Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 11, hvor strukturplatene består av plast.

Transkript

1 1 P a t e n t k r a v En elektrolysørmodul innbefattende et mangfold strukturplater som hver har en sidevegg som strekker seg mellom motstående endeflater med en halvcellekammeråpning og minst to avgassingskammeråpninger som strekker seg gjennom strukturplaten mellom de motstående endeflatene; hvilke strukturplater er anordnet i en motstående sammenstilling mellom overfor hverandre beliggende endetrykkplater, idet hver halvcellekammeråpning i det minste delvis huser elektrolysehalvcellekomponenter innbefattende minst en elektrode, en bipolar plate i elektrisk kommunikasjon med elektroden og et membran, hvilke strukturplater og halvcellekomponenter definerer en rekke med seriekoblede elektrolyseceller, som overgås av i det minste første og andre avgassingskammere som hvor har en øvre seksjon over en nedre seksjon; hvilke strukturplater videre definerer, i det minste når de er i nevnte motstående sammenstilling, respektive gass-væske passasjer som strekker seg mellom en toppdel av halvcellekammerne og en bunndel til den øvre seksjonen til det første og andre avgassingskammeret for å tilveiebringe fluidkommunikasjon mellom en anodedel til elektrolysecellene og det første avgassingskammeret og mellom en katodedel til elektrolysecellene og det andre avgassingskammeret; hvilke strukturplater videre definerer, i det minste når de er i den motstående sammenstillingen, respektive passasjer for avgasset væske som strekker seg mellom en bunndel til det første og andre avgassingskammeret og en bunndel til den nedre seksjonen til halvcellekammerne for retur av avgasset væske fra respektivt det første og andre avgassingskammeret til anode- og katodelene til de elektrolytiske cellene; hvilken elektrolysørmodul videre innbefatter respektive gassutløp og fødevannspassasjer som strekker seg gjennom denne og er i fluidkommunikasjon med avgassingskammerne for gassutløp fra avgassingskammerne og for tilførsel av fødevann i avgassingskammerne, og hvor elektrolysørmodulen også innbefatter en eller flere kjølespoler eller kjølerør i minst et av det første og andre avgassingskammeret Elektrolysørmodul i henhold til krav 1, videre innbefattende minst en mellomliggende trykkplate innfelt mellom strukturplatene langs lengden av elektrolysørmodulen, idet hver i det minste ene mellomliggende trykkplate innbefatter motstående endeflater med en sidevegg som strekker seg mellom dem, hvilen mellomliggende trykkplate definerer

2 - 2 - minst første og andre avgassingsåpninger som strekker seg mellom dets motstående endeflater for fluidkommunikasjon respektivt med et første og andre avgassingskammeret for å motta gass fra disse. 3. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 og 2, hvor minst en del av gass-væske passasjene og passasjene for avgasset væske er delvis definert av kanaler som strekker seg inn i minst en av de motstående endeflatene til strukturplatene. 4. Elektrolysørmodul i henhold til krav 3, hvor passasjene er definert av overflatekanaler som strekker seg inn i minst noen av de motstående endeflatene til strukturlegemene i forbindelse med den nærliggende av de motstående endeflatene til strukturplatene Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 4, hvor gass-væske passasjene strekker deg under og i det vesentligste over bredden til i det minste en av de minst to avgassingskammeråpningene før forbindelse med den i det minste ene av de to avgassingskammeråpningene. 6. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 4, hvor gass-væske passasjene strekker seg under og delvis over bredden til minst en av de minst to avgassingskammeråpningene før den går tilbake over seg selv og er forbundet med minst en av de minst to avgassingskammeråpningene. 7. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 4, hvor gass-væske passasjene strekker seg i det vesentligste vertikalt oppover fra

3 - 3 - halvcellekammeråpningen og deretter returnerer i det vesentligste vertikalt nedover før forbindelse med i det minste en av de minst to avgassingskammeråpningene. 8. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 7, hvor forholdet mellom lengden til gass-væske passasjen og tverrsnittsarealet i cm 2 til gass-væske passasjen er mindre enn cm Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 8, hvor i det minste en av de minst to avgassingskammeråpningene videre innbefatter en fluidstrømsledeinnretning hvor gass-væske passasjene kommer inn i avgassingskammeret. 1. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 9, videre innbefattende holdeinnretninger i nevnte legeme rundt periferien til halvcelleåpningen for å plassere og holde elektrolysehalvcellekomponentene. 11. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1, videre innbefattende holdeinnretninger i det minste strukturplatene for plassere og holde pakninger Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 11, hvor strukturplatene består av plast. 13. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 12, hvor strukturplatene består av fiberforsterket plast. 14. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 2 13, hvor den minste ene av de minst to avgassingskammeråpningene i minst en av strukturplatene, i det minste

4 - 4 - en spesiell strukturplate og den minst ene mellomliggende trykkplaten, innbefatter en lekkasjestrømsblokkeringsvegg. 1. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 2 14, hvor legemene til endeplatene og den i det minste ene mellomliggende trykkplaten består av minst en av stål, rustfritt stål, nikkel-plettert stål, nikkel-plettert rustfritt stål, nikkel og nikkellegering. 16. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 2 1, hvor hvert av de minst første og andre avgassingskammerne videre innbefatter minst et gassutløp beliggende i minst en av den minst ene mellomliggende trykkplaten og minst en av endetrykkplatene Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 1, hvor minst ett sett med kjølerør er forbundet med minst en ytre kjølemiddelkrets gjennom hvilken minst en av den minst ene trykkplaten og minst en av endetrykkplatene. 18. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 17, videre innbefattende innretninger for tilførsel av fødevann til minst en av det minst første og andre avgassingskammeret Elektrolysørmodul i henhold til krav 18, hvor fødevannet blir ledet langsgående ned lengden til den minst ene av det minst første og andre avgassingskammeret.. Elektrolysørmodul i henhold til krav 1, videre innbefattende elektriske strømtilkoblinger for å lede strøm gjennom mangfoldet elektrolyseceller, hvor positiv elektrisk strømtilkobling er dannet til en av endetrykkplatene, og negativ elektrisk tilkobling er dannet med den andre av endetrykkplatene Elektrolysørmodul i henhold til kravene 2, videre innbefattende elektriske strømtilkoblinger for å lede strøm gjennom mangfoldet elektrolyseceller, hvor positiv

5 - - elektrisk strømtilkobling er dannet med en av endetrykkplatene og negativ elektrisk strømtilkobling er dannet med den andre av endetrykkplatene. 22. Elektrolysørmodul i henhold til krav 21, videre innbefattende minst en ikke-strømførende elektrisk jordingsforbindelse til den minst ene mellomliggende trykkplaten Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 21 22, hvor den minst ene mellomliggende trykkplaten innbefatter et likt antall mellomliggende trykkplater og videre hvor de mellomliggende trykkplatene oppdeler elektrolysørmodulen i seksjoner med et likt antall celler, hvilken elektrolysørmodul videre innbefatter alternerende negative og positive elektriske strømforbindelser med de mellomliggende trykkplatene, hvor de negative og positive elektriske strømtilkoblingene til de mellomliggende trykkplatene er anordnet slik at negative og positive elektriske strømtilkoblinger alternerer over lengden av elektrolysørmodulen. 24. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 2 19, videre innbefattende elektriske strømtilkoblinger for å føre strøm gjennom mangfoldet elektrolyseceller, hvor positiv elektrisk strømtilkobling er tilveiebragt til begge endetrykkplatene Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 2 19, videre innbefattende elektriske strømtilkoblinger for å føre strøm gjennom mangfoldet elektrolyseceller, hvor negativ elektrisk strømtilkobling er tilveiebragt til begge endetrykkplatene. 26. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 24 2, hvor den minst ene mellomliggende trykkplaten innbefatter et ulikt antall mellomliggende trykkplater og videre hvor de mellomliggende trykkplatene oppdeler elektrolysørmodulen i seksjoner med likt antall celler, hvilken elektrolysørmodul videre innbefatter alternerende negative og positive elektriske strømtilkoblinger til de mellomliggende trykkplatene, hvor de negative og positive elektriske strømtilkoblingene til de mellomliggende trykkplatene er

6 - 6 - anbragt slik at negative og positive elektriske strømtilkoblinger alternerer over lengden av elektrolysørmodulen. 27. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 26, videre innbefattende et katodedreneringssystem hvor katodedreneringssystemet innbefatter katodedreneringspassasjer forbundet med minst en av passasjene for avgasset væske og katodehalvcellekammeråpningene, og videre hvor katodedreneringspassasjene innbefatter seksjoner i hvilke katodedreneringspassasjene er overflatekanaler, seksjoner i hvilke katodedreneringspassasjene er interne passasjer Elektrolysørmodul i henhold til krav 27, hvor katodedreneringspassasjene strekker seg gjennom minst to nærliggende strukturplater. 29. Elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1 28, videre innbefattende et anodedreneringssystem hvor anodedreneringssystemet innbefatter anodedreneringspassasjer forbundet med minst en av passasjene for overføring av avgasset væske og anodehalvcellekammeråpningene, og videre hvor anodedreneringspassasjene innbefatter seksjoner i hvilke anodedreneringspassasjene er overflatepassasjer og seksjoner hvor anodedreneringspassasjene er interne passasjer. 2. Elektrolysørmodul i henhold til krav 29, hvor anodedreneringspassasjene strekker seg gjennom minst to nærliggende strukturplater. 31. Fremgangsmåte for drift av en elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1, innbefattende trinnet med å øke det indre trykket i elektrolysørmodulen

7 - 7 - til et tilsiktet driftstrykk for innledende oppstart ved tilførsel av inertgass i elektrolysørmodulen. 32. Fremgangsmåte i henhold til krav 31, hvor inertgassen innbefatter minst en av nitrogen, argon og helium. 33. Fremgangsmåte for drift av en elektrolysørmodul i henhold til hvilke som helst av kravene 1, innbefattende trinnet med å opprettholde et væskenivå under ikkeoperasjonelle perioder som er lavere enn hvor den minst ene gass-væske passasjen og den minst en passasjen for avgasset væske i hver av strukturplatene møter avgassingskammeret, men som er høyere enn toppen av halvcellekammeret Fremgangsmåte for fremstilling av hydrogengass og oksygengass ved bruk av en elektrolysørmodul, innbefattende følgende trinn: 2 (a) generere hydrogengass og oksygengass ved alkalisk elektrolyse av vann i et mangfold elektrolyseceller i elektrolysørmodulen, idet hver elektrolysørmodul innbefatter en katode halvcelle hvor det blir generert hydrogengass og en anode halvcelle hvor det blir generert oksygengass; (b) overføre en blanding av hydrogengassen og flytende elektrolytt direkte fra toppdelen av hvert katodehalvcellekammer til en bunndel til en øvre seksjon av minst et hydrogenavgassingskammer integrert huset i elektrolysørmodulstrukturen gjennom respektive gass-væske passasjer som

8 strekker seg direkte fra hvert katodehalvcellekammer til det minst ene hydrogenavgassingskammeret; (c) avkjøle blandingen av hydrogengass og flytende elektrolytt i det minst ene hydrogenavgassingskammeret, hvilket minst ene hydrogenavgassingskammer innbefatter en eller flere kjølespoler eller kjølerør;3 (d) separere hydrogengassen fra den flytende elektrolytten i det minst ene hydrogenavgassingskammeret for å produsere hydrogengass og avgasset elektrolytt, (e) fjerne hydrogengassen fra toppdelen av det minst ene hydrogenavgassingskammeret; (f) overføre den avgassede elektrolytten direkte fra en bunndel til en nedre seksjon av det minst ene hydrogenavgassingskammeret til bunndelen til hver av katodehalvcellekammerne gjennom respektive passasjer for avgasset væske, som strekker seg direkte fra det minst ene hydrogenavgassingskammeret til hvert katodehalvcellekammer; (g) overføre en blanding av oksygengassen og den flytende elektrolytten direkte fra en toppdel til hvert anodehalvcellekammer til en bunndel til en øvre seksjon til det minst ene oksygenavgassingskammeret huset i elektrolysørmodulstrukturen gjennom respektive gass-væske passasjer som strekker seg direkte hvert anodehalvcellekammer til det minst ene oksygenavgassingskammeret; (h) kjøle blandingen av oksygengassen og det flytende elektrolytten i det minst ene oksygenavgassingskammeret, hvilket minst en oksygenavgassingskammer innbefatter en eller flere kjølespoler eller kjølerør; (i) separere oksygengassen fra den flytende elektrolytten i det minst ene oksygenavgassingskammeret for å produsere oksygengass og avgasset elektrolytt; (j) fjerne oksygengassen fra toppdelen av det minst ene oksygenavgassingskammeret; (k) overføre den avgassede elektrolytten direkte fra en bunndel til en nedre seksjon av oksygenavgassingskammeret til bunndelen til hver av anodehalvcellekammerne gjennom respektive passasjer for avgasset væske som

9 - 9 - strekker seg direkte fra det minst ene oksygenavgassingskammeret til hvert anodehalvcellekammer. 3. Fremgangsmåte for drift av en elektrolysørmodul i henhold til krav 34, videre innbefattende minst et av trinnene: (a) lede blandingen av hydrogengassen og den flytende elektrolytten overfør fra hvert katodehalvcellekammer langsgående langs lengden av hydrogenavgassingskammeret; (b) lede blandingen av oksygengass og flytende elektrolytt fra hvert anodehalvcellekammer langsgående langs lengden av oksygenavgassingskammeret.