[發明專利]電解單元和電解器

在審

• 申請號: 201880075711.1
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN111417745A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: A·哈恩;H·赫爾施;S·魯克特;T·普魯克;A·施皮斯;J·斯特勞布;R·瓦格納
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: C25B1/10
• 分類號: C25B1/10;C25B9/08;C25B15/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 張鵬

1.一種用于電解水的電解裝置(1)，具有：

-至少一個電解池(2)，其中所述電解池(2)包括一個陽極室(4)和一個陰極室(5)，所述陽極室(4)具有一個陽極(7)，所述陰極室(5)具有一個陰極(8)，其中所述陽極室(4)借助于一個質子交換膜(3)與所述陰極室(5)分離，并且所述陽極室(4)適于容納水并且將水在所述陽極(7)處氧化成包含氧氣的第一產物，并且所述陰極室(5)適于容納水并且將水在所述陰極(8)處還原成包含氫氣的第二產物；

-用于分離氧氣的第一氣體分離裝置(20)；

其中所述第一氣體分離裝置(20)布置在所述電解池(2)上方，以便進行水的自然循環。

2.根據權利要求1所述的電解裝置(1)，具有：

-第一管路(9)，與所述陽極室(4)的上部區段和所述第一氣體分離裝置(20)連接；和

-第二管路(10)，與所述第一氣體分離裝置(20)和所述陽極室(4)的下部區段連接。

3.根據權利要求1或2所述的電解裝置(1)，具有：

-用于分離氫氣的第二氣體分離裝置(21)；

-第三管路(11)，與所述陰極室(5)的上部區段和所述第二氣體分離裝置(21)連接；

-第四管路(12)，與所述第二氣體分離裝置(21)和所述陽極室(4)的下部區段和/或所述陰極室(5)的下部區段連接，其中所述第二氣體分離裝置(21)布置在所述電解池(2)上方，以便進行水的自然循環。

4.根據權利要求3所述的電解裝置(1)，其中在所述第二管路(10)中布置第一熱交換器(6)，和/或在所述第四管路(12)中布置第二熱交換器。

5.根據權利要求4所述的電解裝置(1)，其中所述第一熱交換器(6)和所述第二熱交換器熱耦合。

6.根據權利要求4或5所述的電解裝置(1)，其中所述第一熱交換器(6)和所述第二熱交換器在物質上耦合。

7.根據權利要求3至5中任一項所述的電解裝置(1)，其中所述第二管路(10)和所述第四管路(12)通過一個連接管路(16)連接，以進行水平衡。

8.一種用于運行根據權利要求1至7中任一項所述的用于電解水的電解裝置(1)的方法，其中在一個電解池(2)中借助于在一個功能膜處進行電解而從作為反應物的水中產生包含氧氣的第一產物和包含氫氣的第二產物，其中所述反應物、所述第一產物和/或所述第二產物的循環以水的自然循環形式進行。

9.根據權利要求8所述的方法，其中大氣壓作為工作壓力。