnitt 73 erstreckt sich vom Becken-Rand 66a bis zum Becken- Boden 65. Dieser zweite Beckenrandabschnitt 73 bildet ein drittes Barriereelement 74. Die Prozesskammer-Seitenwandung 59 und der zweite Beckenrandabschnitt 73 bilden einen zweiten Kanal 75, der in Richtung des Prozesskammer-Bodens 57 ausgerichtet ist. Dazu geht der zweite Kanal 75 in einen weiteren Führungskanal 127 über, der sich in Richtung des ersten Auslasses 53 erstreckt Ein freies Ende 76 des weiteren Führungskanals 127 ist beabstandet zum Prozesskammer-Boden 57. Zwischen dem Prozesskammer-Boden 57 und dem freien Ende 76 ist ein Durchgangsspalt 77 ausgebildet, der ebenfalls ein Umlenkelement darstellt Der zweite Kanal 75 und der Führungskanal 127 befinden sich in einem Bereich der Prozesskammerwandung 56, die gegenüber demjenigen Bereich der Prozesskammerwandung 56 liegt, die den ersten Kanal 70 bildet. Der erste Kanal 70 und der zweite Kanal 75 beziehungsweise Führungskanal 127 liegen sich somit einander gegenüber. Der zweite Kanal 75 steht über den Fühnjngskanal 127 mit dem Kanal 116 in Verbindung.

Die Prozesskammer 55 weist zwei weitere, vierte Barriereelemente 78 auf, welche von der Prozesskammer-Decke 58 abragen und in das Becken 64 hineinragen, wobei jeweils ein freies Ende 79 der vierten Barriereelemente 78 beabstandet zum Becken-Boden 65 ist. Dort ergibt sich jeweils ein Durchgangsspalt 80. Hierbei handelt es sich um einen Ausströmer. Die beiden vierten Barriereelemente 78 sind beabstandet zueinander. Vor dem zweiten, in der Figur rechten Barriereelement 78 befindet sich ein zusätzliches, sechstes Barriereelement 113. Dieses ragt vom Becken-Boden 65 nach oben in das Becken 64 und hat eine Höhe, die der Höhe des Becken-Rands 66 entspricht, ebenso wie der Höhe des freien Endes 71 des ersten Beckenrandabschnitts 68.

Unterhalb des Becken-Bodens 65, aber auch oberhalb des definierten Füllstandslevels 61a befindet sich ein siebtes Barriereelement 114, welches sich parallel zur Erstreckungsrichtung des Becken-Bodens 65 erstreckt. Der Becken-Boden 65 und ein Teilbereich des Führungskanals 127 einerseits, und das siebte Barriereelement 144 begrenzen einen Führungskanal 122 für Gas.

Des Weiteren befindet sich in der Prozesskammer 55 zwischen dem Prozesskammer-Boden 56, hier sogar zwischen dem ersten Barriereelement 63, und dem siebten Barriereelement 114 noch ein weiteres, achtes Barriereelement 115. Dieses verläuft von einem Ende des siebten Barriereelements 114 in einer schrägen Ausrichtung in Richtung des Prozesskammer-Bodens 57. Das achte Barriereelemente 115 grenzt mit seinem oberen Ende 119 direkt an dem siebten Barriereelement 114 an, so dass die beiden Barriereelemente 114, 115 innerhalb der Prozesskammer 55 oberhalb des definierten Füllstandslevels 61a eine Sammelkammer 121 definieren. Zwischen einem unteren Ende

117 des Barriereelements 115 und dem ersten Barriereelement 63 ist ein Durchgangsspalt

118 ausgebildet.

Über eine Einrichtung 81 zum Entfernen eines Gases wird in der Prozesskammer 55 freigesetztes Gas, welches aus der Elektrolytflüssigkeit 60 entfernt wird, aus der Prozesskammer 55 abgeführt. Dazu weist die Einrichtung 81 einen zweiten Auslass 82 auf, der in der Nähe der Prozesskammer-Decke 58 in der Prozesskammerwandung 56 ausgebildet ist. Ebenfalls ist in der Prozesskammerwandung 56 oberhalb des Beckens 64 eine Einrichtung 85 zum Zuführen von Wasser vorgesehen. Diese weist einen zweiten Einlass 86 auf. Über die Einrichtung 85 wird das Wasser der Prozesskammer 55, und insbesondere dem Becken 64, zugeführt.

Nachfolgend wird die Funktion dieser Aufbereitungsvorrichtung 50 gemäß Figur 8 beschrieben. Über den ersten Einlass 51 wird aufzubereitende Elektrolytflüssigkeit 60 in die Prozesskammer 55 zugeführt. Die Elektrolytflüssigkeit 60 besteht beispielsweise aus Wasser, dem eine bestimmte Prozentmenge eines Elektrolyten, beispielsweise KOH, zugemischt ist. Der Elektrolyt ist voll mit Sauerstoff, so dass der Sauerstoff aus dem Elektrolyten entfernt werden soll. Der Sauerstoff ist somit ein Gas, welches in der Elektrolytflüssigkeit 60 an dieser Stelle ein unerwünschtes Gas darstellt. Die Elektrolytflüssigkeit 60 ist bis zu einem definierten Füllstandslevel 61a in der Prozesskammer 55 eingefüllt.

Die Elektrolytflüssigkeit 60 strömt entlang des Verlaufswegs 125, durch den Spalt 118 hindurch, wird an der Prozesskammer-Seitenwandung 59 umgelenkt und in Richtung des ersten Auslasses 53 bewegt, über den sie die Prozesskammer 55 schließlich wieder verlässt. Beim Eintritt der aufzubereitenden Elektrolytflüssigkeit 60 in die Prozesskammer 55 kann es vorkommen, dass sich unerwünschter Schaum 126 bildet. Dieser Schaum 126 wird durch die vom siebten und achten Barriereelement 114, 115 begrenzte Sammelkammer 121 zurückgehalten und/oder aufgelöst. Zusätzlich hält die Sammelkammer 121 den Schaum 126 vom Sensorelement 62 und vom ersten Kanal 70 fern.

Das Gas, beispielsweise Sauerstoff, löst sich in der Prozesskammer 55 aus der Elektrolytflüssigkeit 60 von allein und steigt aufgrund seiner Dichte in der Elektrolytflüssigkeit 60 nach oben. Über den Kanal 122 wird das Gas entlang des Verlaufswegs 124 in Richtung des ersten Kanals 70 und damit in das Becken 64 geleitet. Das Gas strömt entlang des Verlaufswegs 124 durch den ersten Kanal 70, prallt an die Prozesskammer-Decke 58, geht durch den Durchgangsspalt 72, trifft auf das erste vierte Barriereelement 78 und wird von diesem in das Becken 64 geleitet, in welchem sich Wasser 67 befindet. Weiterhin wird das Gas 111 in entsprechender Weise auch durch das zweite vierte Barriereelement 78 geleitet. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen Gas und Wasser im Becken 64 vergrößert.

Das Gas 111 tritt durch den Durchgangsspalt 80 des zweiten, in der Figur 8 rechten, vierten Barriereelements 78, tritt an die Oberfläche des Wassers 67 und wird über den zweiten Auslass 82 aus der Prozesskammer 55 abgeführt. Damit wird eine Entfernung des abgetrennten Gases, beispielsweise von Sauerstoff, aus der Elektrolytflüssigkeit 60 erreicht.

Zusätzlich werden beim Hindurchleiten des der Elektrolytflüssigkeit 60 entwichenen Gases durch das im Becken 64 befindliche Wasser 67, wie bei Figur 7 auch, Aerosole des Elektrolyts vom entwichenen Gas abgeschieden. Diese werden im Wasser 67 gelöst und über dieses anschließend der Elektrolytflüssigkeit 60 in der Prozesskammer 55 wieder zugeführt. Dies erfolgt über den zweiten Kanal 75, in dem das aus dem Becken 64 überlaufende Wasser 67 bis zu einer Füllstandshöhe 67a steht, und anschließend über den Führungskanal 127. Gleichzeitig werden unerwünschte, im Wasser 67 des oberen Beckens 64 gelöste Gase, beispielsweise CO2, durch das Hindurchleiten des entwichenen Gases durch das Wasser 67 aus dem Wasser 67 entfernt und mit dem Prozessabgas über den zweiten Auslass 82 aus der Prozesskammer 55 abgeführt.

Zum Ausgleich oder zur Ergänzung von verbrauchtem Wasser in der Elektrolytflüssigkeit 60 dient die Einrichtung 85 zum Zuführen von Wasser und insbesondere das im Becken 64 befindliche Wasser 67. Wasser und im Wasser gelöste Aerosolreste des Elektrolyten treten über den Behälter-Rand 66, insbesondere über die Behälterkante 66a, über, fließen durch den zweiten Kanal 75 und den sich daran anschließenden Führungskanal 127 zurück in die in der Prozesskammer 55 befindliche Elektrolytflüssigkeit 60 und werden anschließend über den ersten Auslass 53 aus der Prozesskammer 50 abgeführt.

Bezugszeichenliste

10 Energiesystem (Hausenergiesystem)

20 Erstes Untersystem (Innensystem)

21 Elektrolyseeinrichtung

21a Elektrolysevorrichtung (Elektrolysezelle)

22 Brennstoffzelleneinrichtung

23 Spüleinrichtung (Spülkammer)

24 Rückschlagventileinrichtung

25 Filtereinrichtung

26 Trocknereinrichtung

30 Zweites Untersystem (Außensystem)

31 Hochdruckspeichereinrichtung

32 Mitteldruckspeichereinrichtung

33 Ventileinrichtung

34 Kompressoreinrichtung

35 Rückschlagventileinrichtung

36 Entspannungsvorrichtung (Druckminderer)

40 Verbindungsleitungseinrichtung

40a bis 40k Leitungsabschnitt

41 Druckmessvorrichtung 50 Vorrichtung zur Aufbereitung einer Flüssigkeit (Aufbereitungsvorrichtung)

51 Erster Einlass

52 Zufuhrleitung

53 Erster Auslass

54 Abfuhrleitung

55 Prozesskammer

56 Prozesskammerwandung

57 Prozesskammer-Boden

58 Prozesskammer-Decke

59 Prozesskammer-Seitenwandung

60 Flüssigkeit (Elektrolytflüssigkeit)

61 Füllstandshöhe

61a Definiertes Füllstandslevel

62 Sensorelement zur Bestimmung der Füllstandshöhe

63 Erstes Barriereelement

64 Becken

65 Becken-Boden

66 Becken-Rand

66a Obere Kante des Becken-Rands

67 Wasser

67a Füllstandshöhe

67b Definiertes Füllstandslevel

67c Sensorelement zur Bestimmung der Füllstandshöhe

68 Erster Beckenrandabschnitt

69 Zweites Barriereelement

70 Erster Kanal

71 Freies Ende

72 Umlenkelement (Durchgangsspalt)

73 Zweiter Beckenrandabschnitt

74 Drittes Barriereelement

75 Zweiter Kanal

76 Freies Ende

77 Umlenkelement (Durchgangsspalt)

78 Viertes Barriereelement

79 Freies Ende (Blubberkante) 80 Ausströmer (Durchgangsspalt)

81 Einrichtung zum Entfernen eines Gases

82 Zweiter Auslass

83 Abfuhrleitung

83a Abschnitt der Abfuhrleitung

83b Abschnitt der Abfuhrleitung

84 Demister

85 Einrichtung zum Zuführen von Wasser

86 Zweiter Einlass

87 Zufuhrleitung

87a Abschnitt der Zufuhrleitung

87b Abschnitt der Zufuhrleitung

88 Pumpe

89 Ventileinrichtung

90 Nebengeordneter Behälter

91 Behälter-Boden

92 Behälter-Decke

93 Behälter-Seitenwandung

94 Wasser

95 Füllstandshöhe

95a Definiertes Füllstandslevel

96 Sensorelement zur Bestimmung der Füllstandshöhe

97 Freiraum

98 Behältereinlass für Gas

99 Behälterauslass für Gas

100 Behältereinlass für Wasser

101 Behälterauslass für Wasser

102 Fünftes Barriereelement

103 Freies Ende

104 Durchgangsspalt

105 Ventileinrichtung (Mehrwegeventil)

106 Gemeinsame Leitung

107 Ventileinrichtung

108 Ventileinrichtung

109 Ventileinrichtung 110 Kanal

111 Gas

112 Freiraum

113 Sechstes Barriereelement

114 Siebtes Barriereelement

115 Achtes Barriereelement

116 Kanal

117 unteres Ende des achten Barriereelements

118 Durchgangsspalt

119 oberes Ende des achten Barriereelements

120 Durchgangsspalt

121 Sammelkammer

122 Führungskanal für Gas

123 Sammelanschluss

124 Verlaufsweg des Gases

125 Verlaufsweg der aufzubereitenden Flüssigkeit

126 Schaum

127 Führungskanal

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung (50) zur Aufbereitung einer Flüssigkeit (60), insbesondere einer

Elektrolytflüssigkeit, aufweisend eine Prozesskammer (55), aufweisend eine Prozesskammerwandung (56) mit einem Prozesskammer-Boden (57), einer Prozesskammer-Decke (58) und einer Prozesskammer- Seitenwandung (59), einen ersten Einlass (51 ) in der Prozesskammerwandung (56), vorzugsweise in der Prozesskammer-Seitenwandung (59), der zum Zuführen der aufzubereitenden Flüssigkeit (60) in die Prozesskammer (55) bereitgestellt ist, einen ersten Auslass (53) in der Prozesskammerwandung (56), vorzugsweise in der Prozesskammer-Seitenwandung (59), der zum Abführen der aufbereiteten Flüssigkeit (60) aus der Prozesskammer (55) bereitgestellt ist, eines oder mehrere Barriereelemente (63, 65, 69, 74, 78, 113, 114, 115) innerhalb der Prozesskammer (55), welche(s) zur Beeinflussung der Strömungscharakteristika innerhalb der Prozesskammer (55) bereitgestellt ist/sind, eine Einrichtung (81 ) zum Entfernen eines Gases (111) aus der aufzubereitenden Flüssigkeit (60), wobei die Einrichtung (81) einen zweiten Auslass (82) in der Prozesskammerwandung (56) aufweist, der zum Abführen des aus der Flüssigkeit (60) entfernten Gases (111) bereitgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (50) eine Einrichtung (85) zum Zuführen einer zweiten Flüssigkeit in Form von Wasser (67) aufweist, wobei die Einrichtung (85) einen zweiten Einlass (86) in der Prozesskammerwandung (56) aufweist, der zum Zuführen von Wasser (67) in die Prozesskammer (55) bereitgestellt ist, dass innerhalb der Prozesskammer (55) ein Becken (64), welches zur Aufnahme von Wasser (67) bereitgestellt ist, angeordnet oder ausgebildet ist, aufweisend einen Becken- Boden (65) und einen vom Becken-Boden (65) nach oben abragenden Becken-Rand (66), und dass zumindest die obere Kante (66a) des Becken-Rands (66) oberhalb eines definierten Füllstandslevels (61a) für die Flüssigkeit (60) innerhalb der Prozesskammer (55) liegt.

2. Aufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Auslass (82) zum Abführen des aus der Flüssigkeit (60) entfernten Gases (111) und der zweite Einlass (86) zum Zuführen von Wasser oberhalb des Beckens (64), vorzugsweise in der Prozesskammer-Decke (58) und/oder in der Prozesskammer-Seitenwandung (59) befinden.

3. Aufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Barriereelement (63) zwischen dem ersten Einlass (51 ) und dem ersten Auslass (53) in der Prozesskammer (55) angeordnet oder ausgebildet ist, welches, vorzugsweise in einem vorgegebenen Neigungswinkel, in die Prozesskammer (55) hineinragt.

4. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens ein Sensorelement (62) zur Bestimmung der Füllstandshöhe (61) der Flüssigkeit (60) innerhalb der Prozesskammer (55) aufweist, und dass das Sensorelement (62) insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Schwimmer- Sensorelementen, optischen Sensorelementen, Kapazitiven Sensorelementen, Drucksensorelementen.

5. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Becken-Rand (66) einen ersten Beckenrandabschnitt (68) aufweist, der im Vergleich zum übrigen Becken-Rand (66) vorzugsweise eine größere Höhe aufweist, dass der erste Beckenrandabschnitt (68) ein zweites Barriereelement (69) bildet, dass die Prozesskammerwandung (56) und der erste Beckenrandabschnitt (68) einen ersten Kanal (70) bilden, und/oder dass der Becken-Rand (66) einen zweiten Beckenrandabschnitt (73) aufweist, der sich vorzugsweise über den Becken-Boden (65) hinaus nach unten unter das Becken (64) erstreckt, dass der zweite Beckenrandabschnitt (73) ein drittes Barriereelement (74) bildet, und dass die Prozesskammerwandung (56) und der zweite Beckenrandabschnitt (73) einen zweiten Kanal (75) bilden.

6. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesskammer (55) wenigstens ein viertes Barriereelement (78) aufweist, welches von der Prozesskammerwandung (56), insbesondere von der Prozesskammer-Decke (58), in das Becken (64) hineinragt, und/oder dass die Prozesskammer (55) wenigstens ein sechstes Barriereelement (113) aufweist, welches vom Becken-Boden (65) in das Becken (64) hineinragt.

7. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (85) zum Zuführen von Wasser eine mit dem zweiten Einlass (86) verbundene Zufuhrleitung (87) aufweist.

8. Aufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zufuhrleitung (87) ein der Prozesskammer (55) nebengeordneten Behälter (90), der zur Aufnahme von Wasser (94), insbesondere bis zu einem definierten Füllstandslevel (95a), bereitgestellt ist, angeordnet ist.

9. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der nebengeordnete Behälter (99) oberhalb des definierten Füllstandslevels (61a) innerhalb der Prozesskammer (55), vorzugsweise oberhalb der Prozesskammer (55), angeordnet ist.

10. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesskammer (55) wenigstens ein siebtes Barriereelement (114) aufweist, welches durch den Becken-Boden (65) des Beckens (64) gebildet ist, oder welches sich in derselben Erstreckungsrichtung wie der Becken-Boden (65) beabstandet zum Becken- Boden (65) unterhalb des Becken-Bodens (65), aber oberhalb des definierten Füllstandslevels (61a) in der Prozesskammer (55) erstreckt und der Becken-Boden (65) und das siebte Barriereelement (114) einen Führungskanal begrenzen.

11. Aufbereitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesskammer (55) wenigstens ein achtes Barriereelement (115) aufweist, welches zumindest teilweise oberhalb des definierten Füllstandslevels (61a) in der Prozesskammer (55) angeordnet ist, und welches sich vom Becken-Boden (65) aus gesehen in Richtung des Prozesskammer-Bodens (57) erstreckt.

12. Einrichtung (21 ) für die Elektrolyse, insbesondere für die Wasserelektrolyse, aufweisend eine Elektrolysevorrichtung (21a), gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (50) zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der erste Einlass (51 ) in der Prozesskammerwandung (56) der Aufbereitungsvorrichtung (50), der zum Zuführen der aufzubereitenden Elektrolytflüssigkeit (60) in die Prozesskammer (55) bereitgestellt ist, zumindest zeitweilig mit einem Auslass für Elektrolytflüssigkeit aus der Elektrolysevorrichtung (21a) verbunden ist, und wobei der erste Auslass (53) in der Prozesskammerwandung (56) der Aufbereitungsvorrichtung (50), der zum Abführen der aufbereiteten Elektrolytflüssigkeit (60) aus der Prozesskammer (55) bereitgestellt ist, zumindest zeitweilig mit einem Einlass für Elektrolytflüssigkeit in die Elektrolysevorrichtung (21a) verbunden ist.

13. Energiesystem (10), insbesondere Gebäudeenergiesystem, aufweisend eine Elektrolyseeinrichtung (21 ), eine Brennstoffzelleneinrichtung (22), eine Hochdruckspeichereinrichtung (31 ) sowie eine Verbindungsleitungseinrichtung (40), über die die Elektrolyseeinrichtung (21 ) mit der Brennstoffzelleneinrichtung (22) sowie die Hochdruckspeichereinrichtung (31 ) mit der Brennstoffzelleneinrichtung (22) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyseeinrichtung (21 ) in Form einer Elektrolyseeinrichtung (21) nach Anspruch 12 ausgebildet ist, oder dass das Energiesystem (10) eine Vorrichtung (50) zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist, welche zumindest zeitweilig mit einer Elektrolysevorrichtung (21a) der Elektrolyseeinrichtung (21) verbunden ist.

14. Verfahren zur Aufbereitung einer Elektrolytflüssigkeit (60), insbesondere unter Verwendung einer Aufbereitungsvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Über einen ersten Einlass (51) in der Prozesskammerwandung (56) einer Prozesskammer (55) wird aufzubereitende Elektrolytflüssigkeit (60) in die Prozesskammer (55) der Aufbereitungsvorrichtung (50) zugeführt; b) Über Barriereelemente (63, 65, 69, 74, 78, 113, 114, 115) innerhalb der Prozesskammer (55) wird aus der Elektrolytflüssigkeit (60) entweichendes Gas (111) durch ein Becken (64) innerhalb der Prozesskammer (55), in welchem sich eine zweite Flüssigkeit in Form von Wasser (67) befindet, geleitet; c) Das entfernte Gas (111 ) wird über einen zweiten Auslass (82) in der Prozesskammerwandung (56) aus der Prozesskammer (55) abgeführt; d) Über einen ersten Auslass (53) in der Prozesskammerwandung (56) wird die aufbereitete Elektrolytflüssigkeit (60) aus der Prozesskammer (55) abgeführt und insbesondere einer Elektrolysevorrichtung (21a), vorzugsweise einer Elektrolysevorrichtung (21a) einer Elektrolyseeinrichtung (21) nach Anspruch 12, zugeführt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas-Stripping von im Wasser (67, 94) gelösten, unerwünschten Gasen, insbesondere von CO2 erfolgt.