AT528692A1 - Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit, Verwendung und elektrochemische Zellenanordnung - Google Patents

Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit, Verwendung und elektrochemische Zellenanordnung

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AT528692A1
AT528692A1 ATA50799/2024A AT507992024A AT528692A1 AT 528692 A1 AT528692 A1 AT 528692A1 AT 507992024 A AT507992024 A AT 507992024A AT 528692 A1 AT528692 A1 AT 528692A1
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ion exchange
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Ranz Dipl -Ing Matthias
Keuschnigg Dipl -Ing Christoph
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Hycenta Res Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung (1), eine Verwendung und eine elektrochemische Zellenanordnung (32), zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff, wobei die Vorrichtung (1) eine anodische Halbzelle (6), eine kathodische Halbzelle (7) und eine Ionenaustauschvorrichtung (10) umfasst, wobei die Vorrichtung (1) eine Rahmenvorrichtung (11) umfasst, wobei die Rahmenvorrichtung (11) eine Rahmenvorrichtungsausnehmung (12) aufweist, wobei die Vorrichtung (1) Stromleitungsvorrichtungen (13, 36, 37) umfasst, wobei die anodische Halbzelle (6), die kathodische Halbzelle (7) und die Ionenaustauschvorrichtung (10) in der Rahmenvorrichtungsausnehmung (12) angeordnet sind, wobei die Rahmenvorrichtung mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19) und mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) aufweist, wobei die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18) eine wasserhaltige Flüssigkeit zu der anodischen Halbzelle (6) zuführt, wobei die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19) eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit von der anodischen Halbzelle (6) abführt, wobei die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) Wasserstoff von der kathodischen Halbzelle (7) abführt, und wobei die Rahmenvorrichtung (11) ein Nichtleiter ist.

Description

Beschreibung
VORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG VON WASSERSTOFF UND SAUERSTOFF AUS EINER WASSERHALTIGEN FLUSSIGKEIT, VERWENDUNG UND ELEKTROCHEMISCHE ZELLENANORDNUNG
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, eine Verwendung dieser Vorrichtung und eine elektrochemische Zellenanordnung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Vorrichtungen zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit bekannt.
[0003] Beispielsweise sind Protonenaustausch Membranelektrolyse Vorrichtungen, abgekürzt PEMWE, bekannt, bei denen aufgrund der sauren Umgebung der Membran Edelmetallkatalysatoren und platinbeschichtete Metallstrukturen eingesetzt werden müssen. Nachteilig an solchen Vorrichtungen ist aber, dass diese kostenintensiv in der Herstellung und im Betrieb sind.
[0004] Des Weiteren sind beispielsweise alkalische Wasserelektrolyse Vorrichtungen, abgekürzt AWE, bekannt, bei denen Wasserstoff und Sauerstoff durch einen porösen Separator getrennt hergestellt werden, der die Durchmischung der Gase nur bedingt verhindert, was vor allem im Teillastbereich zu hohen Effizienzverlusten sowie Gefahrenpotentialen, insbesondere zu erhöhter Explosionsgefahr, führt.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und eine elektrochemische Zellenanordnung zu schaffen, welche einen sicheren Betrieb, insbesondere eine verringerte Explosionsgefahr, ermöglicht. Die Aufgabe der Erfindung ist es unter anderen, dass unerwünschte Nebenreaktionen an metallischen, stromführenden, Elektrolyt-berührenden Bauteilen in der Vorrichtung und der elektrochemische Zellenanordnung verringert sind. Weitere Aufgaben der Erfindung sind unter anderem eine Vorrichtung, eine Verwendung und eine elektrochemische Zellenanordnung Zu schaffen, mit welcher Wasserstoff mit einer, gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen, höheren Effizienz produzierbar ist.
[0006] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
[0007] Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung, insbesondere eine Zelle, bevorzugt eine elektrochemische Zelle, zur, insbesondere elektrolytischen, Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit.
[0008] Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur, insbesondere elektrolytischen, Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit eingerichtet ist.
[0009] Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung, insbesondere elektrolytisch, bevorzugt durch Elektrolyse, Wasserstoff und Sauerstoff aus der wasserhaltigen Flüssigkeit erzeugt.
[0010] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine anodische Halbzelle umfasst.
[0011] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die anodische Halbzelle eine anodische Elektrode umfasst.
[0012] Die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, kann, insbesondere im Wesentlichen, plattenförmig, wellenplattenförmig, wellenförmig, wellblechförmig, streckmetallförmig und/oder als Platte ausgestaltet sein.
[0013] Insbesondere ist vorgehsehen, dass die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, derart ausgestaltet ist, dass ein homogener Anpressdruck auf die Membranfläche der anodische Halbzelle, insbesondere der Membranfläche der anodischen Elektrode, bevorzugt die lonenaustauschvorrichtung, anlegbar ist.
[0014] Die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, kann eine Länge von
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einschließlich 3 cm bis einschließlich 60 cm, insbesondere 30 cm, aufweisen. Die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, kann eine Breite von einschließlich 3 cm bis einschließlich 60 cm, insbesondere 30 cm, aufweisen. Die anodische Halbzelle kann eine Höhe von einschließlich 0,5 mm bis einschließlich 5 mm, insbesondere 2 mm, aufweisen.
[0015] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine kathodische Halbzelle umfasst.
[0016] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die kathodische Halbzelle eine kathodische Elektrode umfasst.
[0017] Die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, kann, insbesondere im Wesentlichen, plattenförmig, wellenplattenförmig, wellenförmig, wellblechförmig, streckmetallförmig und/oder als Platte ausgestaltet sein.
[0018] Insbesondere ist vorgehsehen, dass die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, derart ausgestaltet ist, dass ein homogener Anpressdruck auf die Membranfläche der kathodische Halbzelle, insbesondere der Membranfläche der kathodischen Elektrode, bevorzugt die lonenaustauschvorrichtung, anlegbar ist.
[0019] Die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, kann eine Länge von einschließlich 3 cm bis einschließlich 60 cm, insbesondere 30 cm, aufweisen.
Die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, kann eine Breite von einschließlich 3 cm bis einschließlich 60 cm, insbesondere 30 cm, aufweisen.
Die kathodische Halbzelle kann eine Höhe von einschließlich 0,5 mm bis einschließlich 5 mm, insbesondere 2 mm, aufweisen.
[0020] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine lonenaustauschvorrichtung, insbesondere einen Separator oder eine Anionenaustauschmembran, bevorzugt eine sogenannte AEM und/oder Anion Exchange Membrane, umfasst.
[0021] Die lonenaustauschvorrichtung kann, insbesondere im Wesentlichen, plattenförmig, wellenplattenförmig, wellenförmig, wellblechförmig, streckmetallförmig und/oder als Platte ausgestaltet sein.
[0022] Die lonenaustauschvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die beiden Elektrodenräume, insbesondere die anodische Halbzelle und die kathodische Halbzelle, voneinander zu trennen.
[0023] Die lonenaustauschvorrichtung kann eine Länge von einschließlich 3 cm bis einschließlich 60 cm, insbesondere 30 cm, aufweisen. Die lonenaustauschvorrichtung kann eine Breite von einschließlich 3 cm bis einschließlich 60 cm, insbesondere 30 cm, aufweisen. Die lonenaustauschvorrichtung kann eine Höhe von einschließlich 0,05 mm bis einschließlich 1 mm, insbesondere 0,1 mm, aufweisen.
[0024] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter plattenförmig oder wellenplattenförmig ein Körper verstanden werden, welcher eine, insbesondere konstante, Höhe aufweist und wobei die Höhe kleiner ist als die Länge und die Breite des Körpers.
[0025] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer lonenaustauschvorrichtung jedes lonenaustauschermaterial verstanden werden, welches über anionische Austauscheigenschaften und/oder kationische Austauscheigenschaften verfügt.
[0026] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer lonenaustauschvorrichtung eine poröse Struktur oder Membran, insbesondere eine Anionenaustauschmembran oder ein Separator, verstanden werden, welche ionenleitfähige, insbesondere ausschließlich Anionen-leitfähige Eigenschaften aufweist.
[0027] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die lonenaustauschvorrichtung zwischen der anodischen Halbzelle und der kathodischen Halbzelle, insbesondere den beiden Halbzellen, bevorzugt zwischen der anodischen Elektrode und der kathodischen Elektrode, angeordnet ist.
[0028] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Rahmenvorrichtung, insbesondere einen Rahmen, bevorzugt einen Zellrahmen, umfasst.
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[0029] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rahmenvorrichtung eine Rahmenvorrichtungsausnehmung, insbesondere einen Freiraum, aufweist.
[0030] Es kann vorgesehen sein, dass durch die Rahmenvorrichtung die Rahmenvorrichtungsausnehmung, insbesondere der Freiraum, gebildet ist.
[0031] Die Rahmenvorrichtung kann rahmenförmig und/oder als Rahmen und/oder als Umrahmung ausgestaltet sein.
[0032] Insbesondere ist vorgesehen, dass durch die Rahmenvorrichtung die Rahmenvorrichtungsausnehmung, insbesondere der Freiraum, gebildet ist und/oder die Rahmenvorrichtung die Rahmenvorrichtungsausnehmung, insbesondere den Freiraum, umschließt und/oder umgibt.
[0033] Es kann vorgesehen sein, dass die Rahmenvorrichtungsausnehmung, insbesondere der Freiraum, der Rahmenvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, und die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, und die lonenaustauschvorrichtung in, insbesondere innerhalb, der Rahmenvorrichtungsausnehmung, insbesondere dem Freiraum, bevorzugt vollständig und/oder überragungsfrei, anordenbar und/oder angeordnet sind.
[0034] Es kann vorgesehen sein, dass die Rahmenvorrichtungsausnehmung der Freiraum ist.
[0035] Die Rahmenvorrichtung kann eine Länge von einschließlich 6 cm bis einschließlich 80 cm aufweisen. Die Rahmenvorrichtung kann eine Breite von 6 cm bis einschließlich 80 cm aufweisen. Die Rahmenvorrichtung kann eine Höhe von 1,05 mm bis einschließlich 11 mm, insbesondere 4,1 mm, aufweisen.
[0036] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zwei Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere eine erste Stromleitungsvorrichtung und eine zweite Stromleitungsvorrichtung, bevorzugt zwei Bipolarplatten, besonders bevorzugt eine Bipolarplatte und eine Monopolarplatte, insbesondere besonders bevorzugt zwei Monopolarplatten, umfasst.
[0037] Die Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere die erste Stromleitungsvorrichtung und/ oder die zweite Stromleitungsvorrichtung, kann oder können, insbesondere im Wesentlichen, plattenförmig, wellenplattenförmig, wellenförmig, wellblechförmig, streckmetallförmig und/oder als Platte ausgestaltet sein.
[0038] Die Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere die erste Stromleitungsvorrichtung und/ oder die zweite Stromleitungsvorrichtung, kann oder können zur Stromleitung, insbesondere zur Stromleitung zwischen zwei Vorrichtungen, eingerichtet sein.
[0039] Die Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere die erste Stromleitungsvorrichtung und/ oder die zweite Stromleitungsvorrichtung, kann oder können mit einer Stromzufuhrvorrichtung, insbesondere einer Gleichstromquelle, verbindbar und/oder verbunden sein, sodass Strom der Vorrichtung zugeführt und/oder zuführbar ist, wodurch, insbesondere elektrolytisch, bevorzugt durch Elektrolyse, Wasserstoff und Sauerstoff aus der wasserhaltigen Flüssigkeit erzeugt und/ oder erzeugbar ist.
[0040] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung an der kathodischen Halbzelle, insbesondere an der kathodischen Elektrode, und an der Rahmenvorrichtung, insbesondere an einer Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche der Rahmenvorrichtung, anliegt.
[0041] Ferner kann die erste Stromleitungsvorrichtung bei einer elektrochemischen Zellenanordnung an der anodischen Halbzelle, insbesondere an der anodischen Elektrode, einer weiteren Vorrichtung und gegebenenfalls über eine, insbesondere die, Dichtung der erste Stromleitungsvorrichtung an einer Rahmenvorrichtung einer weiteren Vorrichtung anliegen.
[0042] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zweite Stromleitungsvorrichtung an der anodischen Halbzelle, insbesondere an der anodischen Elektrode, und gegebenenfalls, insbesondere über eine Dichtung, bevorzugt über die zweite Dichtung, an der Rahmenvorrichtung anliegt.
[0043] Ferner kann die zweite Stromleitungsvorrichtung bei einer elektrochemischen Zellenano-
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rdnung an der kathodischen Halbzelle, insbesondere an der kathodischen Elektrode, einer weiteren Vorrichtung und gegebenenfalls an einer Rahmenvorrichtung einer weiteren Vorrichtung, insbesondere an einer Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche der Rahmenvorrichtung einer weiteren Vorrichtung, anliegen.
[0044] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die anodische Halbzelle und die kathodische Halbzelle und die lonenaustauschvorrichtung, insbesondere vollständig, in, insbesondere innerhalb, der Rahmenvorrichtung, insbesondere in der durch die Rahmenvorrichtung gebildeten Rahmenvorrichtungsausnehmung, bevorzugt in dem durch die Rahmenvorrichtung gebildeten Freiraum, angeordnet sind.
[0045] Gemäß den Erfindern ist es gegebenenfalls durch die erfindungsgemäße Vorrichtung möglich, zwei Halbzellen in der, insbesondere lediglich in einer, Rahmenvorrichtung zu verbinden und/oder anzuordnen. Dadurch werden gegebenenfalls im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen weniger Dichtungen benötigt.
[0046] Ferner ist gemäß den Erfindern gegebenenfalls die Assemblierbarkeit einzelner Vorrichtungen und die darauffolgende Stapelung im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen einfacher möglich ist. Darüber hinaus geben die Erfinder an, dass das Fluidkonzept für Stapel optimiert ist.
[0047] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die anodische Halbzelle und die kathodische Halbzelle und die lonenaustauschvorrichtung in ausschließlich einer Rahmenvorrichtung, insbesondere in derselben Rahmenvorrichtung, bevorzugt in der Rahmenvorrichtungsausnehmung derselben Rahmenvorrichtung, besonders bevorzugt in dem Freiraum derselben Rahmenvorrichtung, insbesondere besonders bevorzugt vollständig, angeordnet sind.
[0048] Die anodische Halbzelle, die kathodische Halbzelle und die lonenaustauschvorrichtung können, insbesondere ausschließlich, in deren Längsrichtung und deren Querrichtung, insbesondere seitlich, von der Rahmenvorrichtung begrenzt und/oder umfasst sein.
[0049] Die anodische Halbzelle und die kathodische Halbzelle können zumindest zum Teil normal zu deren Längsrichtung und/oder zumindest zum Teil normal zu deren Querrichtung frei von der Rahmenvorrichtung sein.
[0050] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Querrichtung und die Längsrichtung in einer Ebene in einem Winkel von 90° verlaufen.
[0051] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die anodische Halbzelle, die kathodische Halbzelle und die lonenaustauschvorrichtung derart in der Rahmenvorrichtung, insbesondere in der Rahmenvorrichtungsausnehmung, angeordnet sind, dass die anodische Halbzelle in Längsrichtung und Querrichtung der anodischen Halbzelle, die kathodische Halbzelle in Längsrichtung und Querrichtung der kathodischen Halbzelle und die lonenaustauschvorrichtung in Längsrichtung und Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung von der Rahmenvorrichtung, insbesondere seitlich, von der Rahmenvorrichtung begrenzt und/oder umfasst sind.
[0052] Es kann vorgesehen sein, dass die anodische Halbzelle, die kathodische Halbzelle und die lonenaustauschvorrichtung in der Rahmenvorrichtung, insbesondere in der Rahmenvorrichtungsausnehmung der Rahmenvorrichtung, bevorzugt in dem Freiraum der Rahmenvorrichtung, angeordnet sind.
[0053] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die anodische Halbzelle, die kathodische Halbzelle und/oder die lonenaustauschvorrichtung bündig mit der Rahmenvorrichtung abschließen.
[0054] Es kann vorgesehen sein, dass die Länge und die Breite der Rahmenvorrichtung, insbesondere die Länge und die Breite der Rahmenvorrichtungsausnehmung der Rahmenvorrichtung, größer als die Länge und Breite der anodischen Halbzelle und/oder größer als die Länge und Breite der kathodischen Halbzelle und/oder größer als die Länge und Breite der lonenaustauschvorrichtung ist.
[0055] Es kann vorgesehen sein, dass die Höhe der Rahmenvorrichtung, insbesondere die Höhe
der Rahmenvorrichtungsausnehmung der Rahmenvorrichtung, größer oder gleich der Höhe, insbesondere der Gesamthöhe, der anodischen Halbzelle, der kathodischen Halbzelle und der lonenaustauschvorrichtung und gegebenenfalls der Stromleitungsvorrichtungen ist.
[0056] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rahmenvorrichtung mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere mindestens einen Zufuhrkanal, und mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere mindestens einen Abfuhrkanal, und mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere mindestens einen Wasserstoffabfuhrkanal, aufweist.
[0057] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Zufuhrkanal, dazu ausgebildet ist, die wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere ausschließlich, an der für die Reaktion vorgesehenen Oberflächen, insbesondere an die anodische Halbzelle, bevorzugt an die anodische Elektrode, besonderes bevorzugt an die anodische Halbzelle und an die kathodische Halbzelle, insbesondere besonders bevorzugt an die anodische Elektrode und an die kathodische Elektrode, zuzuführen, wodurch gegebenenfalls unerwünschte Nebenreaktionen, insbesondere sogenannte Shunt Currents und Stray Currents, verhinderbar, verhindert, minimierbar und/oder minimiert sind.
[0058] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die durch die mindestens eine Zufuhrvorrichtung zugeführte wasserhaltige Flüssigkeit zuerst der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen Elektrode, zugeführt und/oder zuführbar ist.
[0059] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Abfuhrkanal, dazu ausgebildet ist, eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit und den Sauerstoff, insbesondere ausschließlich, von der für die Reaktion vorgesehenen Oberflächen, insbesondere von der anodischen Halbzelle, bevorzugt von der anodischen Elektrode, besonderes bevorzugt von der anodischen Halbzelle und von der kathodischen Halbzelle, insbesondere besonders bevorzugt von der anodischen Elektrode und von der kathodischen Elektrode, abzuführen, wodurch gegebenenfalls unerwünschte Nebenreaktionen, insbesondere sogenannte Shunt Currents und Stray Currents, verhinderbar, verhindert, minimierbar und/oder minimiert sind.
[0060] Die Erfinder geben an, dass dadurch gegebenenfalls eine Separierung der metallischen und/oder stromführenden Bauteilen vom Elektrolytfluss ermöglicht ist, wodurch gegebenenfalls unerwünschte Nebenreaktionen, insbesondere sogenannte Shunt Currents und Stray Currents, verhinderbar, verhindert, minimierbar und/oder minimiert sind.
[0061] Es kann vorgesehen sein, dass in, insbesondere innerhalb, der Rahmenvorrichtung die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens ein Zufuhrkanal, und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens ein Abfuhrkanal, und die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Wasserstoffabfuhrkanal, vorgesehen ist.
[0062] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Zufuhrkanal, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung und gegebenenfalls der zweiten Dichtung, insbesondere einer an der zweiten Stromleitungsvorrichtung angeordneten Dichtung, bevorzugt einer an einer ersten Stromleitungsvorrichtung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordneten Dichtung, gebildet und/oder begrenzt ist.
[0063] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Abfuhrkanal, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung und gegebenenfalls der zweiten Dichtung, insbesondere einer an der zweiten Stromleitungsvorrichtung angeordneten Dichtung, bevorzugt einer an einer ersten Stromleitungsvorrichtung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordneten Dichtung, gebildet und/oder begrenzt ist.
[0064] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung und gegebenenfalls einer dritten Dichtung, insbesondere einer an der ersten Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung angeordneten Dichtung, gebildet und/oder begrenzt ist.
[0065] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung, insbesondere die Rahmenvorrichtung, eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere vier Zufuhrvorrichtungen, bevorzugt zwei, drei, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Zufuhrvorrichtungen, aufweist.
[0066] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung, insbesondere die Rahmenvorrichtung, eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere vier Abfuhrvorrichtungen, bevorzugt zwei, drei, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Abfuhrvorrichtungen, aufweist.
[0067] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung, insbesondere die Rahmenvorrichtung, eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen, bevorzugt drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Wasserstoffabfuhrvorrichtungen, aufweist.
[0068] Es kann vorgesehen sein, dass in, insbesondere an, der Rahmenvorrichtung die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Zufuhrkanal, und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Abfuhrkanal, und die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Wasserstoffabfuhrkanal, vorgesehen ist.
[90069] Insbesondere kann vorgesehen, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens ein Zufuhrkanal, und/oder die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens ein Abfuhrkanal, und/oder die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Wasserstoffabfuhrkanal, bevorzugt ausschließlich, durch die Rahmenvorrichtung und/oder durch die Dichtung, insbesondere Dichtungen, gebildet ist.
[0070] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung die wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere ausschließlich, zu der anodischen Halbzelle, insbesondere zu der anodischen Elektrode, bevorzugt der Vorrichtung, zuführt.
[0071] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung die wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere ausschließlich, zu der anodischen Halbzelle und der kathodischen Halbzelle und gegebenenfalls der lonenaustauschvorrichtung, insbesondere zu der anodischen Elektrode und der kathodischen Elektrode und gegebenenfalls der lonenaustauschvorrichtung, bevorzugt der Vorrichtung, zuführt.
[0072] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung dazu eingerichtet ist, die wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere ausschließlich, zu der anodischen Halbzelle, insbesondere zu der anodischen Elektrode, bevorzugt zu der anodischen Halbzelle und der kathodischen Halbzelle und gegebenenfalls der lonenaustauschvorrichtung, besonders bevorzugt zu der anodischen Elektrode und der kathodischen Elektrode und gegebenenfalls der lonenaustauschvorrichtung, insbesondere besonders bevorzugt der Vorrichtung, zuzuführen.
[0073] Es kann vorgesehen sein, dass durch die mindestens eine Zufuhrvorrichtung die wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere ausschließlich, zu der anodischen Halbzelle, insbesondere zu der anodischen Elektrode, bevorzugt zu der anodischen Halbzelle und der kathodischen Halbzelle und gegebenenfalls der lonenaustauschvorrichtung, besonders bevorzugt zu der anodischen Elektrode und der kathodischen Elektrode und gegebenenfalls der lonenaustauschvorrichtung, insbesondere besonders bevorzugt der Vorrichtung, zuführt und/oder zuführbar ist.
[0074] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit und, insbesondere den erzeugten, Sauerstoff, insbesondere ausschließlich, von der anodischen Halbzelle, insbesondere von der anodischen Elektrode, bevorzugt aus der Vorrichtung, abführt.
[0075] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung dazu eingerichtet ist, eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit und, insbesondere den erzeugten, Sauerstoff, insbesondere ausschließlich, von der anodischen Halbzelle, insbesondere von der anodischen Elektrode, bevorzugt aus der Vorrichtung, abzuführen.
[0076] Es kann vorgesehen sein, dass durch die mindestens eine Abfuhrvorrichtung eine weitere 7753
wasserhaltige Flüssigkeit und, insbesondere der erzeugte, Sauerstoff, bevorzugt ausschließlich, von der anodischen Halbzelle, insbesondere von der anodischen Elektrode, bevorzugt aus der Vorrichtung, abgeführt und/oder abführbar ist.
[0077] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere den erzeugten, Wasserstoff, insbesondere Wasserstoff und eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit, bevorzugt Wasserstoff und Wasser, insbesondere bevorzugt Wasserstoff und Wassertropfen, insbesondere besonders bevorzugt ausschließlich, von der kathodischen Halbzelle, insbesondere von der kathodischen Elektrode, bevorzugt aus der Vorrichtung, abführt.
[0078] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung dazu eingerichtet ist, insbesondere den erzeugten, Wasserstoff, insbesondere Wasserstoff und eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit, bevorzugt Wasserstoff und Wasser, insbesondere bevorzugt Wasserstoff und Wassertropfen, insbesondere besonders bevorzugt ausschließlich, von der kathodischen Halbzelle, insbesondere von der kathodischen Elektrode, bevorzugt aus der Vorrichtung, abzuführen.
[0079] Es kann vorgesehen sein, dass durch die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere den erzeugten, Wasserstoff, insbesondere Wasserstoff und eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit, bevorzugt Wasserstoff und Wasser, insbesondere bevorzugt Wasserstoff und Wassertropfen, insbesondere besonders bevorzugt ausschließlich, von der kathodischen Halbzelle, insbesondere von der kathodischen Elektrode, bevorzugt aus der Vorrichtung, abgeführt und/oder abführbar ist.
[0080] Die durch die die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung abgeführte weitere wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere eine dritte wasserhaltige Flüssigkeit, kann gegebenenfalls eine weitere weitere wasserhaltige Flüssigkeit sein und sich von der durch die mindestens eine Abfuhrvorrichtung abgeführte weitere wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere eine zweite wasserhaltige Flüssigkeit, unterscheiden.
[0081] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rahmenvorrichtung ein Nichtleiter ist.
[0082] Es kann vorgesehen sein, dass die Rahmenvorrichtung aus nicht elektrisch leitfähigem Material und/oder aus elektrisch unleitfähigem Material gebildet ist.
[0083] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, und/oder die lonenaustauschvorrichtung und/oder die erste Stromleitungsvorrichtung und/oder die zweite Stromleitungsvorrichtung und/oder alle Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere im Wesentlichen, plattenförmig ausgestaltet ist oder sind.
[0084] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Rahmenvorrichtung eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist.
[0085] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Seite der Rahmenvorrichtung und die zweite Seite der Rahmenvorrichtung, insbesondere parallel, gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung angeordnet sind.
[0086] Die erste Seite der Rahmenvorrichtung und die zweite Seite der Rahmenvorrichtung können sich, insbesondere parallel, gegenüberliegen.
[0087] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, und/oder die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, und/oder die lonenaustauschvorrichtung und/oder die erste Stromleitungsvorrichtung und/oder die zweite Stromleitungsvorrichtung und/oder alle Stromleitungsvorrichtungen und/oder die Rahmenvorrichtung und/oder gegebenenfalls die erste Seite der Rahmenvorrichtung und/oder gegebenenfalls die zweite Seite der Rahmenvorrichtung parallel zueinander angeordnet sind.
[0088] Es kann vorgesehen sein, dass die erste Stromleitungsvorrichtung an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung und der kathodischen Halbzelle, insbesondere der kathodischen Elektrode, bevorzugt abdichtenden und/oder dicht, anliegt, sodass gegebenenfalls die kathodische
Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, abgedichtet sind.
[0089] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Stromleitungsvorrichtung gegenüber der Rahmenvorrichtung über eine Dichtungsvorrichtung abgedichtet ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Dichtungsvorrichtung in eine in die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche eingefräste Dichtungsnut angeordnet ist.
[0090] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Längserstreckung und die Quererstreckung, insbesondere die Länge und die Breite, der Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere der ersten Stromleitungsvorrichtung und/oder der zweiten Stromleitungsvorrichtung, größer ist/sind als die Längserstreckung und die Quererstreckung, insbesondere die Länge und die Breite, der kathodischen Halbzelle, insbesondere größer ist als die Längserstreckung und die Quererstreckung, insbesondere die Länge und die Breite, der kathodischen Elektrode.
[0091] Die Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere die erste Stromleitungsvorrichtung und/ oder die zweite Stromleitungsvorrichtung, kann/können im Wesentlichen die gleiche Länge und gleiche Breite, insbesondere die gleiche Ausgestaltung, wie die Rahmenvorrichtung aufweisen.
[0092] Es kann vorgesehen sein, dass die Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere die erste Stromleitungsvorrichtung und/oder die zweite Stromleitungsvorrichtung, bevorzugt die Fläche der Stromleitungsvorrichtungen, besonders bevorzugt die Fläche der ersten Stromleitungsvorrichtung und/oder die Fläche der zweiten Stromleitungsvorrichtung, insbesondere besonders bevorzugt im Wesentlichen, gleich groß, wie die Rahmenvorrichtung, insbesondere die Fläche der Rahmenvorrichtung ist.
[9093] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Längserstreckung die Erstreckung eines Körpers in Längsrichtung, insbesondere die Länge des Körpers, verstanden werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Längsrichtung die Richtung entlang der längsten Ausdehnung eines Körpers, insbesondere die Richtung entlang der Länge eines Körpers, verstanden werden.
[0094] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Quererstreckung die Erstreckung eines Körpers in einer Ebene normal zu der Längserstreckung, insbesondere die Breite des Körpers, verstanden werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Querrichtung die Richtung der Quererstreckung, insbesondere die Richtung entlang der Breite eines Körpers, verstanden werden.
[0095] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Rahmenvorrichtung eine lonenaustauschvorrichtungausnehmung, insbesondere eine lonenaustauschvorrichtungeinfräsung, bevorzugt eine erste Ausnehmung und/oder erste Einfräsung, aufweist.
[0096] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die lonenaustauschvorrichtungausnehmung an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung angeordnet und/oder vorgesehen ist.
[0097] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die lonenaustauschvorrichtungausnehmung in die zweite Seite der Rahmenvorrichtung eingefräst ist, wodurch die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche gebildet ist.
[0098] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die lonenaustauschvorrichtung, insbesondere ausschließlich, über die lonenaustauschvorrichtungausnehmung, insbesondere durch die lonenaustauschvorrichtungausnehmung gebildete lonenaustauschvorrichtungauflagefläche oder gebildete Lippe, an der Rahmenvorrichtung, insbesondere über die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche mit der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung, angeordnet ist.
[0099] Es kann vorgesehen sein, dass die lonenaustauschvorrichtung, insbesondere ausschließlich, in der lonenaustauschvorrichtungausnehmung, insbesondere über die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche, an der, insbesondere der zweiten Seite der, Rahmenvorrichtung anliegt, wodurch gegebenenfalls die Scherkräfte auf die lonenaustauschvorrichtung, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen, reduziert und/oder reduzierbar sind.
[00100] Die Erfinder geben an, dass die anodische Elektrode und die kathodische Elektrode ge-
gebenenfalls unterschiedliche Größen aufweisen.
[00101] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Rahmenvorrichtung eine lonenaustauschvorrichtungauflagefläche aufweist.
[00102] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die lonenaustauschvorrichtung eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist.
[00103] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Seite der lonenaustauschvorrichtung und die zweite Seite der lonenaustauschvorrichtung, insbesondere parallel, gegenüberliegend an der lonenaustauschvorrichtung angeordnet sind.
[00104] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode bevorzugt über eine Anodenauflagefläche, an einer ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung, angeordnet ist.
[00105] Es kann vorgesehen sein, dass die lonenaustauschvorrichtung, insbesondere die Fläche der lonenaustauschvorrichtung, größer ist, als die anodische Halbzelle, insbesondere als die anodische Elektrode, bevorzugt als die Fläche der anodischen Halbzelle.
[00106] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, bevorzugt über eine Kathodenauflagefläche, an einer zweiten Seite der lonenaustauschvorrichtung angeordnet ist.
[00107] Es kann vorgesehen sein, dass die lonenaustauschvorrichtung, insbesondere die Fläche der lonenaustauschvorrichtung, gleich groß ist, wie die kathodische Halbzelle, insbesondere wie die kathodische Elektrode, bevorzugt wie die Fläche der kathodischen Halbzelle.
[00108] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zweite Stromleitungsvorrichtung, vor der anodischen Halbzelle, insbesondere vor der anodischen Elektrode, und dass die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, vor der lonenaustauschvorrichtung und dass die lonenaustauschvorrichtung vor der kathodischen Halbzelle, insbesondere vor der kathodischen Elektrode, und dass die kathodischen Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, vor der ersten Stromleitungsvorrichtung angeordnet ist.
[00109] Es kann vorgesehen sein, dass die anodischen Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, an der ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung und die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, an der zweiten Seite der lonenaustauschvorrichtung anliegt.
[00110] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die lonenaustauschvorrichtung über die erste Seite der lonenaustauschvorrichtung an der Rahmenvorrichtung, insbesondere an der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche der Rahmenvorrichtung, anliegt.
[00111] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die lonenaustauschvorrichtung, insbesondere mindestens zum Teil, mit der ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung, insbesondere über die erste Seite der lonenaustauschvorrichtung und/oder über Randbereiche der ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung, an der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche, insbesondere abgedichtet und/oder dicht, anliegt.
[00112] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche, insbesondere parallel, zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung angeordnet ist.
[00113] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche derart an der Rahmenvorrichtung angeordnet ist, dass sich die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche, insbesondere parallel, zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung erstreckt.
[00114] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die lonenaustauschvorrichtungausnehmung, insbesondere die lonenaustauschvorrichtungeinfräsung, bevorzugt die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche, insbesondere im Wesentlichen, gleich groß wie die lonenaustauschvorrichtung ist,
sodass gegebenenfalls die lonenaustauschvorrichtung über den, insbesondere gesamten, Randbereich der lonenaustauschvorrichtung an lonenaustauschvorrichtungausnehmung, insbesondere der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche, aufliegt.
[00115] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens eine Dichtung, insbesondere zwei oder drei Dichtungen, umfasst.
[00116] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Dichtungen dazu ausgestaltet sind, zwei Vorrichtungen, insbesondere eine Vorrichtung und eine weitere Vorrichtung, bevorzugt eine erste Vorrichtung und eine zweite Vorrichtung, besonders bevorzugt zwei Vorrichtungen einer elektrochemischen Zellenanordnung, miteinander zu verbinden und/oder gegeneinander abzudichten.
[00117] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Dichtung die Stromleitungsvorrichtungen von der mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere dem mindestens einen Zufuhrkanal, der mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere dem mindestens einen Abfuhrkanal, und der mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere dem mindestens einen Wasserstoffabfuhrkanal, abdichten und/oder separieren.
[00118] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine, insbesondere erste, Dichtung an der ersten Stromleitungsvorrichtung, insbesondere an einer zweiten Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung, und/oder eine, insbesondere zweite, Dichtung an der zweiten Stromleitungsvorrichtung, insbesondere an einer zweiten Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung, und gegebenenfalls der Rahmenvorrichtung anliegt und/oder angeordnet ist.
[00119] Es kann vorgesehen sein, dass die Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere die erste Stromleitungsvorrichtung und/oder die zweite Stromleitungsvorrichtung, zur Verspannung von mindestens zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen ausgebildet ist.
[00120] Es kann vorgesehen sein, dass die Stromleitungsvorrichtungen durch die Dichtungen und die Rahmenvorrichtung von wasserhaltigen Flüssigkeiten, insbesondere der wasserhaltigen Flüssigkeit und weiteren wasserhaltigen Flüssigkeit, separiert und/oder abgegrenzt sind, wodurch gegebenenfalls unerwünschte Nebenreaktionen, insbesondere sogenannte Shunt Currents und Stray Currents, bevorzugt in der mindestens einen Zufuhrvorrichtung und/oder der mindestens einen Abfuhrvorrichtung verhinderbar, verhindert, minimierbar und/oder minimiert sind.
[00121] Es kann vorgesehen sein, dass eine dritte Dichtung an der ersten Stromleitungsvorrichtung, insbesondere an der ersten Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung, angeordnet ist, wodurch gegebenenfalls unerwünschte Nebenreaktionen, insbesondere sogenannte Shunt Currents und Stray Currents, bevorzugt in der mindestens einen Wasserstoffabfuhrvorrichtung verhinderbar, verhindert, minimierbar und/oder minimiert sind.
[00122] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung einen ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitt und einen zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitt umfasst und/oder dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung aus einem ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitt und einem zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitt gebildet ist.
[00123] Der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt kann eine Zufuhrvorrichtungskammer und mindestens einen zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnittskanal, insbesondere zwei oder drei oder vier oder fünf oder sechs oder sieben oder acht oder neun oder zehn oder elf oder zwölf oder dreizehn oder vierzehn oder fünfzehn oder sechzehn oder siebzehn oder achtzehn oder neunzehn oder zwanzig oder einundzwanzig oder zweiundzwanzig oder dreiundzwanzig oder vierundzwanzig oder mehr zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnittskanäle, umfassen.
[00124] Die zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnittskanäle können nebeneinander angeordnet sein.
[00125] Es kann vorgesehen sein, dass die wasserhaltige Flüssigkeit durch den ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitt und dann durch den zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitt, insbesondere durch die Zufuhrvorrichtungskammer und dann durch den mindestens einen zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnittskanal, zu, insbesondere ausschließlich, der anodischen Halbzelle, insbeson-
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dere zu der anodischen Elektrode, bevorzugt zu der anodischen Halbzelle und der kathodischen Halbzelle, besonders bevorzugt zu der anodischen Elektrode und der kathodischen Elektrode, zuführt ist.
[00126] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt und der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt, L-förmig ausgestaltet ist.
[00127] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt eine größer Längserstreckung, insbesondere Länge, aufweist als der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt.
[00128] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, senkrecht zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, lonenaustauschvorrichtung, insbesondere senkrecht zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung und/oder senkrecht zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00129] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, senkrecht zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, anodischen Halbzelle, insbesondere senkrecht zu der anodischen Elektrode, bevorzugt senkrecht zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode und/oder senkrecht zu der Querrichtung der anodischen Elektrode, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00130] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, senkrecht zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, kathodischen Halbzelle, insbesondere senkrecht zu der kathodischen Elektrode, bevorzugt senkrecht zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode und/oder senkrecht zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00131] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, senkrecht zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung, senkrecht zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder senkrecht zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche angeordnet ist und/oder verläuft.
[00132] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, parallel zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, lonenaustauschvorrichtung, insbesondere parallel zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung und/oder parallel zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00133] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, parallel zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, anodischen Halbzelle, insbesondere parallel zu der anodischen Elektrode, bevorzugt parallel zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode und/oder parallel zu der Querrichtung der anodischen Elektrode, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00134] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, parallel zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, kathodischen Halbzelle, insbesondere parallel zu der kathodischen Elektrode, bevorzugt parallel zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode und/oder parallel zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00135] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung, parallel zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder parallel zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche angeordnet ist und/oder verläuft.
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[00136] Die Erfinder geben an, dass dadurch die Weglänge durch den Flüssigelektrolyten und damit der Widerstand für nicht gewünschte ijonische Strompfade maximiert und/oder maximierbar ist.
[00137] Es kann vorgesehen sein, dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts und die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts einen, insbesondere im Wesentlichen, rechten Winkel einschließen.
[00138] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere alle Zufuhrvorrichtungen, insbesondere der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt und/oder der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt, in der Rahmenvorrichtung angeordnet ist.
[00139] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere alle Zufuhrvorrichtungen, insbesondere der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt und/ oder der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt, als Bohrung in der Rahmenvorrichtung ausgestaltet ist.
[00140] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere alle Zufuhrvorrichtungen, insbesondere der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt und/oder der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt, bevorzugt an deren Seiten, von der Rahmenvorrichtung begrenzt ist.
[00141] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere alle Zufuhrvorrichtungen, insbesondere der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt und/oder der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt, kanalförmig und/oder rohrförmig ausgebildet ist oder sind.
[00142] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt durch Kanalabschnittausnehmungen, insbesondere Kanalabschnittseinfräsungen, und der zweiten Dichtung, insbesondere der Dichtung der zweiten Stromleitungsvorrichtung, gebildet ist.
[00143] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kanalabschnittausnehmungen an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung vorgesehen, insbesondere in die erste Seite der Rahmenvorrichtung eingefräst, sind, wodurch der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt gebildet ist.
[00144] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder in der ersten Seite der Rahmenvorrichtung angeordnet und/oder vorgesehen ist.
[00145] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung einen ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitt und einen zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitt umfasst und/ oder dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung aus einem ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitt und einem zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitt gebildet ist.
[00146] Der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt kann eine Abfuhrvorrichtungskammer und mindestens einen zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnittskanal, insbesondere zwei oder drei oder vier oder fünf oder sechs oder sieben oder acht oder neun oder zehn oder elf oder zwölf oder dreizehn oder vierzehn oder fünfzehn oder sechzehn oder siebzehn oder achtzehn oder neunzehn oder zwanzig oder einundzwanzig oder zweiundzwanzig oder dreiundzwanzig oder vierundzwanzig oder mehr zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnittskanäle, umfassen.
[00147] Die zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnittskanäle können nebeneinander angeordnet sein.
[00148] Es kann vorgesehen sein, dass die weitere wasserhaltige Flüssigkeit und Sauerstoff durch den zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitt, insbesondere durch den mindestens einen zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnittskanal und dann durch die Abfuhrvorrichtungskammer, und dann durch den ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitt von, insbesondere ausschließlich, der anodischen Halbzelle, insbesondere von der anodischen Elektrode, abführt ist.
[00149] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt und der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt, L-förmig aus-
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gestaltet sind.
[00150] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt eine größere Längserstreckung, insbesondere Länge, aufweist als der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt.
[00151] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, senkrecht zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, lonenaustauschvorrichtung, insbesondere senkrecht zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung und/oder senkrecht zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00152] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, senkrecht zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, anodischen Halbzelle, insbesondere senkrecht zu der anodischen Elektrode, bevorzugt senkrecht zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode und/oder senkrecht zu der Querrichtung der anodischen Elektrode, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00153] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, senkrecht zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, kathodischen Halbzelle, insbesondere senkrecht zu der kathodischen Elektrode, bevorzugt senkrecht zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode und/oder senkrecht zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00154] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, senkrecht zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung, senkrecht zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder senkrecht zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche angeordnet ist und/oder verläuft.
[00155] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, parallel zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, lonenaustauschvorrichtung, insbesondere parallel zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung und/oder parallel zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00156] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, parallel zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, anodischen Halbzelle, insbesondere parallel zu der anodischen Elektrode, bevorzugt parallel zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode und/oder parallel zu der Querrichtung der anodischen Elektrode, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00157] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, parallel zu der, insbesondere plattenförmigen, bevorzugt im Wesentlichen plattenförmigen, kathodischen Halbzelle, insbesondere parallel zu der kathodischen Elektrode, bevorzugt parallel zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode und/oder parallel zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode, angeordnet ist und/oder verläuft.
[00158] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts, insbesondere im Wesentlichen, parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung, parallel zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder parallel zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche angeordnet ist und/oder verläuft.
[00159] Es kann vorgesehen sein, dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts und die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts einen, insbesondere im Wesentlichen, rechten Winkel einschließen.
[00160] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere alle Abfuhrvorrichtungen, bevorzugt der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt und/oder der
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zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt, in der Rahmenvorrichtung angeordnet ist.
[00161] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere alle Abfuhrvorrichtungen, bevorzugt der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt und/oder der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt, als Bohrung in der Rahmenvorrichtung ausgestaltet ist.
[00162] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere alle Abfuhrvorrichtungen, bevorzugt der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt und/oder der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt, bevorzugt an deren Seiten, von der Rahmenvorrichtung begrenzt ist.
[00163] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere alle Abfuhrvorrichtungen, bevorzugt der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt und/oder der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt, kanalförmig und/oder rohrförmig ausgebildet ist oder sind.
[00164] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt durch Kanalabschnittausnehmungen, insbesondere Kanalabschnittseinfräsungen, und der zweiten Dichtung, insbesondere der Dichtung der zweiten Stromleitungsvorrichtung, gebildet ist.
[00165] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass Kanalabschnittausnehmungen an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung vorgesehen, insbesondere in die erste Seite der Rahmenvorrichtung eingefräst, sind, wodurch der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt gebildet ist.
[00166] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder in der ersten Seite der Rahmenvorrichtung angeordnet und/oder vorgesehen ist.
[00167] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung einen ersten Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitt und einen zweiten Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitt umfasst.
[00168] Die Längsrichtung des ersten Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitts kann senkrecht zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung und/oder senkrecht zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung und/oder senkrecht zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode und/oder senkrecht zu der Querrichtung der anodischen Elektrode und/oder senkrecht zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode und/oder senkrecht zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode und/oder senkrecht zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder senkrecht zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder senkrecht zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche angeordnet sein.
[00169] Die Längsrichtung des zweiten Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitts kann parallel zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung und/oder parallel zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung und/oder parallel zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode und/oder parallel zu der Querrichtung der anodischen Elektrode und/oder parallel zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode und/oder parallel zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode und/oder parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder parallel zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung und/oder parallel zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche angeordnet sein.
[00170] Der erste Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitt und/oder der zweite Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitt können in der Rahmenvorrichtung angeordnet sein.
[00171] Der zweite Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitt kann durch Kanalabschnittausnehmungen, insbesondere Kanalabschnittseinfräsungen, und gegebenenfalls der dritten Dichtung, insbesondere eine an der ersten Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung angeordneten Dichtung, gebildet sein.
[00172] Der zweite Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitt kann an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung vorgesehen sein.
[00173] Es kann vorgesehen sein, dass die Längsrichtung des ersten Wasserstoffabfuhrvorrich15753
tungsabschnitts und die Längsrichtung des zweiten Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitts einen, insbesondere im Wesentlichen, rechten Winkel einschließen.
[00174] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere alle Wasserstoffabfuhrvorrichtungen, bevorzugt der erste Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitt und/oder der zweite Wasserstoffabfuhrvorrichtungsabschnitt, kanalförmig und/oder rohrförmig ausgebildet ist oder sind.
[00175] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere vier Zufuhrvorrichtungen, und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere vier Abfuhrvorrichtungen, gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung, insbesondere an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung, angeordnet sind.
[00176] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere vier Zufuhrvorrichtungen, und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere vier Abfuhrvorrichtungen, ident und/oder gleichartig ausgestaltet sind.
[00177] Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der mindestens einen Zufuhrvorrichtung, insbesondere der Abstand zwischen den vier Zufuhrvorrichtungen, und der mindestens einen Abfuhrvorrichtung, insbesondere den vier Abfuhrvorrichtungen, größer ist als die Längserstreckung der anodischen Halbzelle, insbesondere als die Längserstreckung der anodischen Elektrode, als die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle, insbesondere als die Längserstreckung der kathodischen Elektrode, und/oder als die Längserstreckung der lonenaustauschvorrichtung.
[00178] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere die vier Abfuhrvorrichtungen, größer als die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere die vier Zufuhrvorrichtungen, ausgestaltet sind.
[00179] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung, insbesondere an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung, angeordnet sind.
[00180] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen ident und/oder gleichartig ausgestaltet sind.
[00181] Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen den mindestens zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen größer ist als die Breite der anodischen Halbzelle, insbesondere als die Breite der anodischen Elektrode, als die Breite der kathodischen Halbzelle, insbesondere als die Breite der kathodischen Elektrode, und/oder als die Breite der lonenaustauschvorrichtung.
[00182] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Kathodenauflagefläche größer als die Anodenauflagefläche ist.
[00183] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle, insbesondere die Längserstreckung der kathodischen Elektrode, größer als die Längserstreckung der anodischen Halbzelle, insbesondere größer als die Längserstreckung der anodischen Elektrode, ist.
[00184] Insbesondere ist vorgesehen, dass die Länge der kathodischen Halbzelle, insbesondere die Länge der kathodischen Elektrode, größer als die Länge der anodischen Halbzelle, insbesondere größer als die Länge der anodischen Elektrode, ist.
[00185] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Breite der kathodischen Halbzelle, insbesondere die Breite der kathodischen Elektrode, größer als die Breite der anodischen Halbzelle, insbesondere größer als die Breite der anodischen Elektrode, ist.
[00186] Es kann vorgesehen sein, dass die Auflagefläche an welcher die kathodische Halbzelle, insbesondere die Auflagefläche an welcher die kathodische Elektrode, an der lonenaustauschvorrichtung anliegt, größer ist als die Auflagefläche an welcher die anodische Halbzelle, insbesondere die Auflagefläche an welcher die anodische Elektrode, an der lonenaustauschvorrichtung anliegt.
[00187] Es kann vorgesehen sein, dass die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, über die Anodenauflagefläche an der lonenaustauschvorrichtung, insbesondere an der ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung, anliegt.
[00188] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, bevorzugt an einer Anodenauflagefläche, an der lonenaustauschvorrichtung anliegt.
[00189] Es kann vorgesehen sein, dass die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, über die Kathodenauflagefläche an der lonenaustauschvorrichtung, insbesondere an der zweiten Seite der lonenaustauschvorrichtung, anliegt.
[00190] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, bevorzugt an einer Kathodenauflagefläche, an der lonenaustauschvorrichtung anliegt.
[00191] Es kann vorgesehen sein, dass die Kathodenauflagefläche und die Anodenauflagefläche gegenüberliegend an der lonenaustauschvorrichtung angeordnet sind.
[00192] Die Kathodenauflagefläche und die Anodenauflagefläche können sich einander gegenüberliegen.
[00193] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Anodenauflagefläche größer als die Kathodenauflagefläche ist.
[00194] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längserstreckung der anodischen Halbzelle, insbesondere die Längserstreckung der anodischen Elektrode, größer als die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle, insbesondere größer als die Längserstreckung der kathodischen Elektrode, ist.
[00195] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Breite der anodischen Halbzelle, insbesondere die Breite der anodischen Elektrode, größer als die Breite der kathodischen Halbzelle, insbesondere größer als die Breite der kathodischen Elektrode, ist.
[00196] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere die erste Stromleitungsvorrichtung und die zweite Stromleitungsvorrichtung, Ausnehmungen für die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, die mindestens eine Abfuhrvorrichtung und die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung aufweisen.
[00197] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der Auslass der mindestens eine Zufuhrvorrichtung und der Auslass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, von einer Erhebung umgeben sind, sodass die Rahmenvorrichtung der ersten Vorrichtung in die Ausnehmung der Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung steckbar ist.
[00198] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche, parallel zu der lonenaustauschvorrichtung und/oder parallel zu der kathodischen Halbzelle, insbesondere parallel zu der kathodischen Elektrode, insbesondere parallel zu der Kathodenauflagefläche, an der kathodische Halbzelle angeordnet sind/ist.
[00199] Es kann vorgesehen sein, dass sich die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche und die Kathodenauflagefläche parallel gegenüberliegen.
[00200] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Rahmenvorrichtung eine Stromleitungsvorrichtungsausnehmung, insbesondere eine Stromleitungsvorrichtungseinfräsung, bevorzugt eine zweite Ausnehmung und/oder Einfräsung, aufweist.
[00201] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung angeordnet ist.
[00202] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung in die zweite Seite der Rahmenvorrichtung eingefräst ist, wodurch die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche gebildet ist.
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[00203] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung, insbesondere ausschließlich, bevorzugt mindestens zum Teil, über die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung, insbesondere durch die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung gebildete Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche, an der Rahmenvorrichtung, insbesondere über die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche mit der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung, angeordnet ist.
[00204] Es kann vorgesehen sein, dass die erste Stromleitungsvorrichtung, insbesondere ausschließlich, in der Stromleitungsvorrichtungsausnehmung, insbesondere über die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche, an der, insbesondere der zweiten Seite der, Rahmenvorrichtung anliegt.
[00205] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung zwei sich, insbesondere parallel, gegenüberliegende Seiten aufweist.
[00206] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung, insbesondere die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung, eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, aufweist, wobei die Strömungsleitvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Zufluss an wasserhaltiger Flüssigkeit zu der kathodischen Halbzelle und/oder den Abtransport von wasserstoffhaltigen Fluiden, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/oder Gasen, insbesondere Sauerstoff, von der kathodischen Halbzelle zu leiten.
[00207] Insbesondere ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung, insbesondere mindestens eine Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung, bevorzugt der an einer Halbzelle anliegende Bereich, besonders bevorzugt beide Seiten der ersten Stromleitungsvorrichtung, eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, aufweist/aufweisen, wObei die Strömungsleitvorrichtung die wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere wasserhaltige Flüssigkeiten, zu der jeweiligen Halbzelle, insbesondere den Halbzellen, zuleitet und/oder wasserstoffhaltige Fluide, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/oder Gase, insbesondere Sauerstoff, von der jeweiligen Halbzelle, insbesondere den Halbzellen, ableitet.
[00208] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung über die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung an der kathodischen Halbzelle, insbesondere der kathodischen Elektrode, anliegt.
[00209] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung über die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung, insbesondere über die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche, an der Rahmenvorrichtung anliegt.
[00210] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die zweite Stromleitungsvorrichtung zwei sich, insbesondere parallel, gegenüberliegende Seiten aufweist.
[00211] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die zweite Stromleitungsvorrichtung, insbesondere die zweite Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung, eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, aufweist, wobei die Strömungsleitvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Zufluss an wasserhaltiger Flüssigkeit zu der anodischen Halbzelle und den Abtransport von sauerstoffhaltigen Fluiden, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/ oder Gasen, insbesondere Sauerstoff und/oder Wasserstoff, von der anodischen Halbzelle zu leiten.
[00212] Insbesondere ist vorgesehen, dass die zweite Stromleitungsvorrichtung, insbesondere mindestens eine Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung, bevorzugt der an einer Halbzelle anliegende Bereich, besonders bevorzugt beide Seiten der zweiten Stromleitungsvorrichtung, eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, aufweist/aufweisen, wobei die Strömungsleitvorrichtung wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere wasserhaltige Flüssigkeiten, zu den jeweiligen Halbzelle, insbesondere den Halbzellen, zuleitet und sauerstoffhaltige Fluide, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/oder Gase, insbesondere Sauerstoff und/oder Wasserstoff, von der anodische Halbzelle ableitet.
[00213] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die zweite Stromleitungsvorrichtung über die zweite Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung an der anodischen Halbzelle, insbesondere
der anodischen Elektrode, anliegt.
[00214] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die zweite Stromleitungsvorrichtung über die erste Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung, insbesondere über die zweite Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche, an der Rahmenvorrichtung einer, insbesondere der, weiteren Vorrichtung anliegt.
[00215] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Längserstreckung der ersten Stromleitungsvorrichtung und/oder der zweiten Stromleitungsvorrichtung, insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen, größer ist als die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle und als die Längserstreckung der anodischen Halbzelle, insbesondere größer ist als die Längserstreckung der kathodischen Elektrode und als die Längserstreckung der anodischen Elektrode, bevorzugt größer ist als die Längserstreckung der plattenförmigen kathodischen Elektrode und als die Längserstreckung der plattenförmigen anodischen Elektrode.
[00216] Insbesondere ist vorgesehen, dass die Länge der ersten Stromleitungsvorrichtung und/ oder der zweiten Stromleitungsvorrichtung, insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen, größer ist als die Länge der kathodischen Halbzelle und als die Länge der anodischen Halbzelle, insbesondere größer ist als die Länge der kathodischen Elektrode und als die Länge der anodischen Elektrode, bevorzugt größer ist als die Länge der plattenförmigen kathodischen Elektrode und als die Länge der plattenförmigen anodischen Elektrode.
[00217] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Breite der ersten Stromleitungsvorrichtung und/oder der zweiten Stromleitungsvorrichtung, insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen, größer ist als die Breite der kathodischen Halbzelle und als die Breite der anodischen Halbzelle, insbesondere größer ist als die Breite der kathodischen Elektrode und größer ist als die Breite der anodischen Elektrode, bevorzugt größer ist als die Breite der plattenförmigen kathodischen Elektrode und als die Breite der plattenförmigen anodischen Elektrode.
[00218] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die wasserhaltige Flüssigkeit Basen, insbesondere Natriumhydroxid oder Kaliumcarbonat oder Kaliumhydroxid, in einem Bereich von einschließlich 0 Gewichtsprozent bis einschließlich 30 Gewichtsprozent, insbesondere Kaliumhydroxid in einem Bereich von einschließlich 0,7 Gewichtsprozent bis einschließlich 7 Gewichtsprozent, aufweist und/oder umfasst.
[00219] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass in der wasserhaltige Flüssigkeit Basen, insbesondere Natriumhydroxid oder Kaliumcarbonat oder Kaliumhydroxid, in einem Bereich von einschließlich 0 Gewichtsprozent bis einschließlich 30 Gewichtsprozent, insbesondere Kaliumhydroxid in einem Bereich von einschließlich 0,7 Gewichtsprozent bis einschließlich 7 Gewichtsprozent, gelöst sind.
[00220] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die wasserhaltige Flüssigkeit bei 25 °C einen pHWert in einem Bereich von einschließlich 7 bis einschließlich 14, insbesondere einen pH-Wert von 14, hat.
[00221] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Rahmenvorrichtung aus Kunststoff, insbesondere aus Polysulfon und/oder Polyamid und/oder Polypropylen und/oder Polystyrol und/oder PoIyetheretherketon, bevorzugt PSU und/oder PA und/oder PP und/oder PS und/oder PEEK, ausgestaltet ist.
[00222] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die kathodische Elektrode aus mit Katalysator beschichteten und porösen Nickelstrukturen oder aus mit Katalysator beschichteten und porösen Kohlenstoffstrukturen, insbesondere aus mit Platin beschichtetem Kohlenstoffpapier und/oder Kohlenstofffilz und/oder Kohlenstoffgewebe, ausgestaltet ist.
[00223] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die kathodische Elektrode porös und elektrisch leitfähig ausgestaltet ist.
[00224] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die anodische Elektrode aus mit Katalysator beschichtete und porösen metallischen Strukturen ausgestaltet ist, wobei gegebenenfalls die metallischen Strukturen aus Nickel und/oder Edelstahl und/oder Titan, ausgestaltet sind.
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[00225] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die anodische Elektrode porös und elektrisch leitfähig ausgestaltet ist.
[00226] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Oberfläche der anodischen Elektrode unpassiviert ist.
[00227] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die lonenaustauschvorrichtung porös ausgestaltet ist.
[00228] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die lonenaustauschvorrichtung membranartig, aus jonisch leitfähigem Polymer, insbesondere aus anionisch leitfähigem Polymer, ausgestaltet ist.
[00229] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Vorrichtung, insbesondere die anodische Halbzelle, bevorzugt die anodische Elektrode, bei Drücke im Bereich von einschließlich 1,0 bar bis einschließlich 1,5 bar, insbesondere bei einem Druck von 1,5 bar, betrieben und/oder betreibar ist.
[00230] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Vorrichtung, insbesondere die kathodische Halbzelle, bevorzugt die kathodische Elektrode, bei Drücke im Bereich von einschließlich 1,0 bar bis einschließlich 100,0 bar, insbesondere bei einem Druck von 30,0 bar, betrieben und/oder betreibar ist.
[00231] Es kann vorgesehen sein, dass an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt der Zufuhrvorrichtung, die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt, und/oder die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, angeordnet ist.
[00232] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass von der ersten Seite der Rahmenvorrichtung die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, bevorzugt in die Rahmenvorrichtung, eingesetzt und/oder einsetzbar ist, sodass gegebenenfalls die anodische Halbzelle, insbesondere die anodische Elektrode, an der lonenaustauschvorrichtung angeordnet und/oder anordenbar ist.
[00233] Es kann vorgesehen sein, dass an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung die Wasserstoffabfuhrvorrichtung und/oder die lonenaustauschvorrichtung und/oder die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, angeordnet ist.
[00234] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass von der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, bevorzugt in die Rahmenvorrichtung, eingesetzt und/oder einsetzbar ist, sodass gegebenenfalls die kathodische Halbzelle, insbesondere die kathodische Elektrode, an der lonenaustauschvorrichtung, insbesondere an der Kathodenauflagefläche, angeordnet und/oder anordenbar ist.
[00235] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass von der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung die lonenaustauschvorrichtung, bevorzugt in die Rahmenvorrichtung, eingesetzt und/oder einsetzbar ist, sodass gegebenenfalls die lonenaustauschvorrichtung an der anodischen Halbzelle, insbesondere an der anodischen Elektrode, und der Rahmenvorrichtung angeordnet und/oder anordenbar ist.
[00236] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer wasserhaltigen Flüssigkeit auch die wasserhaltige Flüssigkeit verstanden werden.
[00237] Es kann vorgesehen sein, dass die wasserhaltige Flüssigkeit und/oder die weitere wasserhaltige Flüssigkeit ein Elektrolyt ist.
[00238] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer weiteren wasserhaltigen Flüssigkeit auch die weitere wasserhaltige Flüssigkeit verstanden werden.
[00239] Insbesondere wird die von der mindestens einen Zufuhrvorrichtung zugeführte wasserhaltige Flüssigkeit in die von der mindestens einen Abfuhrvorrichtung abgeführte weitere wasserhaltige Flüssigkeit und in den von der mindestens einen Abfuhrvorrichtung abgeführten Sauerstoff und in den von der mindestens einen Wasserstoffabfuhrvorrichtung abgeführten Wasserstoff, ins-
besondere in den von der mindestens einen Wasserstoffabfuhrvorrichtung abgeführten Wasserstoff und in die von der mindestens einen Wasserstoffabfuhrvorrichtung abgeführte weitere wasserhaltige Flüssigkeit, umgesetzt.
[00240] Gegebenenfalls kann die von der mindestens einen Zufuhrvorrichtung zugeführte wasserhaltige Flüssigkeit auch der von der mindestens einen Abfuhrvorrichtung abgeführten weiteren wasserhaltigen Flüssigkeit entsprechen.
[00241] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Rahmenvorrichtung der Vorrichtung einstückig und/oder einteilig ausgestaltet ist.
[00242] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Zufuhrkanal, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung und von der, insbesondere zweiten, Dichtung, insbesondere von der an der zweiten Stromleitungsvorrichtung angeordneten Dichtung, bevorzugt von der an der ersten Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung angeordneten Dichtung, gebildet ist, sodass gegebenenfalls die wasserhaltige Flüssigkeit in der mindestens einen Zufuhrvorrichtung, insbesondere ausschließlich, mit der anodischen Halbzelle, insbesondere mit der anodischen Elektrode, und der Rahmenvorrichtung und der, insbesondere zweiten, Dichtung in Kontakt steht, insbesondere wenn die wasserhaltige Flüssigkeit der Vorrichtung zugeführt ist.
[00243] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Abfuhrkanal, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung und von der, insbesondere zweiten, Dichtung, insbesondere von der an der zweiten Stromleitungsvorrichtung angeordneten Dichtung, bevorzugt von der an der ersten Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung angeordneten Dichtung, gebildet ist, sodass gegebenenfalls die weitere wasserhaltige Flüssigkeit und Sauerstoff, in der mindestens einen Abfuhrvorrichtung, insbesondere ausschließlich, mit der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen Elektrode, und der Rahmenvorrichtung und der, insbesondere zweiten, Dichtung in Kontakt steht, insbesondere wenn die weitere wasserhaltige Flüssigkeit und Sauerstoff, aus der Vorrichtung abgeführt ist.
[00244] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung und gegebenenfalls von der, insbesondere dritten, Dichtung, insbesondere von der an der ersten Stromleitungsvorrichtung angeordneten Dichtung, bevorzugt an der ersten Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung angeordneten Dichtung, gebildet ist, sodass gegebenenfalls der Wasserstoff, insbesondere Wasserstoff und weitere wasserhaltige Flüssigkeit, bevorzugt Wasserstoff und Wasser, insbesondere bevorzugt Wasserstoff und Wassertropfen, in der mindestens einen Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere ausschließlich, mit der kathodischen Halbzelle, insbesondere der kathodischen Elektrode, und/oder der Rahmenvorrichtung und gegebenenfalls der, insbesondere der dritten, Dichtung in Kontakt steht, insbesondere wenn der Wasserstoff, insbesondere Wasserstoff und Wasser, bevorzugt Wasserstoff und Wassertropfen, aus der Vorrichtung abgeführt ist.
[00245] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass an den Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere an der nur mit einer anodischen Halbzelle verbundenen Stromleitungsvorrichtung und/oder an der nur mit einer kathodischen Halbzelle verbundenen Stromleitungsvorrichtung, bevorzugt an der ersten und der letzten Stromleitungsvorrichtung, besonders bevorzugt an den äußersten Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere besonders bevorzugt an den äußersten Stromleitungsvorrichtungen einer erfindungsgemäßen Zellenanordnung, jeweils eine Endplatte vorgesehen ist.
[00246] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Endplatten dazu ausgebildet sind, die Vorrichtung, insbesondere die anodische Halbzelle und die kathodische Halbzelle und die lonenaustauschvorrichtung und die Rahmenvorrichtung und die zwei Stromleitungsvorrichtungen, zusammenzupressen, insbesondere gleichmäßig, zusammenzupressen.
[00247] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Endplatten dazu ausgebildet sind, die Vorrichtung, insbesondere die anodische Elektrode und die kathodische Elektrode und die lonenaus-
tauschvorrichtung und die Rahmenvorrichtung und die erste Stromleitungsvorrichtung und die weitere Stromleitungsvorrichtung, zusammenzupressen, insbesondere gleichmäßig, zusammenzupressen.
[00248] Insbesondere betrifft die Erfindung gegebenenfalls eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur, insbesondere elektrolytischen, Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit.
[00249] Insbesondere betrifft die Erfindung gegebenenfalls ein Verfahren zur, insbesondere elektrolytischen, Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei das Verfahren gegebenenfalls nachfolgende Schritte umfasst.
[00250] Zuführen einer wasserhaltigen Flüssigkeit durch die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere ausschließlich, zu der anodischen Halbzelle, insbesondere zu der anodischen Elektrode, bevorzugt zu der anodischen Halbzelle und der kathodischen Halbzelle, besonders bevorzugt zu der anodischen Elektrode und der kathodischen Elektrode.
[00251] Zuführen von Strom zu den Stromleitungsvorrichtungen, sodass, insbesondere elektroIytisch, bevorzugt durch Elektrolyse, aus der wasserhaltigen Flüssigkeit Sauerstoff und Wasserstoff, insbesondere Sauerstoff und Wasserstoff und die von der mindestens eine Abfuhrvorrichtung abgeführte weitere wasserhaltige Flüssigkeit und die von der mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung abgeführte weitere wasserhaltige Flüssigkeit, erzeugt und/oder erzeugbar ist.
[00252] Abführen der weiteren wasserhaltige Flüssigkeit und des erzeugten Sauerstoffs, bevorzugt ausschließlich, von der anodischen Halbzelle, insbesondere von der anodischen Elektrode, durch die mindestens eine Abfuhrvorrichtung.
[00253] Abführen des erzeugten Wasserstoffs, insbesondere des erzeugten Wasserstoffs und der weiteren wasserhaltigen Flüssigkeit, bevorzugt des erzeugten Wasserstoffs und Wasser, insbesondere bevorzugt ausschließlich, von der kathodischen Halbzelle, insbesondere von der kathodischen Elektrode, durch die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung.
[00254] Diese Verfahrensschritte können solange, insbesondere zeitgleich, durchgeführt werden, bis die gewünschte Wasserstoffmenge erzeugt ist.
[00255] Insbesondere betrifft die Erfindung gegebenenfalls eine, insbesondere elektrochemische, Zellenanordnung, wobei die, insbesondere elektrochemische, Zellenanordnung mindestens zwei, insbesondere erfindungsgemäße, Vorrichtungen, insbesondere eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung und eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung, bevorzugt mindestens zwei erfindungsgemäße elektrochemische Zellen, umfasst.
[00256] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Vorrichtungen, insbesondere die erste Vorrichtung und die weitere Vorrichtung, erfindungsgemäß ausgestaltet sind.
[00257] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Vorrichtungen der, insbesondere elektrochemischen, Zellenanordnung in einem Stapel, insbesondere übereinandergestapelt, bevorzugt nach dem sogenannten Tichelmann System, angeordnet sind.
[00258] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung einer, insbesondere der ersten, Vorrichtung die zweite Stromleitungsvorrichtung einer, insbesondere der, weiteren Vorrichtung ist.
[00259] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Dichtung einer, insbesondere der ersten, Vorrichtung die zweite Dichtung einer, insbesondere der, weiteren Vorrichtung ist.
[00260] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung einer, insbesondere der ersten, Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle, insbesondere der kathodischen Elektrode, der, insbesondere ersten, Vorrichtung angeordnet ist.
[00261] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung einer, insbesondere der ersten, Vorrichtung an der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen
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Elektrode, einer weiteren, insbesondere der zweiten, Vorrichtung angeordnet ist.
[00262] Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtungen derart angeordnet, insbesondere ausgestaltet sind, dass die erste Stromleitungsvorrichtung einer, insbesondere der ersten, Vorrichtung mit der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen Elektrode, der weiteren, insbesondere der zweiten, Vorrichtung in Kontakt steht.
[00263] Mit anderen Worten ist die Zellenanordnung, insbesondere sind die Vorrichtungen, dazu ausgebildet, dass bei einer Verbindung der Vorrichtungen die erste Stromleitungsvorrichtung einer, insbesondere der ersten, Vorrichtung, mit der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen Elektrode, der weiteren, insbesondere der zweiten, Vorrichtung verbunden ist.
[00264] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die zweite Stromleitungsvorrichtung der ersten Vorrichtung an der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen Elektrode, der ersten Vorrichtung angeordnet ist.
[00265] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren, insbesondere der zweiten, Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle, insbesondere der kathodischen Elektrode, der weiteren Vorrichtung angeordnet ist.
[00266] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zufuhrvorrichtung, insbesondere der Auslass der Zufuhrvorrichtung, bevorzugt der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt der Zufuhrvorrichtung, der ersten Vorrichtung mit der Zufuhrvorrichtung, insbesondere dem Einlass der Zufuhrvorrichtung, bevorzugt mit dem ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitt der Zufuhrvorrichtung, der zweiten Vorrichtung verbunden ist, sodass gegebenenfalls ein, insbesondere gemeinsamer, Zufuhrkanal gebildet ist.
[00267] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Abfuhrvorrichtung, insbesondere der Auslass der Abfuhrvorrichtung, bevorzugt der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt der Abfuhrvorrichtung, der ersten Vorrichtung mit der Abfuhrvorrichtung, insbesondere dem Einlass der Abfuhrvorrichtung, bevorzugt dem ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitt der Abfuhrvorrichtung, der zweiten Vorrichtung verbunden ist, sodass gegebenenfalls ein, insbesondere gemeinsamer, Abfuhrkanal gebildet ist.
[00268] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere der Auslass der Wasserstoffabfuhrvorrichtung, der ersten Vorrichtung mit der Wasserstoffabfuhrvorrichtung, insbesondere dem Einlass der Wasserstoffabfuhrvorrichtung, der zweiten Vorrichtung verbunden ist, sodass ein, insbesondere gemeinsamer, Wasserstoffabfuhrkanal gebildet ist.
[00269] Es kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Einlässe der, insbesondere erfindungsgemäßen, Vorrichtungen der, insbesondere erfindungsgemäßen, elektrochemischen Zellenanordnung miteinander verbunden sind.
[00270] Es kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Auslässe der, insbesondere erfindungsgemäßen, Vorrichtungen der, insbesondere erfindungsgemäßen, elektrochemischen Zellenanordnung miteinander verbunden sind.
[00271] Mit anderen Worten können die, insbesondere erfindungsgemäßen, Vorrichtungen der, insbesondere erfindungsgemäßen, elektrochemischen Zellenanordnung, in einer fluidischen Parallelschaltung angeordnet sein.
[00272] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die elektrochemische Zellenanordnung mindestens eine weitere, insbesondere eine weitere weitere, Vorrichtung umfasst.
[00273] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mindestens eine weitere, insbesondere die weitere weitere, Vorrichtung erfindungsgemäß ausgestaltet ist.
[00274] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Vorrichtungen der, insbesondere elektrochemischen, Zellenanordnung in einem Stapel, insbesondere übereinandergestapelt, bevorzugt nach dem sogenannten Tichelmann System, angeordnet sind.
[00275] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren
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Vorrichtung die zweite Stromleitungsvorrichtung der mindestens eine weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung ist.
[00276] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Dichtung der weiteren Vorrichtung die zweite Dichtung der mindestens eine weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung ist.
[00277] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle, insbesondere der kathodischen Elektrode, der weiteren Vorrichtung angeordnet ist.
[00278] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung an der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen Elektrode, der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung angeordnet ist.
[00279] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die zweite Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung an der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen Elektrode, der weiteren Vorrichtung angeordnet ist.
[00280] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle, insbesondere der kathodischen Elektrode, der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung angeordnet ist.
[00281] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zufuhrvorrichtung der weiteren Vorrichtung mit der Zufuhrvorrichtung der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung verbunden ist, sodass gegebenenfalls ein, insbesondere gemeinsamer, Zufuhrkanal gebildet ist.
[00282] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Abfuhrvorrichtung der weiteren Vorrichtung mit der Abfuhrvorrichtung der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung verbunden ist, sodass gegebenenfalls ein, insbesondere gemeinsamer, Abfuhrkanal gebildet ist,
[00283] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Wasserstoffabfuhrvorrichtung der weiteren Vorrichtung mit der Wasserstoffabfuhrvorrichtung der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung verbunden ist, sodass gegebenenfalls ein, insbesondere gemeinsamer, Wasserstoffabfuhrkanal gebildet ist.
[00284] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung der ersten Vorrichtung zwischen der kathodischen Halbzelle, insbesondere der kathodischen Elektrode, der ersten Vorrichtung und der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen Elektrode, der weiteren Vorrichtung angeordnet ist.
[00285] Es kann vorgesehen sein, dass die erste Stromleitungsvorrichtung der ersten Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle, insbesondere an der kathodischen Elektrode, der ersten Vorrichtung und an der anodischen Halbzelle, insbesondere an der anodischen Elektrode, der weiteren Vorrichtung anliegt.
[00286] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung zwischen der kathodischen Halbzelle, insbesondere der kathodischen Elektrode, der weiteren Vorrichtung und der anodischen Halbzelle, insbesondere der anodischen Elektrode, der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung angeordnet ist.
[00287] Es kann vorgesehen sein, dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle, insbesondere an der kathodischen Elektrode, der weiteren Vorrichtung und an der anodischen Halbzelle, insbesondere an der anodischen Elektrode, der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung anliegt.
[00288] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass durch die an den Stromleitungsvorrichtungen der jeweiligen Vorrichtungen angeordneten Dichtungen und der Rahmenvorrichtung der jeweiligen Vorrichtungen, insbesondere den jeweiligen Kanalabschnittausnehmungen, die jeweilige Zufuhr-
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vorrichtung und die jeweilige Abfuhrvorrichtung, insbesondere der jeweilige zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt und der jeweilige zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt, und gegebenenfalls die jeweilige Wasserstoffabfuhrvorrichtung gebildet sind.
[00289] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Stromleitungsvorrichtungen, welche jeweils nur mit einer anodischen Halbzelle oder nur mit einer kathodischen Halbzelle verbunden sind, insbesondere die erste und die letzte Stromleitungsvorrichtung der elektrochemischen Zellenanordnung, als Monopolarplatte ausgestaltet sind.
[00290] Es kann vorgesehen sein, dass die nicht an eine weitere Vorrichtung angrenzende Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere die erste und die letzte Stromleitungsvorrichtung der elektrochemischen Zellenanordnung, als Monopolarplatte ausgestaltet sind.
[00291] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass an den Stromleitungsvorrichtungen, welche jeweils nur mit einer anodischen Halbzelle oder nur mit einer kathodischen Halbzelle verbunden sind, insbesondere an der ersten und an der letzten Stromleitungsvorrichtung der elektrochemischen Zellenanordnung, Endplatten vorgesehen sind.
[00292] Es kann vorgesehen sein, dass an den nicht an eine weitere Vorrichtung angrenzenden Stromleitungsvorrichtungen, insbesondere an der erste und an der letzte Stromleitungsvorrichtung der elektrochemischen Zellenanordnung, Endplatten vorgesehen sind.
[00293] Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Endplatten der elektrochemischen Zellenanordnung dazu ausgebildet sind, die elektrochemischen Zellenanordnung, insbesondere die stapelförmig angeordneten Vorrichtungen, zusammenzupressen, insbesondere gleichmäßig zusammenzupressen.
[00294] Es kann vorgesehen sein, dass die Endplatten ein separates Bauteil sind, wobei die Endplatten dazu ausgebildet sind, die Zellenanordnung, insbesondere den Zellstapel, bevorzugt die einzelnen Schichten der Zellenanordnung, zusammenzupressen und/oder den Druck der Schrauben gleichmäßig über die Fläche zu verteilen.
[00295] Es kann vorgesehen sein, dass die Rahmenvorrichtung durch Spritzgussverfahren und/ oder 3D-Druckverfahren und/oder durch Zerspanen hergestellt ist.
[00296] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmungen der Rahmenvorrichtung, insbesondere die Rahmenvorrichtungsausnehmung und/oder die lonenaustauschvorrichtungausnehmung und/oder Kanalabschnittausnehmungen und/oder Stromleitungsvorrichtungsausnehmung, durch Spritzguss, insbesondere durch eine dementsprechenden ausgestaltete Spritzgussform, erzeugbar und/oder erzeugt sind.
[00297] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter ausgestaltet, auch ausgebildet und/ oder eingerichtet verstanden werden.
[00298] Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich gegebenenfalls aus den Ansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren.
[00299] Die Erfindung wird nun am Beispiel exemplarischer, nicht ausschließlicher und/oder nicht einschränkender Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
[00300] Es sei festgehalten, dass in den unterschiedlichen Figuren und/oder Ausführungsformen gegebenenfalls gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen und/oder gleichen Bezeichnungen versehen werden. Die in der gesamten Beschreibung und/oder den Ansprüchen enthaltenen Offenbarungen können sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen und/oder gleichen Bezeichnungen übertragen werden. Auch können die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie zum Beispiel oben, unten, von rechts, von links, seitlich und dergleichen auf die unmittelbar beschriebene und dargestellte Figur bezogen werden.
[00301] Fig. 1a bis 1e zeigen schematische grafische Darstellungen einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
[00302] Fig. 2a bis 2c zeigen schematische grafische Darstellungen einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrochemische Zellenanordnung.
[00303] Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen folgenden Komponenten:
Vorrichtung 1, erste Schnittebene 2, zweite Schnittebene 3, erste Seite der Rahmenvorrichtung 4, zweite Seite der Rahmenvorrichtung 5, anodische Halbzelle 6, kathodische Halbzelle 7, anodische Elektrode 8, kathodische Elektrode 9, lonenaustauschvorrichtung 10, Rahmenvorrichtung 11, Rahmenvorrichtungsausnehmung 12, Stromleitungsvorrichtung 13, Anodenauflagefläche 14, ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung 15, Kathodenauflagefläche 16, zweiten Seite der lonenaustauschvorrichtung 17, Zufuhrvorrichtung 18, Abfuhrvorrichtung 19, Wasserstoffabfuhrvorrichtung 20, lonenaustauschvorrichtungausnehmung 21, lonenaustauschvorrichtungauflagefläche 22, Dichtung 23, erster Zufuhrvorrichtungsabschnitt 24, zweiter Zufuhrvorrichtungsabschnitt 25, Kanalabschnittausnehmungen 26, erster Abfuhrvorrichtungsabschnitt 27, zweiter Abfuhrvorrichtungsabschnitt 28, Stromleitungsvorrichtungsausnehmung 29, Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche 30, erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung 31, Zellenanordnung 32, zweite Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung 33, erste Schnittebene 34, zweite Schnittebene 35, erste Stromleitungsvorrichtung 36, zweite Stromleitungsvorrichtung 37, erste Dichtung 38, zweite Dichtung 39, zweite Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung 40, zweite Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung 41 und erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung 42.
[00304] Figur 1a zeigt eine schematische grafische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Grundriss. In der Figur 1b ist eine Schnittdarstellung der Vorrichtung 1 entlang der ersten Schnittebene 2 der Figur 1a schematisch dargestellt. In der Figur 1c ist eine Schnittdarstellung der Vorrichtung 1 entlang der zweiten Schnittebene 3 der Figur 1a schematisch dargestellt. Die Schnittdarstellungen der Figuren 1b und 1c sind unterbrochen, insbesondere gestaucht, dargestellt, was durch den in der Mitte der Figuren eingefügten wellenförmige Einschnitt gezeigt ist. Figur 1d zeigt eine schematische grafische Darstellung der ersten Seite der Rahmenvorrichtung 5 der Vorrichtung 1 in einer isometrischen Ansicht. Figur 1e zeigt eine schematische grafische Darstellung der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 4 der Vorrichtung 1 in einer isometrischen Ansicht.
[00305] Die Vorrichtung 1 ist eine elektrochemische Zelle, wobei die Vorrichtung 1 zur, insbesondere elektrolytischen, Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit, ausgebildet ist.
[00306] Die Vorrichtung 1 umfasst eine anodische Halbzelle 6 und eine kathodische Halbzelle 7, wobei die anodische Halbzelle 6 eine anodische Elektrode 8 und die kathodische Halbzelle 7 eine kathodische Elektrode 9 umfasst.
[00307] Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine lonenaustauschvorrichtung 10, wobei die lonenaustauschvorrichtung 10 zwischen der anodischen Halbzelle 6 und der kathodischen Halbzelle 7 angeordnet ist.
[00308] Die Vorrichtung 1 umfasst eine Rahmenvorrichtung 11, wobei die Rahmenvorrichtung 11 eine Rahmenvorrichtungsausnehmung 12 aufweist.
[00309] Die Vorrichtung 1 umfasst eine zwei Stromleitungsvorrichtungen 36, 37, nämlich eine erste Stromleitungsvorrichtung 36 und eine zweite Stromleitungsvorrichtung 37, bevorzugt zwei Monopolarplatten, sodass Strom der Vorrichtung zugeführt und/oder zuführbar ist.
[00310] Die erste Stromleitungsvorrichtung 36 liegt an der kathodischen Halbzelle 7, insbesondere an der kathodischen Elektrode 9, und an der Rahmenvorrichtung 11, insbesondere an einer Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche 30 der Rahmenvorrichtung 11, an.
[00311] Die zweite Stromleitungsvorrichtung 37 liegt an der anodischen Halbzelle 6, insbesondere an der anodischen Elektrode 8, und der Rahmenvorrichtung 11 an.
[00312] Die anodische Halbzelle 6, die kathodische Halbzelle 7 und die lonenaustauschvorrichtung 10 sind in der Rahmenvorrichtungsausnehmung 12 der Rahmenvorrichtung 11 angeordnet.
[00313] Ferner ist die anodische Halbzelle 6, insbesondere die anodische Elektrode 8, bevorzugt über eine Anodenauflagefläche 14, an einer ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung 15 angeordnet.
[00314] Die kathodische Halbzelle 7, insbesondere die kathodische Elektrode 9, ist, insbesondere über eine Kathodenauflagefläche 16, an einer zweiten Seite der lonenaustauschvorrichtung 17 angeordnet.
[00315] Die erste Seite der lonenaustauschvorrichtung 15 und die zweite Seite der lonenaustauschvorrichtung 17 liegen einander gegenüber.
[00316] Gemäß dieser Ausführungsform weist die Rahmenvorrichtung 11 vier Zufuhrvorrichtungen 18, insbesondere vier Zufuhrkanäle, vier Abfuhrvorrichtungen 19, insbesondere vier Abfuhrkanäle, und zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen 20, insbesondere zwei Wasserstoffabfuhrkanäle, auf.
[00317] Die vier Zufuhrvorrichtungen 18 führen die wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere ausschließlich, der anodischen Halbzelle 6, insbesondere der anodischen Elektrode 8, bevorzugt der Vorrichtung 1, zu.
[00318] Die vier Abfuhrvorrichtungen 19 führen eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit und den erzeugten Sauerstoff, insbesondere ausschließlich, von der anodischen Halbzelle 6, insbesondere von der anodischen Elektrode 8, bevorzugt von der Vorrichtung 1, ab.
[00319] Die zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen 20 führen den erzeugten Wasserstoff, insbesondere Wasserstoff und eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit, bevorzugt Wasserstoff und Wasser, insbesondere bevorzugt Wasserstoff und wasserhaltige Flüssigkeit/Flüssigkeitstropfen, insbesondere besonders bevorzugt ausschließlich, von der kathodischen Halbzelle 7, insbesondere von der kathodischen Elektrode 9, bevorzugt von der Vorrichtung 1, ab.
[00320] Die von den vier Zufuhrvorrichtungen 18 zugeführte wasserhaltige Flüssigkeit wird in die von den vier Abfuhrvorrichtungen 19 abgeführte weitere wasserhaltige Flüssigkeit und den von den vier Abfuhrvorrichtungen 19 abgeführten Sauerstoff, und in den von den zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen 20 abgeführten Wasserstoff, insbesondere den von den zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen 20 abgeführten Wasserstoff und die von den zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen 20 abgeführte weitere wasserhaltige Flüssigkeit, bevorzugt elektrolytisch / durch ElektroIyse, umgesetzt.
[00321] Die Rahmenvorrichtung 11 ist ein Nichtleiter. Mit anderen Worten ist die Rahmenvorrichtung 11 aus nicht elektrisch leitfähigem Material und aus elektrisch unleitfähigem Material gebildet.
[00322] Gemäß dieser Ausführungsform sind die anodische Halbzelle 6, insbesondere die anodische Elektrode 8, die kathodische Halbzelle 7, insbesondere die kathodische Elektrode 9, die lonenaustauschvorrichtung 10 und die Stromleitungsvorrichtungen 36, 37, plattenförmig ausgestaltet.
[00323] Die Rahmenvorrichtung 11 weist eine erste Seite und eine zweite Seite auf, wobei die erste Seite der Rahmenvorrichtung 4 und die zweite Seite der Rahmenvorrichtung 5 parallel gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung 11 angeordnet sind.
[00324] Ferner sind gemäß dieser Ausführungsform die anodische Halbzelle 6, insbesondere die anodische Elektrode 8, die kathodische Halbzelle 7, insbesondere die kathodische Elektrode 9, die lonenaustauschvorrichtung 10, die Stromleitungsvorrichtungen 36, 37, die erste Seite der Rahmenvorrichtung 4 und die zweite Seite der Rahmenvorrichtung 5 parallel zueinander angeordnet.
[00325] Die Rahmenvorrichtung 11 weist eine lonenaustauschvorrichtungausnehmung 21, insbesondere eine lonenaustauschvorrichtungeinfräsung, auf, wobei die lonenaustauschvorrich-
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tungausnehmung 21 an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 5 angeordnet ist und die lonenaustauschvorrichtung 10, insbesondere ausschließlich, über die lonenaustauschvorrichtungausnehmung 21, insbesondere durch die lonenaustauschvorrichtungausnehmung 21 gebildete lonenaustauschvorrichtungauflagefläche 22, mit der Rahmenvorrichtung 11 verbunden ist.
[00326] Die lonenaustauschvorrichtung 10 liegt, insbesondere mindestens zum Teil, mit der ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung 15 an der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche 22 an. Ferner ist die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche 22 parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung 4 und der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 5 angeordnet.
[00327] Gemäß dieser Ausführungsform ist die lonenaustauschvorrichtungausnehmung 21, insbesondere die lonenaustauschvorrichtungeinfräsung, bevorzugt die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche 22, insbesondere im Wesentlichen, gleich groß wie die lonenaustauschvorrichtung 10.
[00328] Ferner umfasst die Vorrichtung 1 zwei Dichtung 23, 38, 39, wobei die Dichtungen 23, 38, 39 dazu ausgestaltet sind, zwei Vorrichtungen 1 miteinander abzudichten.
[00329] Die erste Dichtung 38 ist an der ersten Stromleitungsvorrichtung 36, insbesondere an einer zweiten Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung 36, und die zweite Dichtung 39 an der zweiten Stromleitungsvorrichtung 37, insbesondere an einer zweiten Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung 40, und der Rahmenvorrichtung 11 angeordnet ist.
[00330] Die vier Zufuhrvorrichtungen 18 umfassen jeweils einen ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitt 24 und einen zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitt 25.
[00331] Die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts 24 ist jeweils senkrecht zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung 10, zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung 10, zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode 8, zu der Querrichtung der anodischen Elektrode 8, zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode 9 und zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode 9 angeordnet.
[00332] Ferner ist die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts 24 jeweils senkrecht zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung 4, zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 5 und zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche 22 angeordnet.
[00333] Die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts 25 ist jeweils parallel zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung 10, zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung 10, zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode 8, zu der Querrichtung der anodischen Elektrode 8, zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode 9 und zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode 9 angeordnet.
[00334] Ferner ist die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts 25 jeweils parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung 4, zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 5 und zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche 22 angeordnet.
[00335] Der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt 24 ist jeweils in der Rahmenvorrichtung 11 angeordnet.
[00336] Der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt 25 ist jeweils durch Kanalabschnittausnehmungen 26, insbesondere Kanalabschnittseinfräsungen, und die Dichtung 39 der zweiten Stromleitungsvorrichtung 37, insbesondere die zweite Dichtung 39, gebildet, und wobei der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt 25 an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung 4 vorgesehen ist.
[00337] Die vier Abfuhrvorrichtungen 19 umfassen jeweils einen ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitt 27 und einen zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitt 28.
[00338] Die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts 27 ist jeweils senkrecht zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung 10, zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung 10, zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode 8, zu der Querrichtung der anodischen Elektrode 8, zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode 9 und zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode 9 angeordnet.
[00339] Die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts 27 ist jeweils senkrecht zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung 4, zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 5 und zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche 22 angeordnet.
[00340] Die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts 28 ist jeweils parallel zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung 10, zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung 10, zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode 8, zu der Querrichtung der anodischen Elektrode 8, zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode 9 und zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode 9 angeordnet.
[00341] Ferner ist die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts 28 jeweils parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung 4, zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 5 und zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche 22 angeordnet.
[00342] Der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt 27 ist jeweils in der Rahmenvorrichtung 11 angeordnet, wobei der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt 28 jeweils durch Kanalabschnittausnehmungen 26, insbesondere Kanalabschnittseinfräsungen, und der Dichtung 39 der zweiten Stromleitungsvorrichtung 37, insbesondere der zweiten Dichtung 39, gebildet ist, und wobei der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt 28 an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung 4 vorgesehen ist.
[00343] Ferner sind gemäß dieser Ausführungsform die vier Zufuhrvorrichtungen 18 und die vier Abfuhrvorrichtungen 19 gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung 11, insbesondere an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung 4, angeordnet. Darüber hinaus sind die vier Zufuhrvorrichtungen 18 und die vier Abfuhrvorrichtungen 19 ident ausgestaltet.
[00344] Die zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen 20 sind gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung 11, insbesondere an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 5, angeordnet. Darüber hinaus sind zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen 20 ident ausgestaltet.
[00345] Die Kathodenauflagefläche 16, insbesondere die Längserstreckung und die Quererstreckung der kathodischen Halbzelle 7, bevorzugt die Länge und die Breite der kathodischen Halbzelle 7, besonders bevorzugt die Längserstreckung und die Quererstreckung der kathodischen Elektrode 9, ist größer als die Anodenauflagefläche 14, insbesondere größer als die Längserstreckung und die Quererstreckung der anodischen Halbzelle 6, bevorzugt größer als die Länge und die Breite der anodischen Halbzelle 6, besonders bevorzugt größer als die Längserstreckung und die Quererstreckung der anodischen Elektrode 8.
[00346] Die Stromleitungsvorrichtungen 36, 37 weisen Ausnehmungen für die vier Zufuhrvorrichtungen 18, die vier Abfuhrvorrichtungen 19 und die zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen 20 auf.
[00347] Ferner sind die Stromleitungsvorrichtungen 36, 37, insbesondere die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche 30, parallel zu der lonenaustauschvorrichtung 10 und parallel zu der kathodischen Elektrode 9, insbesondere parallel zu der Kathodenauflagefläche 16, an der kathodischen Halbzelle 7 angeordnet.
[00348] Die Rahmenvorrichtung 11 weist eine Stromleitungsvorrichtungsausnehmung 29, insbesondere eine Stromleitungsvorrichtungseinfräsung, bevorzugt eine zweite Ausnehmung, auf, wobei die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung 29 an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 5 angeordnet ist.
[00349] Ferner ist die erste Stromleitungsvorrichtung 36, insbesondere ausschließlich, über die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung 29, insbesondere durch die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung 29 gebildete Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche 30, mit der Rahmenvorrichtung 11, insbesondere über die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche 30 mit der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung 5, verbunden.
[00350] Die erste Stromleitungsvorrichtung 36 weist zwei sich, insbesondere parallel, gegenüberliegende Seiten auf, wobei die erste Stromleitungsvorrichtung 36 über die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung 31 an der kathodischen Halbzelle 7, insbesondere der kathodischen Elektrode 9, und über die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung 31, insbesondere über die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche 30, an der Rahmenvorrichtung 11 anliegt.
[00351] Ferner weist der an einer Halbzelle anliegende Bereich der ersten Stromleitungsvorrichtung 36 eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, auf, wobei die Strömungsleitvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Zufluss an wasserhaltiger Flüssigkeit zu der kathodischen Halbzelle 7 und den Abtransport von wasserstoffhaltigen Fluiden, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/oder Gasen, insbesondere Sauerstoff, von der kathodischen Halbzelle 7 zu leiten.
[00352] Die zweite Stromleitungsvorrichtung 37 weist zwei sich, insbesondere parallel, gegenüberliegende Seiten auf, wobei die zweite Stromleitungsvorrichtung 37 über die zweite Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung 40 an der anodischen Halbzelle 7, insbesondere der anodischen Elektrode 9, anliegt.
[00353] Ferner weist der an einer Halbzelle anliegende Bereich der zweiten Stromleitungsvorrichtung 37 eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, auf, wobei die Strömungsleitvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Zufluss an wasserhaltiger Flüssigkeit zu der anodischen Halbzelle 6 und den Abtransport von sauerstoffhaltigen Fluiden, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/oder Gasen, insbesondere Sauerstoff und/oder Wasserstoff, von der anodischen Halbzelle 6 zu leiten.
[00354] An der zweiten Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung 33 ist die Dichtung 23, 39, die sogenannte zweite Dichtung 39, angeordnet.
[00355] Gemäß dieser Ausführungsform ist die Längserstreckung der Stromleitungsvorrichtungen 36, 37 größer als die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle 7, insbesondere größer als die Längserstreckung der kathodischen Elektrode 9, und als die Längserstreckung der anodischen Halbzelle 6, insbesondere als die Längserstreckung der anodischen Elektrode 8.
[00356] Gemäß dieser Ausführungsform ist die Breite der Stromleitungsvorrichtungen 36, 37 größer als die Breite der kathodischen Halbzelle 7, insbesondere größer als die Breite der kathodischen Elektrode 9, und als die Breite der anodischen Halbzelle 6, insbesondere größer als die Breite der anodischen Elektrode 8.
[00357] Gemäß dieser Ausführungsform weist die wasserhaltige Flüssigkeit Kaliumhydroxid von sieben Gewichtsprozent auf.
[00358] Die wasserhaltige Flüssigkeit hat bei 25 °C einen pH-Wert von 14. [00359] Die Rahmenvorrichtung 11 ist aus Kunststoff, nämlich aus Polysulfon, ausgestaltet.
[00360] Die kathodische Elektrode 9 ist aus mit Katalysator beschichteten und porösen Nickelstrukturen ausgestaltet.
[00361] Die kathodische Elektrode 9 ist porös und elektrisch leitfähig ausgestaltet.
[00362] Die anodische Elektrode 8 ist aus mit Katalysator beschichteter und poröser metallischer Struktur ausgestaltet, wobei die metallische Struktur aus Nickel ausgestaltet ist.
[00363] Die anodische Elektrode 8 ist porös und elektrisch leitfähig ausgestaltet.
[00364] Die lonenaustauschvorrichtung 10 ist aus ionisch leitfähigem Polymer, insbesondere aus anionisch leitfähigem Polymer, ausgestaltet.
[00365] Gemäß dieser Ausführungsform ist die anodische Halbzelle 6, insbesondere die anodische Elektrode 8, bei einem Druck von 1,5 bar, betrieben und/oder betreibar und die kathodische Halbzelle 7, insbesondere die kathodische Elektrode 9, bei einem Druck von 30,0 bar betrieben und/oder betreibar.
[00366] Die Rahmenvorrichtung ist einstückig und/oder einteilig ausgestaltet.
[00367] Die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Zufuhrkanal, ist, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung 11 und der zweiten Dichtung 39 gebildet.
[00368] Die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Abfuhrkanal,
ist, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung 11 und der zweiten Dichtung 39, gebildet.
[00369] Die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung 20 ist, bevorzugt ausschließlich, gemäß dieser Ausführungsform von der Rahmenvorrichtung 11 und der ersten Stromleitungsvorrichtung 36 gebildet. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung und einer dritten Dichtung gebildet sein.
[00370] An den Stromleitungsvorrichtungen 13 ist jeweils eine Endplatte vorgesehen, welche zur besseren Übersicht nicht dargestellt ist.
[00371] Die Endplatten sind dazu ausgebildet, die Vorrichtung 1, insbesondere die anodische Halbzelle 6 und die anodische Elektrode 8 und die kathodische Halbzelle 7 und die kathodische Elektrode 9 und die lonenaustauschvorrichtung 10 und die Rahmenvorrichtung 11 und die Stromleitungsvorrichtungen 13, 36, 37, zusammenzupressen, insbesondere gleichmäßig zusammenzupressen.
[00372] Figur 2a zeigt eine schematische grafische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Zellenanordnung 32 in einem Grundriss. In der Figur 2b ist eine Schnittdarstellung der elektrochemischen Zellenanordnung 32 entlang der ersten Schnittebene 34 der Figur 2a schematisch dargestellt. In der Figur 2c ist eine Schnittdarstellung der elektrochemischen Zellenanordnung 32 entlang der zweiten Schnittebene 35 der Figur 2a schematisch dargestellt. Die Schnittdarstellungen der Figuren 2b und 2c sind unterbrochen, insbesondere gestaucht, dargestellt, was durch den in der Mitte der Figuren eingefügten wellenförmige Einschnitt gezeigt ist. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß der Figur 2a, 2b und 2c können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a, 1b, 1c, 1d und/oder 1e entsprechen.
[00373] Die elektrochemische Zellenanordnung 32 umfasst zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen 1, nämlich eine erste und eine weitere Vorrichtung.
[00374] Die Vorrichtungen 1 sind in einem Stapel, nämlich gemäß des Tichelmann Systems, angeordnet, wobei die erste Stromleitungsvorrichtung 36 der ersten Vorrichtung die zweite Stromleitungsvorrichtung 37 der weiteren Vorrichtung ist.
[00375] Die erste Stromleitungsvorrichtung 36 der ersten Vorrichtung ist an der kathodischen Halbzelle 7, insbesondere der kathodischen Elektrode 9, der ersten Vorrichtung 1 angeordnet.
[00376] Die erste Stromleitungsvorrichtung 36 der ersten Vorrichtung ist an der anodischen Halbzelle 6, insbesondere der anodischen Elektrode 8, der weiteren Vorrichtung angeordnet.
[00377] Die Zufuhrvorrichtung 18, insbesondere der Auslass der Zufuhrvorrichtung 18, der ersten Vorrichtung 1 ist mit der Zufuhrvorrichtung 18, insbesondere dem Einlass der Zufuhrvorrichtung 18, der zweiten Vorrichtung 1 verbunden, sodass ein Zufuhrkanal gebildet ist.
[00378] Die Abfuhrvorrichtung 19, insbesondere der Auslass der Abfuhrvorrichtung 19, der ersten Vorrichtung 1 ist mit der Abfuhrvorrichtung 19, insbesondere dem Einlass der Abfuhrvorrichtung 19, der zweiten Vorrichtung 1 verbunden, sodass ein Abfuhrkanal gebildet ist.
[00379] Die Wasserstoffabfuhrvorrichtung 20, insbesondere der Auslass der Wasserstoffabfuhrvorrichtung 20, der ersten Vorrichtung 1 ist mit der Wasserstoffabfuhrvorrichtung 20, insbesondere dem Einlass der Wasserstoffabfuhrvorrichtung 20, der zweiten Vorrichtung 1 verbunden, sodass ein Wasserstoffabfuhrkanal gebildet ist.
[00380] Die erste Stromleitungsvorrichtung 36 der ersten Vorrichtung ist zwischen der kathodischen Halbzelle 7, insbesondere der kathodischen Elektrode 9, der ersten Vorrichtung und der anodischen Halbzelle 6, insbesondere der anodischen Elektrode 8, der weiteren Vorrichtung angeordnet und als Bipolarplatte ausgebildet.
[00381] Durch die an den Stromleitungsvorrichtungen 13, 36, 37 der jeweiligen Vorrichtungen angeordneten Dichtungen und der Rahmenvorrichtung der jeweiligen Vorrichtungen sind die jeweilige Zufuhrvorrichtung 18 und jeweilige die Abfuhrvorrichtung 19, insbesondere der jeweilige
zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt 25 und der jeweilige zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt 28, gebildet.
[00382] Die nicht an eine weitere Vorrichtung 1 angrenzende Stromleitungsvorrichtungen 13, insbesondere die erste und die letzte Stromleitungsvorrichtung 13, bevorzugt die äußersten Stromleitungsvorrichtung 13, der elektrochemischen Zellenanordnung sind als Monopolarplatte ausgestaltet.
[00383] Mit anderen Worten sind gemäß dieser Ausführungsform die Stromleitungsvorrichtungen 13, welche jeweils nur an mit einer anodischen Halbzelle 6 oder mit einer kathodischen Halbzelle 7 verbunden sind, insbesondere die erste und die letzte Stromleitungsvorrichtung 13 der elektrochemischen Zellenanordnung, als Monopolarplatte ausgestaltet.
[00384] An den nicht an eine weitere Vorrichtung 1 angrenzenden Stromleitungsvorrichtungen 13, insbesondere an der erste und an der letzte Stromleitungsvorrichtung 13, der elektrochemischen Zellenanordnung sind Endplatten vorgesehen, welche zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
[00385] Die Endplatten sind dazu ausgebildet, die elektrochemischen Zellenanordnung 32, insbesondere die stapelförmig angeordneten Vorrichtungen 1, zusammenzupressen, insbesondere gleichmäßig zusammenzupressen.
[00386] Durch diese beispielhafte Konfiguration können die erfindungsgemäßen Effekte erzielt werden.
[00387] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen, sondern umfasst jegliche Vorrichtung 1, jegliche Verwendung und jegliche Zellenanordnung 32 gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen.
Patentansprüche
1. Vorrichtung (1), insbesondere elektrochemische Zelle, zur, insbesondere elektrolytischen,
Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit,
wobei die Vorrichtung (1) eine anodische Halbzelle (6) umfasst,
wobei die anodische Halbzelle (6) eine anodische Elektrode (8) umfasst,
wobei die Vorrichtung (1) eine kathodische Halbzelle (7) umfasst,
wobei die kathodische Halbzelle (7) eine kathodische Elektrode (9) umfasst,
wobei die Vorrichtung (1) eine lonenaustauschvorrichtung (10), insbesondere eine Anionen-
austauschmembran oder einen Separator, umfasst,
wobei die lonenaustauschvorrichtung (10) zwischen der anodischen Halbzelle (6) und der
kathodischen Halbzelle (7) angeordnet ist,
wobei die Vorrichtung (1) eine Rahmenvorrichtung (11) umfasst,
wobei die Rahmenvorrichtung (11) eine Rahmenvorrichtungsausnehmung (12) aufweist,
wobei die Vorrichtung (1) zwei Stromleitungsvorrichtungen (13), insbesondere eine erste
Stromleitungsvorrichtung (36) und eine zweite Stromleitungsvorrichtung (37), bevorzugt zwei
Bipolarplatten, besonders bevorzugt eine Bipolarplatte und eine Monopolarplatte, insbeson-
dere besonders bevorzugt zwei Monopolarplatten, umfasst,
wobei die erste Stromleitungsvorrichtung (36) an der kathodischen Halbzelle (7), insbeson-
dere an der kathodischen Elektrode (9), und an der Rahmenvorrichtung (11), insbesondere
an einer Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30) der Rahmenvorrichtung (11), anliegt, und wobei die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) an der anodischen Halbzelle (6), insbesondere an der anodischen Elektrode (8), anliegt,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die anodische Halbzelle (6), die kathodische Halbzelle (7) und die lonenaustauschvorrichtung (10) in der Rahmenvorrichtungsausnehmung (12) der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet sind,
- dass die Rahmenvorrichtung (11) mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), insbesondere mindestens einen Zufuhrkanal, mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere mindestens einen Abfuhrkanal, und mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20), insbesondere mindestens einen Wasserstoffabfuhrkanal, aufweist,
- dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18) die wasserhaltige Flüssigkeit, insbesondere ausschließlich, zu der anodischen Halbzelle (6), insbesondere zu der anodischen Elektrode (8), bevorzugt zu der anodischen Halbzelle (6) und der kathodischen Halbzelle (7), besonders bevorzugt zu der anodischen Elektrode (8) und der kathodischen Elektrode (9), zuführt,
- dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19) eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit und Sauerstoff, insbesondere ausschließlich, von der anodischen Halbzelle (6), insbesondere von der anodischen Elektrode (8), abführt,
- dass die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) Wasserstoff, insbesondere Wasserstoff und eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit, bevorzugt Wasserstoff und Wasser, insbesondere bevorzugt ausschließlich, von der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere von der kathodischen Elektrode (9), abführt,
- und dass die Rahmenvorrichtung (11) ein Nichtleiter ist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass die anodische Halbzelle (6), insbesondere die anodische Elektrode (8), die kathodische Halbzelle (7), insbesondere die kathodische Elektrode (9), die lonenaustauschvorrichtung (10), die erste Stromleitungsvorrichtung (36) und/oder die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) plattenförmig ausgestaltet ist,
- und/oder dass die Rahmenvorrichtung (11) eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist,
- wobei die erste Seite der Rahmenvorrichtung (4) und die zweite Seite der Rahmenvorrichtung (5), insbesondere parallel, gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet sind,
- und/oder dass die anodische Halbzelle (6), insbesondere die anodische Elektrode (8), die kathodische Halbzelle (7), insbesondere die kathodische Elektrode (9), die lonenaustauschvorrichtung (10), die erste Stromleitungsvorrichtung (36), die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) und/oder die Rahmenvorrichtung (11), insbesondere die erste Seite der Rahmenvorrichtung (4) und/oder die zweite Seite der Rahmenvorrichtung (5), parallel zueinander angeordnet sind.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Rahmenvorrichtung (11) eine lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21), insbesondere eine lonenaustauschvorrichtungeinfräsung, aufweist,
- dass die lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21) an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) angeordnet ist,
- und/oder dass die lonenaustauschvorrichtung (10), insbesondere ausschließlich, über die lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21), insbesondere durch die lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21) gebildete lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22), an der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die lonenaustauschvorrichtung (10) eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist,
- dass die erste Seite der lonenaustauschvorrichtung (15) und die zweite Seite der lonenaustauschvorrichtung (17), insbesondere parallel, gegenüberliegend an der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet sind,
- dass die anodische Halbzelle (6), insbesondere die anodische Elektrode (8), bevorzugt über eine Anodenauflagefläche (14), an einer ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung (15) angeordnet ist,
- dass die kathodische Halbzelle (7), insbesondere die kathodische Elektrode (9), bevorzugt über eine Kathodenauflagefläche (16), an einer zweiten Seite der lonenaustauschvorrichtung (17) angeordnet ist,
- dass die lonenaustauschvorrichtung (10), insbesondere mindestens zum Teil, mit der ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung (15) an der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22) anliegt,
- und wobei gegebenenfalls die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22), insbesondere parallel, zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) und der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) angeordnet ist.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
- dass die lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21), insbesondere die lonenaustauschvorrichtungeinfräsung, bevorzugt die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22), besonders bevorzugt im Wesentlichen, gleich groß wie die lonenaustauschvorrichtung (10) ist.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Vorrichtung (1) mindestens eine Dichtung (23, 38, 39), insbesondere zwei Dichtungen (23, 38, 39), umfasst,
- wobei gegebenenfalls die Dichtungen (23, 38, 39) dazu ausgestaltet sind, zwei Vorrichtungen (1) miteinander abzudichten,
- und dass eine Dichtung (38) an der ersten Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere an einer zweiten Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung (36), und/oder eine Dichtung (39) an der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37), insbesondere an einer zweiten Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung (40), und gegebenenfalls der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18) einen ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitt (24) und einen zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) umfasst.
8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, - dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (24) senkrecht zu der
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Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (24) senkrecht zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode (8) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der anodischen Elektrode (8) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (24) senkrecht zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode (9) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode (9) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (24) senkrecht zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4), senkrecht zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) und/oder senkrecht zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (25) parallel zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder parallel zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (25) parallel zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode (8) und/oder parallel zu der Querrichtung der anodischen Elektrode (8) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (25) parallel zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode (9) und/oder parallel zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode (9) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (25) parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) und/oder parallel zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) und/oder parallel zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22) angeordnet ist.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
- dass der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt (24) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- und wobei der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- oder dass der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt (24) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- wobei der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) durch Kanalabschnittausnehmungen (26), insbesondere Kanalabschnittseinfräsungen, und der zweiten Dichtung (39), insbesondere der Dichtung (39) der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37), gebildet ist, - und wobei der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19) einen ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitt (27) und einen zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28) umfasst.
11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (27) senkrecht zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (27) senkrecht zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode (8) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der anodischen Elektrode (8) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (27) senkrecht zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode (9) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode (9) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (27) senkrecht zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4), senkrecht zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) und/oder senkrecht zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche
(22) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (28) parallel zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder parallel zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (28) parallel zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode (8) und/oder parallel zu der Querrichtung der anodischen Elektrode (8) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (28) parallel zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode (9) und/oder parallel zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode (9) angeordnet ist,
- und/oder dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (28) parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) und/oder parallel zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) und/oder parallel zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22) angeordnet ist.
12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
- dass der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt (27) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist, und wobei der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- oder dass der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt (27) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- wobei der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28) durch Kanalabschnittausnehmungen (26), insbesondere Kanalabschnittseinfräsungen, und der zweiten Dichtung (39), insbesondere der Dichtung (39) der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37), gebildet ist,
- und wobei der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28) an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), insbesondere vier Zufuhrvorrichtungen (18), und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere vier Abfuhrvorrichtungen (19), gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung (11), insbesondere an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4), angeordnet sind,
- und/oder dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), insbesondere die vier Zufuhrvorrichtungen (18), und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere die vier Abfuhrvorrichtungen (19), ident ausgestaltet sind,
- und/oder dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere die vier Abfuhrvorrichtungen (19), größer als die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), insbesondere die vier Zufuhrvorrichtungen (18), ausgestaltet sind.
14. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Vorrichtung (1) mindestens zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen (20) umfasst, - dass die mindestens zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen (20) gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung (11), insbesondere an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5), angeordnet sind, - und/oder dass die mindestens zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen (20) ident ausgestaltet sind.
15. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Kathodenauflagefläche (16) größer als die Anodenauflagefläche (14) ist,
- und/oder dass die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere die Längserstreckung der kathodischen Elektrode (9), größer als die Längserstreckung der anodischen Halbzelle (6), insbesondere größer als die Längserstreckung der anodischen Elektrode (8), ist,
- und/oder dass die Breite der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere die Breite der kathodischen Elektrode (9), größer als die Breite der anodischen Halbzelle (6), insbesondere größer als die Breite der anodischen Elektrode (8), ist.
16. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Anodenauflagefläche (14) größer als die Kathodenauflagefläche (16) ist,
- und/oder dass die Längserstreckung der anodischen Halbzelle (6), insbesondere die Längserstreckung der anodischen Elektrode (8), größer als die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere größer als die Längserstreckung der kathodischen Elektrode (9), ist,
- und/oder dass die Breite der anodischen Halbzelle (6), insbesondere die Breite der anodischen Elektrode (8), größer als die Breite der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere größer als die Breite der kathodischen Elektrode (9), ist.
17. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Stromleitungsvorrichtungen (36, 37) Ausnehmungen für die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19) und die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) aufweisen,
- und/oder dass die Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), insbesondere die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30), parallel zu der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder parallel zu der kathodischen Elektrode (9), insbesondere parallel zu der Kathodenauflagefläche (16), an der kathodischen Halbzelle (7) angeordnet sind.
18. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Rahmenvorrichtung (11) eine Stromleitungsvorrichtungsausnehmung (29), insbesondere eine Stromleitungsvorrichtungseinfräsung, bevorzugt eine zweite Ausnehmung, aufweist,
- dass die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung (29) an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) angeordnet ist,
- und dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere ausschließlich, über die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung (29), insbesondere durch die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung (29) gebildete Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30), an der Rahmenvorrichtung (11), insbesondere über die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30) mit der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5), angeordnet ist.
19. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) zwei sich, insbesondere parallel, gegenüberliegende Seiten aufweist,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) über die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung (31) an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), anliegt,
- und dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) über die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung (31), insbesondere über die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30), an der Rahmenvorrichtung (11) anliegt,
- und/oder dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung (31), eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, aufweist, wobei die Strömungsleitvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Zufluss an wasserhaltiger Flüssigkeit zu der kathodischen Halbzelle (7) und/ oder den Abtransport von wasserstoffhaltigen Fluiden, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/oder Gasen, insbesondere Sauerstoff, von der kathodischen Halbzelle (7) zu leiten.
20. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) zwei sich, insbesondere parallel, gegenüberliegende Seiten aufweist,
- und dass die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) über die zweite Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung (40) an der anodischen Halbzelle (7), insbesondere der anodischen Elektrode (9), anliegt,
- und/oder dass die zweite Stromleitungsvorrichtung (37), insbesondere die zweite Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung (40), eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, aufweist, wobei die Strömungsleitvorrichtung dazu aus-
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21.
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gebildet ist, den Zufluss an wasserhaltiger Flüssigkeit zu der anodischen Halbzelle (6) und/oder den Abtransport von sauerstoffhaltigen Fluiden, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/oder Gasen, insbesondere Sauerstoff und/oder Wasserstoff, von der anodischen Halbzelle (6) zu leiten.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Längserstreckung der ersten Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), größer ist als die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere größer ist als die Längserstreckung der kathodischen Elektrode (9),
- und/oder dass die Längserstreckung der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37), insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), größer ist als die Längserstreckung der anodischen Halbzelle (6), insbesondere größer ist als die Längserstreckung der anodischen Elektrode (8),
- und/oder dass die Breite der ersten Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), größer ist als die Breite der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere größer ist als die Breite der kathodischen Elektrode (9),
- und/oder dass die Breite der zweiten Stromleitungsvorrichtungen (37), insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), größer ist als die Breite der anodischen Halbzelle (6), insbesondere größer ist als die Breite der anodischen Elektrode (8).
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die wasserhaltige Flüssigkeit Basen, insbesondere Natriumhydroxid oder Kaliumcarbonat oder Kaliumhydroxid, in einem Bereich von einschließlich 0 Gewichtsprozent bis einschließlich 30 Gewichtsprozent, insbesondere Kaliumhydroxid in einem Bereich von einschließlich 0,7 Gewichtsprozent bis einschließlich 7 Gewichtsprozent, aufweist,
- und/oder dass in der wasserhaltige Flüssigkeit Basen, insbesondere Natriumhydroxid oder Kaliumcarbonat oder Kaliumhydroxid, in einem Bereich von einschließlich 0 Gewichtsprozent bis einschließlich 30 Gewichtsprozent, insbesondere Kaliumhydroxid in einem Bereich von einschließlich 0,7 Gewichtsprozent bis einschließlich 7 Gewichtsprozent, gelöst sind,
- und/oder dass die wasserhaltige Flüssigkeit bei 25 °C einen pH-Wert in einem Bereich von einschließlich 7 bis einschließlich 14, insbesondere einen pH-Wert von 14, hat,
- und/oder dass die Rahmenvorrichtung (11) aus Kunststoff, insbesondere aus Polysulfon und/oder Polyamid und/oder Polypropylen und/oder Polystyrol und/oder Polyetheretherketon, ausgestaltet ist,
- und/oder dass die kathodische Elektrode (9) aus mit Katalysator beschichteten und porösen Nickelstrukturen oder aus mit Katalysator beschichteten und porösen Kohlenstoffstrukturen, insbesondere aus mit Platin beschichtetem Kohlenstoffpapier, ausgestaltet ist,
- und/oder dass die kathodische Elektrode (9) porös und elektrisch leitfähig ausgestaltet ist,
- und/oder dass die anodische Elektrode (8) aus mit Katalysator beschichtete und porösen metallischen Strukturen ausgestaltet ist, wobei gegebenenfalls die metallischen Strukturen aus Nickel und/oder Edelstahl und/oder Titan, ausgestaltet sind,
- und/oder dass die anodische Elektrode (8) porös und elektrisch leitfähig ausgestaltet ist,
- und/oder dass die Oberfläche der anodischen Elektrode (8) unpassiviert ist,
- und/oder dass die lonenaustauschvorrichtung (10) porös ausgestaltet ist,
- und/oder dass die lonenaustauschvorrichtung (10) membranartig, aus ionisch leitfähigem Polymer, insbesondere aus anionisch leitfähigem Polymer, ausgestaltet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die anodische Halbzelle (6), insbesondere die anodische Elektrode (8), bei Drücke im Bereich von einschließlich 1,0 bar bis einschließlich 15 bar, insbesondere bei einem Druck von 1,5 bar, betrieben und/oder betreibar ist,
- und/oder dass die kathodische Halbzelle (7), insbesondere die kathodische Elektrode (9), bei Drücke im Bereich von einschließlich 1,0 bar bis einschließlich 100,0 bar, insbesondere bei einem Druck von 30,0 bar, betrieben und/oder betreibar ist.
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26.
27.
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Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Rahmenvorrichtung (11) einstückig und/oder einteilig ausgestaltet ist,
- und/oder dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Zufuhrkanal, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung (11) und gegebenenfalls von der zweiten Dichtung (39), insbesondere der an der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37) angeordneten Dichtung (39), gebildet ist,
- und/oder dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Abfuhrkanal, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung (11) und gegebenenfalls von der zweiten Dichtung (39), insbesondere der an der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37) angeordneten Dichtung (39), gebildet ist,
- und/oder dass die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung und gegebenenfalls von der dritten Dichtung, insbesondere der an der ersten Stromleitungsvorrichtung (36) angeordneten Dichtung (23), gebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass an den Stromleitungsvorrichtungen (13), insbesondere an der nur mit einer anodischen Halbzelle (6) verbundenen Stromleitungsvorrichtung (13) und/oder an der nur mit einer kathodischen Halbzelle (7) verbundenen Stromleitungsvorrichtung (13), bevorzugt an der ersten und der letzten Stromleitungsvorrichtung (13), jeweils eine Endplatte vorgesehen ist,
- und dass die Endplatten dazu ausgebildet sind, die Vorrichtung (1), insbesondere die anodische Halbzelle (6) und/oder die anodische Elektrode (8) und/oder die kathodische Halbzelle (7) und/oder die kathodische Elektrode (9) und/oder die lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder die Rahmenvorrichtung (11) und/oder die Stromleitungsvorrichtungen (13, 36, 37), zusammenzupressen, insbesondere gleichmäßig zusammenzupressen.
Verwendung einer Vorrichtung (1) zur, insbesondere elektrolytischen, Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 25 ausgestaltet ist.
Elektrochemische Zellenanordnung (32),
- wobei die elektrochemische Zellenanordnung (32) zwei Vorrichtungen (1), insbesondere eine erste Vorrichtung und eine weitere Vorrichtung, umfasst,
- wobei die zwei Vorrichtungen (1), insbesondere die erste Vorrichtung und die weitere Vorrichtung, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25 ausgestaltet sind,
- wobei die Vorrichtungen (1) in einem Stapel, insbesondere übereinandergestapelt, angeordnet sind,
- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der ersten Vorrichtung die zweite Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (41) ist,
- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der ersten Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der ersten Vorrichtung (1) angeordnet ist,
- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der ersten Vorrichtung an der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- wobei die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) der ersten Vorrichtung an der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der ersten Vorrichtung (1) angeordnet ist,
- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (42) an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- wobei die Zufuhrvorrichtung (18) der ersten Vorrichtung (1) mit der Zufuhrvorrichtung (18) der weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Zufuhrkanal gebildet ist,
- wobei die Abfuhrvorrichtung (19) der ersten Vorrichtung (1) mit der Abfuhrvorrichtung (19) der weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Abfuhrkanal gebildet ist,
28.
29.
30.
31.
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- und wobei die Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) der ersten Vorrichtung (1) mit der Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) der weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Wasserstoffabfuhrkanal gebildet ist.
Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
- dass die elektrochemische Zellenanordnung (32) mindestens eine weitere, insbesondere einer weiteren weiteren, Vorrichtung (1) umfasst,
- dass die mindestens eine weitere Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25 ausgestaltet ist,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (42) die zweite Stromleitungsvorrichtung der mindestens einen weiteren Vorrichtung ist,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (42) an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (42) an der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der mindestens einen weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung der mindestens einen weiteren Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der anodischen Elektrode (9), der mindestens einen weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- dass die Zufuhrvorrichtung (18) der weiteren Vorrichtung mit der Zufuhrvorrichtung (18) der mindestens einen weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Zufuhrkanal gebildet ist,
- dass die Abfuhrvorrichtung (19) der weiteren Vorrichtung mit der Abfuhrvorrichtung (19) der mindestens einen weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Abfuhrkanal gebildet ist,
- und dass die Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) der weiteren Vorrichtung mit der Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) der mindestens einen weiteren Vorrichtung verbunden ist, Sodass ein Wasserstoffabfuhrkanal gebildet ist.
Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeich-
net,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der ersten Vorrichtung zwischen der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der ersten Vorrichtung und der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- und/oder dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der weiteren Vorrichtung zwischen der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der weiteren Vorrichtung und der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung angeordnet ist.
Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch ge-
kennzeichnet,
- dass durch die an den Stromleitungsvorrichtungen (13, 36, 37) der jeweiligen Vorrichtungen angeordneten Dichtungen und der Rahmenvorrichtung der jeweiligen Vorrichtungen die jeweilige Zufuhrvorrichtung (18) und jeweilige die Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere der jeweilige zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) und der jeweilige zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28), gebildet sind.
Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch ge-
kennzeichnet,
- dass die Stromleitungsvorrichtungen (13), welche jeweils nur mit einer anodischen Halbzelle (6) oder nur mit einer kathodischen Halbzelle (7) verbunden sind, insbesondere die erste und die letzte Stromleitungsvorrichtung (13) der elektrochemischen Zellenanordnung, als Monopolarplatte ausgestaltet sind.
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32. Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet,
- dass an den Stromleitungsvorrichtungen (13), welche jeweils nur mit einer anodischen Halbzelle (6) oder nur mit einer kathodischen Halbzelle (7) verbunden sind, insbesondere an der ersten und der letzten Stromleitungsvorrichtung (13) der elektrochemischen Zellenanordnung, Endplatten vorgesehen sind,
- und dass die Endplatten dazu ausgebildet sind, die elektrochemischen Zellenanordnung (32), insbesondere die stapelförmig angeordneten Vorrichtungen (1), zusammenzupressen, insbesondere gleichmäßig zusammenzupressen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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Claims (36)

Neue Patentansprüche
1. Vorrichtung (1), insbesondere elektrochemische Zelle, zur, insbesondere elektrolytischen,
Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit,
wobei die Vorrichtung (1) eine anodische Halbzelle (6) umfasst,
wobei die anodische Halbzelle (6) eine anodische Elektrode (8) umfasst,
wobei die Vorrichtung (1) eine kathodische Halbzelle (7) umfasst,
wobei die kathodische Halbzelle (7) eine kathodische Elektrode (9) umfasst,
wobei die Vorrichtung (1) eine lonenaustauschvorrichtung (10), insbesondere eine Anionen-
austauschmembran oder einen Separator, umfasst,
wobei die lonenaustauschvorrichtung (10) zwischen der anodischen Halbzelle (6) und der
kathodischen Halbzelle (7) angeordnet ist,
wobei die Vorrichtung (1) eine Rahmenvorrichtung (11) umfasst,
wobei die Rahmenvorrichtung (11) eine Rahmenvorrichtungsausnehmung (12) aufweist,
wobei die Vorrichtung (1) zwei Stromleitungsvorrichtungen (13), insbesondere eine erste
Stromleitungsvorrichtung (36) und eine zweite Stromleitungsvorrichtung (37), bevorzugt zwei
Bipolarplatten, besonders bevorzugt eine Bipolarplatte und eine Monopolarplatte, insbeson-
dere besonders bevorzugt zwei Monopolarplatten, umfasst,
wobei die erste Stromleitungsvorrichtung (36) an der kathodischen Halbzelle (7), insbeson-
dere an der kathodischen Elektrode (9), und an der Rahmenvorrichtung (11), insbesondere
an einer Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30) der Rahmenvorrichtung (11), anliegt, wobei die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) an der anodischen Halbzelle (6), insbesondere an der anodischen Elektrode (8), anliegt,
wobei die anodische Halbzelle (6), die kathodische Halbzelle (7) und die lonenaustausch-
vorrichtung (10) in der Rahmenvorrichtungsausnehmung (12) der Rahmenvorrichtung (11)
angeordnet sind,
wobei die Rahmenvorrichtung (11) mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), insbesondere
mindestens einen Zufuhrkanal, mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere min-
destens einen Abfuhrkanal, und mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20), insbesondere mindestens einen Wasserstoffabfuhrkanal, aufweist,
wobei die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18) die wasserhaltige Flüssigkeit, insbeson-
dere ausschließlich, zu der anodischen Halbzelle (6), insbesondere zu der anodischen Elekt-
rode (8), bevorzugt zu der anodischen Halbzelle (6) und der kathodischen Halbzelle (7), besonders bevorzugt zu der anodischen Elektrode (8) und der kathodischen Elektrode (9), zuführt,
wobei die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19) eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit und
Sauerstoff, insbesondere ausschließlich, von der anodischen Halbzelle (6), insbesondere
von der anodischen Elektrode (8), abführt,
wobei die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) Wasserstoff, insbesondere
Wasserstoff und eine weitere wasserhaltige Flüssigkeit, bevorzugt Wasserstoff und Wasser,
insbesondere bevorzugt ausschließlich, von der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere
von der kathodischen Elektrode (9), abführt,
und wobei die Rahmenvorrichtung (11) ein Nichtleiter ist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Rahmenvorrichtung (11) einstückig ausgestaltet ist,
- dass die Vorrichtung (1) mindestens eine Dichtung (23, 38, 39), insbesondere zwei Dichtungen (23, 38, 39), umfasst,
- dass die mindestens eine Dichtung (23, 38, 39) die Stromleitungsvorrichtungen (36, 37) von der mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), insbesondere dem mindestens einen Zufuhrkanal, der mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere dem mindestens einen Abfuhrkanal, und der mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20), insbesondere dem mindestens einen Wasserstoffabfuhrkanal, separieren, insbesondere abdichten,
- und dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18) und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere der Auslass der mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18) und
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ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
der Auslass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), von einer Erhebung umgeben sind, sodass die Rahmenvorrichtung (11) einer ersten Vorrichtung in die Ausnehmung der Stromleitungsvorrichtung (36, 37) einer weiteren Vorrichtung steckbar ist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass die anodische Halbzelle (6), insbesondere die anodische Elektrode (8), die kathodische Halbzelle (7), insbesondere die kathodische Elektrode (9), die lonenaustauschvorrichtung (10), die erste Stromleitungsvorrichtung (36) und/oder die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) plattenförmig ausgestaltet ist,
- und/oder dass die Rahmenvorrichtung (11) eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist,
- wobei die erste Seite der Rahmenvorrichtung (4) und die zweite Seite der Rahmenvorrichtung (5), insbesondere parallel, gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet sind,
- und/oder dass die anodische Halbzelle (6), insbesondere die anodische Elektrode (8), die kathodische Halbzelle (7), insbesondere die kathodische Elektrode (9), die lonenaustauschvorrichtung (10), die erste Stromleitungsvorrichtung (36), die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) und/oder die Rahmenvorrichtung (11), insbesondere die erste Seite der Rahmenvorrichtung (4) und/oder die zweite Seite der Rahmenvorrichtung (5), parallel zueinander angeordnet sind.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Rahmenvorrichtung (11) eine lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21), insbesondere eine lonenaustauschvorrichtungeinfräsung, aufweist,
- dass die lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21) an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) angeordnet ist,
- und/oder dass die lonenaustauschvorrichtung (10), insbesondere ausschließlich, über die lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21), insbesondere durch die lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21) gebildete lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22), an der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die lonenaustauschvorrichtung (10) eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist,
- dass die erste Seite der lonenaustauschvorrichtung (15) und die zweite Seite der lonenaustauschvorrichtung (17), insbesondere parallel, gegenüberliegend an der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet sind,
- dass die anodische Halbzelle (6), insbesondere die anodische Elektrode (8), bevorzugt über eine Anodenauflagefläche (14), an einer ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung (15) angeordnet ist,
- dass die kathodische Halbzelle (7), insbesondere die kathodische Elektrode (9), bevorzugt über eine Kathodenauflagefläche (16), an einer zweiten Seite der lonenaustauschvorrichtung (17) angeordnet ist,
- dass die lonenaustauschvorrichtung (10), insbesondere mindestens zum Teil, mit der ersten Seite der lonenaustauschvorrichtung (15) an der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22) anliegt,
- und wobei gegebenenfalls die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22), insbesondere parallel, zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) und der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) angeordnet ist.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
- dass die lonenaustauschvorrichtungausnehmung (21), insbesondere die lonenaustauschvorrichtungeinfräsung, bevorzugt die lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22), besonders bevorzugt im Wesentlichen, gleich groß wie die lonenaustauschvorrichtung (10) ist.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass eine Dichtung (38) an der ersten Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere an
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ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
einer zweiten Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung (36), und/oder eine Dichtung (39) an der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37), insbesondere an einer zweiten Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung (40), und gegebenenfalls der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist.
- wobei gegebenenfalls die Dichtungen (23, 38, 39) dazu ausgestaltet sind, zwei Vorrichtungen (1) miteinander abzudichten.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18) einen ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitt (24) und einen zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) umfasst.
8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (24) senkrecht zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (24) senkrecht zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode (8) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der anodischen Elektrode (8) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (24) senkrecht zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode (9) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode (9) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des ersten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (24) senkrecht zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4), senkrecht zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) und/oder senkrecht zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22) angeordnet ist.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (25) parallel zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder parallel zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (25) parallel zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode (8) und/oder parallel zu der Querrichtung der anodischen Elektrode (8) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (25) parallel zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode (9) und/oder parallel zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode (9) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des zweiten Zufuhrvorrichtungsabschnitts (25) parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) und/oder parallel zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) und/oder parallel zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22) angeordnet ist.
10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
- dass der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt (24) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- und wobei der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- oder dass der erste Zufuhrvorrichtungsabschnitt (24) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- wobei der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) durch Kanalabschnittausnehmungen (26), insbesondere Kanalabschnittseinfräsungen, und der zweiten Dichtung (39), insbesondere der Dichtung (39) der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37), gebildet ist,
- und wobei der zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19) einen ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitt (27) und einen zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28) umfasst.
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12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (27) senkrecht zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (27) senkrecht zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode (8) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der anodischen Elektrode (8) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (27) senkrecht zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode (9) und/oder senkrecht zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode (9) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des ersten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (27) senkrecht zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4), senkrecht zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) und/oder senkrecht zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22) angeordnet ist,
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (28) parallel zu der Längsrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder parallel zu der Querrichtung der lonenaustauschvorrichtung (10) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (28) parallel zu der Längsrichtung der anodischen Elektrode (8) und/oder parallel zu der Querrichtung der anodischen Elektrode (8) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (28) parallel zu der Längsrichtung der kathodischen Elektrode (9) und/oder parallel zu der Querrichtung der kathodischen Elektrode (9) angeordnet ist,
- oder dass die Längsrichtung des zweiten Abfuhrvorrichtungsabschnitts (28) parallel zu der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) und/oder parallel zu der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) und/oder parallel zu der lonenaustauschvorrichtungauflagefläche (22) angeordnet ist.
14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
- dass der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt (27) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist, und wobei der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- oder dass der erste Abfuhrvorrichtungsabschnitt (27) in der Rahmenvorrichtung (11) angeordnet ist,
- wobei der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28) durch Kanalabschnittausnehmungen (26), insbesondere Kanalabschnittseinfräsungen, und der zweiten Dichtung (39), insbesondere der Dichtung (39) der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37), gebildet ist,
- und wobei der zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28) an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), insbesondere vier Zufuhrvorrichtungen (18), und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere vier Abfuhrvorrichtungen (19), gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung (11), insbesondere an der ersten Seite der Rahmenvorrichtung (4), angeordnet sind,
- und/oder dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), insbesondere die vier Zufuhrvorrichtungen (18), und die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere die vier Abfuhrvorrichtungen (19), ident ausgestaltet sind,
- und/oder dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere die vier Abfuhrvorrichtungen (19), größer als die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), insbesondere die vier Zufuhrvorrichtungen (18), ausgestaltet sind.
16. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Vorrichtung (1) mindestens zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen (20) umfasst,
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- dass die mindestens zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen (20) gegenüberliegend an der Rahmenvorrichtung (11), insbesondere an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5), angeordnet sind,
- und/oder dass die mindestens zwei Wasserstoffabfuhrvorrichtungen (20) ident ausgestaltet sind.
17. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Kathodenauflagefläche (16) größer als die Anodenauflagefläche (14) ist,
- und/oder dass die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere die Längserstreckung der kathodischen Elektrode (9), größer als die Längserstreckung der anodischen Halbzelle (6), insbesondere größer als die Längserstreckung der anodischen Elektrode (8), ist,
- und/oder dass die Breite der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere die Breite der kathodischen Elektrode (9), größer als die Breite der anodischen Halbzelle (6), insbesondere größer als die Breite der anodischen Elektrode (8), ist.
18. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Anodenauflagefläche (14) größer als die Kathodenauflagefläche (16) ist,
- und/oder dass die Längserstreckung der anodischen Halbzelle (6), insbesondere die Längserstreckung der anodischen Elektrode (8), größer als die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere größer als die Längserstreckung der kathodischen Elektrode (9), ist,
- und/oder dass die Breite der anodischen Halbzelle (6), insbesondere die Breite der anodischen Elektrode (8), größer als die Breite der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere größer als die Breite der kathodischen Elektrode (9), ist.
19. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Stromleitungsvorrichtungen (36, 37) Ausnehmungen für die mindestens eine Zufuhrvorrichtung (18), die mindestens eine Abfuhrvorrichtung (19) und die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) aufweisen,
- und/oder dass die Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), insbesondere die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30), parallel zu der lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder parallel zu der kathodischen Elektrode (9), insbesondere parallel zu der Kathodenauflagefläche (16), an der kathodischen Halbzelle (7) angeordnet sind.
20. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Rahmenvorrichtung (11) eine Stromleitungsvorrichtungsausnehmung (29), insbesondere eine Stromleitungsvorrichtungseinfräsung, bevorzugt eine zweite Ausnehmung, aufweist,
- dass die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung (29) an der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5) angeordnet ist,
- und dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere ausschließlich, über die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung (29), insbesondere durch die Stromleitungsvorrichtungsausnehmung (29) gebildete Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30), an der Rahmenvorrichtung (11), insbesondere über die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30) mit der zweiten Seite der Rahmenvorrichtung (5), angeordnet ist.
21. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) zwei sich, insbesondere parallel, gegenüberliegende Seiten aufweist,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) über die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung (31) an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), anliegt,
- und dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) über die erste Seite der ersten Stromleitungsvorrichtung (31), insbesondere über die Stromleitungsvorrichtungsauflagefläche (30), an der Rahmenvorrichtung (11) anliegt,
- und/oder dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere die erste Seite der
ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
ersten Stromleitungsvorrichtung (31), eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, aufweist, wobei die Strömungsleitvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Zufluss an wasserhaltiger Flüssigkeit zu der kathodischen Halbzelle (7) und/ oder den Abtransport von wasserstoffhaltigen Fluiden, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/oder Gasen, insbesondere Sauerstoff, von der kathodischen Halbzelle (7) zu leiten.
22. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) zwei sich, insbesondere parallel, gegenüberliegende Seiten aufweist,
- und dass die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) über die zweite Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung (40) an der anodischen Halbzelle (7), insbesondere der anodischen Elektrode (9), anliegt,
- und/oder dass die zweite Stromleitungsvorrichtung (37), insbesondere die zweite Seite der zweiten Stromleitungsvorrichtung (40), eine Strömungsleitvorrichtung, insbesondere eine Strömungsleitungsstruktur, aufweist, wobei die Strömungsleitvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Zufluss an wasserhaltiger Flüssigkeit zu der anodischen Halbzelle (6) und/oder den Abtransport von sauerstoffhaltigen Fluiden, insbesondere Wasser und/oder Kaliumhydroxid, und/oder Gasen, insbesondere Sauerstoff und/oder Wasserstoff, von der anodischen Halbzelle (6) zu leiten.
23. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Längserstreckung der ersten Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), größer ist als die Längserstreckung der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere größer ist als die Längserstreckung der kathodischen Elektrode (9),
- und/oder dass die Längserstreckung der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37), insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), größer ist als die Längserstreckung der anodischen Halbzelle (6), insbesondere größer ist als die Längserstreckung der anodischen Elektrode (8),
24. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Breite der ersten Stromleitungsvorrichtung (36), insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), größer ist als die Breite der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere größer ist als die Breite der kathodischen Elektrode (9), - und/oder dass die Breite der zweiten Stromleitungsvorrichtungen (37), insbesondere der Stromleitungsvorrichtungen (36, 37), größer ist als die Breite der anodischen Halbzelle (6), insbesondere größer ist als die Breite der anodischen Elektrode (8).
25. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die wasserhaltige Flüssigkeit Basen, insbesondere Natriumhydroxid oder Kaliumcarbonat oder Kaliumhydroxid, in einem Bereich von einschließlich 0 Gewichtsprozent bis einschließlich 30 Gewichtsprozent, insbesondere Kaliumhydroxid in einem Bereich von einschließlich 0,7 Gewichtsprozent bis einschließlich 7 Gewichtsprozent, aufweist,
- oder dass in der wasserhaltige Flüssigkeit Basen, insbesondere Natriumhydroxid oder Kaliumcarbonat oder Kaliumhydroxid, in einem Bereich von einschließlich 0 Gewichtsprozent bis einschließlich 30 Gewichtsprozent, insbesondere Kaliumhydroxid in einem Bereich von einschließlich 0,7 Gewichtsprozent bis einschließlich 7 Gewichtsprozent, gelöst sind,
- und/oder dass die wasserhaltige Flüssigkeit bei 25 °C einen pH-Wert in einem Bereich von einschließlich 7 bis einschließlich 14, insbesondere einen pH-Wert von 14, hat.
26. Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Rahmenvorrichtung (11) aus Kunststoff, insbesondere aus Polysulfon und/oder Polyamid und/oder Polypropylen und/oder Polystyrol und/oder Polyetheretherketon, ausgestaltet ist,
- und/oder dass die kathodische Elektrode (9) aus mit Katalysator beschichteten und porö-
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sen Nickelstrukturen oder aus mit Katalysator beschichteten und porösen Kohlenstoffstrukturen, insbesondere aus mit Platin beschichtetem Kohlenstoffpapier, ausgestaltet ist,
- und/oder dass die kathodische Elektrode (9) porös und elektrisch leitfähig ausgestaltet ist,
- und/oder dass die anodische Elektrode (8) aus mit Katalysator beschichtete und porösen metallischen Strukturen ausgestaltet ist, wobei gegebenenfalls die metallischen Strukturen aus Nickel und/oder Edelstahl und/oder Titan, ausgestaltet sind,
- und/oder dass die anodische Elektrode (8) porös und elektrisch leitfähig ausgestaltet ist,
- und/oder dass die Oberfläche der anodischen Elektrode (8) unpassiviert ist,
- und/oder dass die lonenaustauschvorrichtung (10) porös ausgestaltet ist,
- und/oder dass die lonenaustauschvorrichtung (10) membranartig, aus ionisch leitfähigem Polymer, insbesondere aus anionisch leitfähigem Polymer, ausgestaltet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die anodische Halbzelle (6), insbesondere die anodische Elektrode (8), bei Drücke im Bereich von einschließlich 1,0 bar bis einschließlich 15 bar, insbesondere bei einem Druck von 1,5 bar, betrieben und/oder betreibar ist,
- und/oder dass die kathodische Halbzelle (7), insbesondere die kathodische Elektrode (9), bei Drücke im Bereich von einschließlich 1,0 bar bis einschließlich 100,0 bar, insbesondere bei einem Druck von 30,0 bar, betrieben und/oder betreibar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die mindestens eine Zufuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Zufuhrkanal, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung (11) und gegebenenfalls von der zweiten Dichtung (39), insbesondere der an der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37) angeordneten Dichtung (39), gebildet ist,
- dass die mindestens eine Abfuhrvorrichtung, insbesondere der mindestens eine Abfuhrkanal, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung (11) und gegebenenfalls von der zweiten Dichtung (39), insbesondere der an der zweiten Stromleitungsvorrichtung (37) angeordneten Dichtung (39), gebildet ist,
- und dass die mindestens eine Wasserstoffabfuhrvorrichtung, bevorzugt ausschließlich, von der Rahmenvorrichtung und gegebenenfalls von der dritten Dichtung, insbesondere der an der ersten Stromleitungsvorrichtung (36) angeordneten Dichtung (23), gebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass an den Stromleitungsvorrichtungen (13), insbesondere an der nur mit einer anodischen Halbzelle (6) verbundenen Stromleitungsvorrichtung (13) und/oder an der nur mit einer kathodischen Halbzelle (7) verbundenen Stromleitungsvorrichtung (13), bevorzugt an der ersten und der letzten Stromleitungsvorrichtung (13), jeweils eine Endplatte vorgesehen ist,
- und dass die Endplatten dazu ausgebildet sind, die Vorrichtung (1), insbesondere die anodische Halbzelle (6) und/oder die anodische Elektrode (8) und/oder die kathodische Halbzelle (7) und/oder die kathodische Elektrode (9) und/oder die lonenaustauschvorrichtung (10) und/oder die Rahmenvorrichtung (11) und/oder die Stromleitungsvorrichtungen (13, 36, 37), zusammenzupressen, insbesondere gleichmäßig zusammenzupressen.
Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 29 zur, insbesondere elektrolytischen, Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus einer wasserhaltigen Flüssigkeit.
Elektrochemische Zellenanordnung (32),
- wobei die elektrochemische Zellenanordnung (32) zwei Vorrichtungen (1), insbesondere eine erste Vorrichtung und eine weitere Vorrichtung, umfasst,
- wobei die zwei Vorrichtungen (1), insbesondere die erste Vorrichtung und die weitere Vorrichtung, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 ausgestaltet sind,
- wobei die Vorrichtungen (1) in einem Stapel, insbesondere übereinandergestapelt, angeordnet sind,
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- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der ersten Vorrichtung die zweite Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (41) ist,
- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der ersten Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der ersten Vorrichtung (1) angeordnet ist,
- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der ersten Vorrichtung an der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- wobei die zweite Stromleitungsvorrichtung (37) der ersten Vorrichtung an der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der ersten Vorrichtung (1) angeordnet ist,
- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (42) an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- wobei die Zufuhrvorrichtung (18) der ersten Vorrichtung (1) mit der Zufuhrvorrichtung (18) der weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Zufuhrkanal gebildet ist,
- wobei die Abfuhrvorrichtung (19) der ersten Vorrichtung (1) mit der Abfuhrvorrichtung (19) der weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Abfuhrkanal gebildet ist,
- und wobei die Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) der ersten Vorrichtung (1) mit der Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) der weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Wasserstoffabfuhrkanal gebildet ist.
Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
- dass die elektrochemische Zellenanordnung (32) mindestens eine weitere, insbesondere einer weiteren weiteren, Vorrichtung (1) umfasst,
- dass die mindestens eine weitere Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29 ausgestaltet ist,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (42) die zweite Stromleitungsvorrichtung der mindestens einen weiteren Vorrichtung ist,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (42) an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung der weiteren Vorrichtung (42) an der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der mindestens einen weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- wobei die erste Stromleitungsvorrichtung der mindestens einen weiteren Vorrichtung an der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der anodischen Elektrode (9), der mindestens einen weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- dass die Zufuhrvorrichtung (18) der weiteren Vorrichtung mit der Zufuhrvorrichtung (18) der mindestens einen weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Zufuhrkanal gebildet ist,
- dass die Abfuhrvorrichtung (19) der weiteren Vorrichtung mit der Abfuhrvorrichtung (19) der mindestens einen weiteren Vorrichtung verbunden ist, sodass ein Abfuhrkanal gebildet ist,
- und dass die Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) der weiteren Vorrichtung mit der Wasserstoffabfuhrvorrichtung (20) der mindestens einen weiteren Vorrichtung verbunden ist, Sodass ein Wasserstoffabfuhrkanal gebildet ist.
Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeich-
net,
- dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der ersten Vorrichtung zwischen der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der ersten Vorrichtung und der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der weiteren Vorrichtung angeordnet ist,
- und/oder dass die erste Stromleitungsvorrichtung (36) der weiteren Vorrichtung zwischen der kathodischen Halbzelle (7), insbesondere der kathodischen Elektrode (9), der weite-
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34.
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36.
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ren Vorrichtung und der anodischen Halbzelle (6), insbesondere der anodischen Elektrode (8), der mindestens einen weiteren, insbesondere der weiteren weiteren, Vorrichtung angeordnet ist.
Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch ge-
kennzeichnet,
- dass durch die an den Stromleitungsvorrichtungen (13, 36, 37) der jeweiligen Vorrichtungen angeordneten Dichtungen und der Rahmenvorrichtung der jeweiligen Vorrichtungen die jeweilige Zufuhrvorrichtung (18) und jeweilige die Abfuhrvorrichtung (19), insbesondere der jeweilige zweite Zufuhrvorrichtungsabschnitt (25) und der jeweilige zweite Abfuhrvorrichtungsabschnitt (28), gebildet sind.
Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch ge-
kennzeichnet,
- dass die Stromleitungsvorrichtungen (13), welche jeweils nur mit einer anodischen Halbzelle (6) oder nur mit einer kathodischen Halbzelle (7) verbunden sind, insbesondere die erste und die letzte Stromleitungsvorrichtung (13) der elektrochemischen Zellenanordnung, als Monopolarplatte ausgestaltet sind.
Elektrochemische Zellenanordnung (32) nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch ge-
kennzeichnet,
- dass an den Stromleitungsvorrichtungen (13), welche jeweils nur mit einer anodischen Halbzelle (6) oder nur mit einer kathodischen Halbzelle (7) verbunden sind, insbesondere an der ersten und der letzten Stromleitungsvorrichtung (13) der elektrochemischen Zellenanordnung, Endplatten vorgesehen sind,
- und dass die Endplatten dazu ausgebildet sind, die elektrochemischen Zellenanordnung (32), insbesondere die stapelförmig angeordneten Vorrichtungen (1), zusammenzupressen, insbesondere gleichmäßig zusammenzupressen.
ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9920440B2 (en) * 2014-10-24 2018-03-20 Swiss Hydrogen Sa Electrochemical stack device
WO2023062088A2 (de) * 2021-10-14 2023-04-20 Igas Energy Gmbh Rahmen für elektrochemische zellen und vorrichtungen vom stapeltyp

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