BRPI0619127A2

BRPI0619127A2 - aparelho de eletrólise

Info

Publication number: BRPI0619127A2
Application number: BRPI0619127-4A
Authority: BR
Inventors: Cristiano Balestrino; Gerard Daniel Agnew; Michele Bozzolo
Original assignee: Rolls Royce Plc
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2011-09-13
Also published as: JP2009517547A; KR20080075012A; SG170052A1; US20080314741A1; KR101297614B1; US8840764B2; GB0524486D0; AU2006321420A1; AU2006321420B2; CN101326310A; EP1957694B1; DK1957694T3; ES2567636T3; EP1957694A2; CA2628004C; CN101326310B; CA2628004A1; RU2008123214A; WO2007063272A2; WO2007063272A3

Abstract

APARELHO DE ELETRóLISE. A presente invenção refere-se a um aparelho de eletrólise (100) que compreende uma célula eletrolítica (2) que serve para eletrolisar um primeiro fluido com a finalidade de gerar um produto fluido. O aparelho de eletrólise (100) compreende, também, uma célula combustível (1) para eletrolisar um fluido eletrolítico e aquecer um segundo fluido. O aparelho de eletrólise inclui, também, um sistema de transferência de fluidos (108B) para transferir o segundo fluido aquecido proveniente da célula combustível (1) até a célula eletrolítica (2) de modo a fornecer calor para conduzir a eletrólise do primeiro fluido na célula eletrolítica (1).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO DE ELETRÓLISE".

A presente invenção refere-se a um aparelho de eletrólise. Mais particularmente, embora não exclusivamente, a invenção se refere a um a- parelho de geração de fluidos. As modalidades da invenção se referem a um aparelho de geração de hidrogênio, como um aparelho de geração de hidro- gênio que incorpora células eletrolíticas.

Utiliza-se a eletrólise de água como uma tecnologia simples e bem-definida para produção de hidrogênio. Eletrolisa-se água para produzir oxigênio no ânodo e hidrogênio no cátodo. O hidrogênio pode, então, ser armazenado.

De acordo com um aspecto desta invenção, é apresentado um aparelho de eletrólise que compreende: uma célula eletrolítica que serve para eletrolisar um primeiro fluido de modo a gerar um produto fluido; uma célula combustível que serve para eletrolisar um combustível e aquecer um segundo fluido; e meios para transferir o segundo fluido aquecido a partir da célula combustível até a célula eletrolítica de modo a fornecer calor e condu- zir a eletrólise do primeiro fluido na célula eletrolítica.

Em uma modalidade, o aparelho de eletrólise pode ser disposto de modo a gerar um fluido, como um gás. O gás pode ser hidrogênio ou mo· nóxido de carbono.

Em uma modalidade, o primeiro fluido pode compreender água. Nesta modalidade, o produto fluido pode compreender hidrogênio. Em outra modalidade, o primeiro fluido pode compreender dióxido de carbono. Nesta modalidade, o produto fluido pode compreender monóxido de carbono.

A célula eletrolítica pode ser disposta de modo a operar a uma temperatura na faixa de 800eC a 10OO9C. Uma vantagem da modalidade pre- ferencial desta invenção diz que o aparelho é apropriado para converter um fluido com baixo valor de aquecimento em um fluido com alto valor de aque- cimento.

A célula combustível pode compreender célula combustível de óxido sólido. A célula eletrolítica pode compreender uma célula eletrolítica de oxido sólido. A célula combustível e a célula eletrolítica podem ser parte da mesma pilha de eletrólise.

O segundo meio de transferência de fluidos pode compreender um segundo sistema de transferência de fluidos. Em uma modalidade, a cé- lula combustível compreende um ânodo para eletrolisar o combustível com a finalidade de fornecer produtos combustíveis. Nesta modalidade, a célula combustível compreende um meio de fornecimento de combustível para for- necer combustível à célula combustível. A célula combustível pode compre- ender um sistema de exaustão para expelir os produtos combustíveis prove- nientes da célula combustível.

O aparelho de eletrólise pode incluir, ainda, um sistema de reci- clagem de combustível para reciclar ao menos alguns dos produtos combus- tíveis para a célula combustível. O sistema de reciclagem de combustível pode reciclar ao menos alguns dos produtos combustíveis para o sistema de fornecimento de combustível. O sistema de reciclagem pode compreender um dispositivo de reciclagem de combustível, como um ejetor, que pode a- carretar os produtos combustíveis supramencionados de modo a reciclá-los a partir da célula combustível. O dispositivo de reciclagem de combustível fica, de preferência, disposto no sistema de fornecimento de combustível.

O aparelho de eletrólise pode compreender um conversor de combustível que serve para converter um combustível precursor em com- bustível. O combustível precursor pode compreender um combustível de hidrocarboneto, de preferência, um alcano, como o metano. O combustível advindo do conversor de combustível pode compreender hidrogênio e pode, também, incluir monóxido de carbono. Na modalidade preferencial, o con- versor de combustível pode compreender um reparador.

O aparelho de eletrólise inclui, de preferência, meios de aqueci- mento que servem para aquecer o combustível precursor com a finalidade de efetuar a conversão supramencionada. Os meios de aquecimento podem compreender uma montagem de fornecimento de fluidos aquecidos que ser- ve para transferir um fluido aquecido até o conversor de combustível. A mon- tagem de fornecimento de fluidos aquecidos pode ser disposta de modo a transferir calor do segundo fluido até o conversor de combustível.

Os meios de aquecimento podem compreender um trocador de calor dotado de primeiros e segundos lados de transferência de calor. O flui- do aquecido pode passar ao longo do primeiro lado e o combustível precur- sor pode passar ao longo do segundo lado a ser convertido em combustível.

A célula combustível pode compreender um cátodo, pelo qual um componente do segundo fluido é eletrolisado pelo cátodo. A célula com- bustível pode compreender um segundo meio de fornecimento de fluidos que serve para fornecer o segundo fluido à célula combustível. O componen- te eletrolisado descrito anteriormente do segundo fluido pode compreender oxigênio. Na modalidade preferencial, o segundo fluido compreende ar.

Em uma modalidade, a célula eletrolítica pode compreender um cátodo para eletrolisar o primeiro fluido. Nesta modalidade, a célula eletrolíti- ca compreende um primeiro sistema de fornecimento de fluidos que serve para fornecer o primeiro fluido à célula eletrolítica. A célula eletrolítica pode compreender um sistema de exaustão de produtos fluidos que serve para expelir o produto fluido proveniente da célula eletrolítica.

O aparelho de eletrólise pode incluir uma câmara de combustão para fornecer produtos de combustão. De preferência, a câmara de combus- tão é disposta de modo a queimar ao menos alguns dos produtos combustí- veis provenientes da célula combustível.

O aparelho de eletrólise pode compreender um segundo sistema de fornecimento de fluidos que serve para fornecer o segundo fluido à célula combustível. O segundo sistema de fornecimento de fluidos pode compre- ender um compressor que serve para comprimir o segundo fluido. O segun- do sistema de fornecimento de fluidos pode compreender um dispositivo de reciclagem de fluidos que serve para reciclar os produtos de combustão a partir da câmara de combustão até a célula combustível. O dispositivo de reciclagem de fluidos pode compreender um ejetor de reciclagem de fluidos, que pode acarretar os produtos de combustão supramencionados.

O segundo sistema de fornecimento de fluidos pode ser disposto de modo a fornecer o segundo fluido ao lado do cátodo da célula combustí- vel.

O aparelho de eletrólise pode compreender um segundo sistema de exaustão de fluidos que serve para expelir o segundo fluido proveniente da célula eletrolítica.

Ao menos uma parte do segundo fluido expelido pode ser carre- gada na câmara de combustão para combustão. Os produtos de combustão provenientes da câmara de combustão podem compreender o segundo flui- do expelido queimado.

O aparelho de eletrólise pode compreender um sistema de turbi- na a gás, e pode ter meios de alimentação por turbina que servem para car- regar uma parte do segundo fluido expelido em uma turbina. De preferência, a turbina é acoplada a um compressor, pelo qual a turbina pode acionar o compressor.

O aparelho de eletrólise pode compreender um evaporador que serve para recuperar calor proveniente do segundo fluido expelido que pode ser transmitido a partir da turbina.

O aparelho de eletrólise pode incluir, ainda, um sistema de reci- clagem de produtos fluidos que serve para reciclar ao menos uma parte do produto fluido à célula eletrolítica. O sistema de reciclagem de produtos flui- dos pode reciclar ao menos uma parte do produto fluido ao primeiro sistema de fornecimento de fluidos.

O sistema de reciclagem de produtos fluidos pode compreender um dispositivo de reciclagem de produtos fluidos que serve para reciclar ao menos uma parte do produto fluido proveniente da célula eletrolítica. De pre- ferência, o dispositivo de reciclagem de produtos fluidos fica disposto no sis- tema de fornecimento de produtos fluidos. O dispositivo de reciclagem de produtos fluidos pode compreender um ejetor de reciclagem de produtos fluidos, que pode acarretar o produto fluido supramencionado.

O aparelho de eletrólise pode incluir, ainda, um primeiro aque- cedor de fluidos que serve para aquecer o primeiro fluido a ser fornecido à célula eletrolítica. O primeiro aquecedor de fluidos pode compreender um trocador de calor que serve para transferir calor do produto fluido ao primeiro fluido.

O aparelho de eletrólise pode incluir um sistema separador que serve para condensar água do produto fluido e reciclar a água ao primeiro fluido. O sistema separador também pode ser disposto de modo a permitir que hidrogênio seja carregado a partir dele. O sistema separador pode com- preender uma primeira bomba de fluidos que serve para bombear o primeiro fluido até a célula eletrolítica.

De preferência, o sistema separador inclui uma primeira monta- gem de alimentação de fluidos que serve para carregar o primeiro fluido no evaporador. A primeira montagem de alimentação de fluidos pode ser dis- posta de modo a carregar o primeiro fluido do evaporador no primeiro aque- cedor de fluidos.

De preferência, o primeiro aquecedor de fluidos aquece o primei- ro fluido até uma temperatura acima do ponto ebulição do primeiro fluido. Sendo que o primeiro fluido compreende água, o primeiro aquecedor de flui- dos pode aquecer o primeiro fluido de modo a fornecer um vapor supera- quecido. A primeira montagem de alimentação de fluidos pode ser disposta de modo a carregar o primeiro fluido aquecido no primeiro ejetor de fluidos com a finalidade de acarretar o produto fluido.

Uma modalidade da invenção será agora descrita apenas por meio de exemplos, com referência aos desenhos em anexo, onde:

A figura 1 é uma vista esquemática de um aparelho de geração de hidrogênio;

A figura 2 é uma vista diagramática em corte de uma célula combustível;

A figura 3 é uma vista diagramática em corte de uma célula ele- trolítica; e

A figura 4 é uma vista diagramática lateral da célula eletrolítica, da célula combustível e de um conversor de combustível.

Reportando-se à figura 1, é mostrado um diagrama esquemático de um aparelho de geração de hidrogênio 100 que compreende uma célula combustível 1 sob a forma de uma célula combustível de oxido sólido dotada de um lado do cátodo 1a e de um lado do ânodo 1b.

Reportando-se à figura 2, é mostrada uma célula combustível 1 que compreende um lado do cátodo 1 a dotado de um cátodo 30, um lado do ânodo 1 b dotado de um ânodo 32 e um eletrólito de óxido sólido 34 disposto entre o cátodo 30 e o ânodo 32.

O aparelho 100 inclui, também, uma célula eletrolítica 2 sob a forma de uma célula eletrolítica de óxido sólido. A célula eletrolítica 2 com- preende um lado do ânodo 2a e um lado do cátodo 2b.

Reportando-se à figura 3, é mostrada a célula eletrolítica 2 que compreende o lado do ânodo 2a dotado de um ânoda36, sendo que o lado do cátodo 2b é dotado de um cátodo 38 e de um eletrólito de óxido sólido 40 disposto entre o ânodo 36 e o cátodo 38.

A célula combustível 1 e a célula eletrolítica 2 podem ser parte de uma única pilha 70 (consulte a figura 4) de tubos de células eletroquími- cas 72B. Os tubos de células eletroquímicas 70 podem estar sob a forma de tubos de células eletroquímicas conhecidos, com uma construção familiar aos versados na técnica. Um exemplo de uma pilha de tubos de células ele- troquímicas é mostrada e descrita no documento WO 2004/032273.

Na figura 4, alguns dos tubos de células eletroquímicas 72 são designados pela referência numérica 72A, e alguns pela referência numérica 72B. Os tubos de células eletroquímicas 72A formam a célula combustível 1, e os tubos de células eletroquímicas 72B formam a célula eletrolítica 2. A estrutura da pilha 70 é descrita em maiores detalhes mais adiante.

Um conversor de combustível 3 sob a forma de um reparador (mostrado em maiores detalhes na figura 4) é proporcionado com a finalida- de de converter o combustível para o aparelho 100 em uma forma útil, con- forme explicado abaixo. O ar quente através do lado do ânodo 2a da célula eletrolítica 2 passa ao longo do lado de ar 3a (conforme mostrado na figura 1) do conversor 3, e o combustível passa através de um lado do combustível 3b (consulte a figura 1) do conversor a ser aquecido pelo ar quente sobre o lado de ar 3a e convertido a partir de um combustível precursor, por exem- plo, metano, em combustível, ou seja, hidrogênio e monóxido de carbono. Depois, o combustível passa a partir do lado do combustível 3b do conversor 3 até o lado do ânodo Ib da célula combustível 1.

O aparelho 100 inclui, também, um sistema de alimentação de combustível 102 que serve para carregar o combustível precursor no lado do combustível 3b do conversor 3. O sistema de alimentação de combustível 102 compreende um suprimento de combustível 104, uma bomba 9 que ser- ve para bombear o combustível e um pré-processador externo de combustí- vel (EFP) 10 que serve para pré-tratar o combustível antes de ser carregado na célula combustível 1, por exemplo, com a finalidade de remover os com- postos superiores de hidrocarboneios e enxofre do combustível precursor. A montagem de alimentação de combustível 102 inclui, também, um dispositi- vo de reciclarem de combustível que pode estar sob a forma de um ejetor de reciclagem de combustível 4, conforme será explicado mais adiante. O com- bustível precursor proveniente do ejetor de reciclagem de combustível 4 é carregado no conversor 3 através da linha 102A, conforme mostrado nas figuras 1 e 4. O combustível convertido a partir do conversor 3 é carregado através da linha 102b (consulte a figura 4) no lado do ânodo Ib da célula combustível 1. Uma tubulação 103 carrega o combustível no lado do ânodo Ib da célula combustível. Conforme pode ser observado a partir da figura 4, a tubulação de alimentação de combustível 103 é conectado, de forma co- municativa, ao tubo de células combustíveis 72A de modo a carregar o com- bustível nos tubos de células combustíveis 72A.

Um segundo fluido sob a forma de ar é passado por um com- pressor 8A de um sistema de turbina a gás 8. O sistema de turbina a gás 8 inclui, também, uma turbina 8B para fins que serão explicados abaixo. A tur- bina 8B aciona o compressor 8A e o trabalho realizado pela turbina 8B pode ser usado para gerar energia elétrica.

O sistema compréssor 8 fica disposto dentro do sistema de ali- mentação de ar para carregar um segundo fluido sob a forma de ar na célula combustível 1. O ar comprimido pelo compressor 8A é então passado atra- vés de um dispositivo de reciclagem de fluidos, como um ejetor de recicla- gem de fluidos 7 por razões que serão explicadas abaixo, e, então, ao lado do cátodo 1a da célula combustível 1 através da linha 108a. O ar comprimi- do pelo compressor 8 se encontra a uma temperatura de cerca de 800°C. O ar que passa através do lado do cátodo la da célula combustível 1 é subme- tido à eletrólise e os íons de oxigênio migram através do eletrólito sólido 34. O ar depletado com oxigênio passa a partir do lado do cátodo Ia da célula combustível através da linha 108B.

O combustível sob a forma de hidrogênio e monóxido de carbo- no que entram pelo lado do ânodo 1b da célula combustível 1 é submetido a reações eletroquímicas no ânodo 32 com os íons de oxigênio do eletrólito 34 com a finalidade_de formar água e dióxido de carbono.

Libera-se calor através da célula combustível 1 devido à nature- za exotérmica das reações eletroquímicas e à dissipação de energia em ca- lor causada por perdas ôhmicas e ativas. Esse calor é absorvido pelo ar que passa através do lado do cátodo 1 a, de tal modo que o ar que passa fora do lado do cátodo 1a da célula combustível 1 seja passado pelo lado do ânodo 2a da célula eletrolítica 2 através da linha 108B e seja aquecido até uma temperatura de substancialmente 920° centígrados. Portanto, transfere-se calor a partir da célula combustível 1 até a célula eletrolítica 2. Sendo que a célula combustível 1 e a célula eletrolítica 2 fazem parte da mesma pilha de tubos de células eletroquímicas 72, a linha 108B pode ser o meio que permi- te que o ar passe de um tubo de células eletroquímicas 72 para o próximo.

Um fluxo de elétrons (indicado pelas setas designadas e") é cria- do pelas reações eletroquímicas na célula combustível 2 e fornece energia elétrica conforme indicado pela referência numérica 110 na figura 1. A figura 3 mostra que a célula eletrolítica 2 requer um suprimento externo de energia 42. Ao menos uma parte desta energia pode ser obtida a partir de dentro do aparelho de geração de hidrogênio 100, como pela energia elétrica gerada pelas células combustíveis 1.

Os produtos expelidos a partir do lado do ânodo Ib da célula combustível 1, ou seja, água e dióxido de carbono produzidos pela reação eletroquímica junto ao hidrogênio e monóxido de carbono não-eletrolisados, passam fora do lado do ânodo 1b através da linha 102C até um divisor 112 (consulte a figura 1).

O ejetor de reciclagem de combustível 4 entra através de uma linha 102C, alguns produtos expelidos a partir do lado do ânodo 1b da célula combustível 1 no divisor 112 a ser reciclado de volta à célula combustível 1 ao longo da linha 102A. O restante desses produtos expelidos são passados a partir do divisor 112 até a câmara de combustão 6 através de uma linha 102D, conforme será explicado abaixo.

O ar aquecido que passa ao longo da linha 108B a partir do lado do cátodo 1 a da célula combustível 1 passa pelo lado do ânodo 2a da célula eletrolítica 2. Isto fornece calor à reação eletroquímica no lado do cátodo 2b da célula eletrolítica 2. Água entra no lado do cátodo 2b da célula eletrolítica 2 através de um primeiro sistema de alimentação de fluidos 114. O primeiro sistema de alimentação de fluidos 114 compreende um separador 16 dotado de um condensador 18. O separador 16 recebe a água que entra a partir de uma linha 17A e passa esta água por um evaporador 12 através de uma li- nha 17B. O evaporador 12 converte esta água em vapor. O evaporador 12 é aquecido pelo ar proveniente da célula eletrolítica 2, conforme explicado a- baixo.

O vapor passa fora do evaporador 12 através da linha 17C até um superaquecedor 11 de modo a criar um vapor superaquecido a uma temperatura de até 5009C. O vapor superaquecido passa, então, a partir do superaquecedor 11 através da linha 17D até um ejetor de reciclagem de produtos fluidos 5. Após passar através do ejetor de reciclagem de produtos fluidos 5, o vapor e os produtos que entraram através deste ejetor, passam através da linha 17E até uma tubulação 130 (consulte a figura 4) e, então, até o lado do cátodo 2b dentro dos tubos 72B da célula eletrolítica 2.

Após a eletrólise na célula eletrolítica 2b, o hidrogênio e a água gerados são expelidos através da linha 17F que passa o hidrogênio e a água restante por um divisor 115, uma parte do hidrogênio e da água no divisor 115 entra pelo ejetor 5 através de uma linha 171 e retroalimentado ao lado do cátodo 2b da célula eletrolítica 2. O restante do hidrogênio e da água que se encontra em uma temperatura de 8009C a 850QC é carregado no superaque- cedor 11 do divisor 115 através de uma linha 17G.

Após trocar de calor no superaquecedor 11, a mistura de hidro- gênio e água passa pelo separador 16 através da linha 17H. No separador, a água é condensada no condensador 18 e o hidrogênio removido através da linha 19.

A água condensada é, então, carregada em um combinador 20 onde ela é misturada com água desmineralizada, conforme mostrado pela referência numérica 15. A água é, então, bombeada por uma bomba 14 até o separador 16 através da linha 17A com a finalidade de condensar a água do hidrogênio no condensador 18 e, então, ao evaporador 12 através da li- nha 17B.

O ar aquecido que passa a partir do lado do cátodo 1a da célula combustível 1 até o lado do ânodo 2a da célula eletrolítica 2 recebe oxigênio proveniente dos íons de oxigênio transportados através do eletrólito 40 na célula eletrolítica 2. Este ar é expelido a partir do lado do ânodo 2a da célula eletrolítica 2 até um divisor 116 através de uma linha 108E. Uma parte do ar é passado a partir do divisor 116 até a câmara de combustão 6 para com- bustão. Os produtos de combustão provenientes da câmara de combustão 6 são, então, acarretados pelo ejetor de reciclagem de fluidos 7 para reciclar de volta ao lado do cátodo 1a da célula combustível 1 através da linha 108A. O restante do ar aquecido proveniente do lado do ânodo 2a da célula eletro- lítica 2 é passado a partir do divisor 116 através de uma linha 108F até a turbina 8B do sistema de turbina a gás 8 onde ele se expande através da turbina 8B para acionar o compressor 8A. O ar que sai da turbina 8B passa através do evaporador 12 com a finalidade de aquecer a água que entra. O ar é, então, expelido através da linha 20.

Conforme descrito, um aparelho eficaz para geração de hidrogê- nio a partir da água que utiliza uma célula combustível e uma célula eletrolí- tica dispostas em série entre si. A modalidade tem a vantagem de que a cé- lula combustível pode

Várias modificações podem ser feitas sem divergir do escopo da invenção. Por exemplo, os sistemas de reciclagem podem não ser necessá- rios. Da mesma forma, o aparelho de eletrólise pode ser um gerador de mo- nóxido de carbono, neste caso, o dióxido de carbono é carregado no lado do cátodo 2b da célula eletrolítica 2 a ser eletrolisada em monóxido de carbono. Sendo que o aparelho de eletrólise 10 é usado como um gerador de monó- xido de carbono, os produtos expelidos a partir do lado do cátodo 2b da célu- la eletrolítica 2 serão o monóxido de carbono e o dióxido de carbono não- reagido. Meios separadores apropriados, já que seriam conhecidos pelos indivíduos versados na técnica, serão necessários para separar o dióxido de carbono do monóxido de carbono.

As vantagens da modalidade preferencial serão conforme se segue. O hidrogênio produzido na modalidade preferencial desta invenção é proveniente da água e é isento de contaminantes, considerando que o hi- drogênio produzido por meios convencionais, como por gás natural reforma- do, pode requerer purificação para remover compostos de enxofre e monó- xido de carbono. Isto é importante, visto que a produção de hidrogênio será necessária à medida que mais carros, utilizando hidrogênio como seu com- bustível, são fabricados.

Além disso, as condições de temperatura para conduzir as rea- ções não são excessivas, e não existem condições críticas de projeto para os trocadores de calor ou outros componentes. Da mesma forma, a modali- dade preferencial requer um simples projeto de usina química, conforme descrito acima.

Em algumas circunstancias, a energia elétrica produzida pela célula combustível 1 e/ou pelo sistema de turbina a gás 8 pode ser consumi- da pela célula eletrolítica 2. Alternativamente, a saída de energia da célula combustível 1 poderia ser carregada na grade de eletricidade após ser con- vertida em AC. A célula eletrolítica 1 poderia, então, ser acionado por eletri- cidade proveniente da grade elétrica, convertida de forma apropriada em DC.

Apesar de se empenhar no relatório descritivo anterior em cha- mar atenção às características da invenção que se acreditam ter uma impor- tância particular, deve-se compreender que a proteção das reivindicações da requerente em relação a qualquer característica ou combinações de caracte- rísticas patenteáveis acima referidas e/ou mostradas nos desenhos tenha sido dada ênfase particular ou não.

Claims

1. Aparelho de eletrólise (100) que compreende: uma célula ele- trolítica (2) que serve para eletrolisar um primeiro fluido de modo a gerar um produto fluido; uma célula combustível (1) que serve para oxidar um com- bustível e aquecer um segundo fluido; e meios (108B) para transferir o se- gundo fluido aquecido a partir da célula combustível (1) até a célula eletrolíti- ca (2) de modo a fornecer calor para conduzir a eletrólise do primeiro fluido na célula eletrolítica (1).

2. Aparelho de eletrólise (100) que compreende: uma célula ele- trolítica (2) que serve para eletrolisar. um primeiro fluido que compreende água para gerar um produto fluido que compreende hidrogênio; uma célula combustível (1) que serve para oxidar um combustível e aquecer um segun- do fluido; e um sistema de transferência de fluidos (108B) que serve para transferir o segundo fluido aquecido a partir da célula combustível (1) até a célula eletrolítica (2) de modo a fornecer calor para conduzir a eletrólise do primeiro fluido na célula eletrolítica (1).

3. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a célula combustível (1) compreende uma célula combustível de oxi- do sólido, e a célula eletrolítica (2) compreende uma célula eletrolítica de oxido sólido.

4. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou -3, em que a célula combustível (1) compreende um ânodo (1b, 32) para oxi- dar o combustível de modo a fornecer produtos combustíveis.

5. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 4, que compreende um sistema de reciclagem de combustível (102c, 112, 4, 102A) para reciclar ao menos uma parte dos produtos combustíveis à célula com- bustível (1).

6. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 5, em que o sistema de reciclagem (102c, 112, 4, 102A) compreende um dispositi- vo de reciclagem de combustível (4) para reciclar produtos combustíveis provenientes da célula combustível (4).

7. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, em que ao menos uma parte da energia elétrica gerada pela célula combustível (1) pode ser transmitida à célula eletrolítica (2) de modo a fornecer energia para a célula eletrolítica (2).

8. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, que compreende um conversor de combustível (3) que ser- ve para converter um combustível precursor em combustível.

9. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, incluindo um meio de aquecimento que serve para aquecer o combustível precursor com a finalidade de efetuar a conversão supramen- cionada, sendo que o meio de aquecimento compreende uma montagem-de fornecimento de fluido aquecido para transferir fluido aquecido ao conversor de combustível (3).

10. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 9, em que o meio de aquecimento compreende um trocador de calor dotado de primeiros e segundos lados (3a, 3b), sendo que o fluido aquecido passa so- bre o primeiro lado (3a) e o combustível precursor passa sobre o segundo lado (3b).

11. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, em que a célula combustível (1) compreende um cátodo (Ib, -30), pela qual ao menos um componente do segundo fluido é eletrolisado pelo cátodo (1a, 30), e a célula combustível (1) que compreende um segun- do meio de fornecimento de fluidos que serve para fornecer o segundo fluido à célula combustível (1).

12. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, em que a célula eletrolítica (1) compreende um cátodo (2b, -38) que serve para eletrolisar o primeiro fluido.

13. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, incluindo uma câmara de combustão (6) para fornecer pro- dutos de combustão, sendo que a câmara de combustão (6) fica disposta de modo a queimar ao menos uma parte dos produtos combustíveis provenien- tes da célula combustível (1).

14. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 13, em que o aparelho compreende um segundo sistema de reciclagem de fluidos (108E, 116, 6, 7, 108A) e a câmara de combustão (6) é proporcionada no segundo sistema de reciclagem de fluidos.

15. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, que compreende um segundo sistema de fornecimento de fluidos (106, 108, 8A, 7, 108A) que serve para fornecer o segundo fluido à célula combustível (1).

16. Célula eletrolítica, de acordo com quaisquer reivindicações anteriores, em que o segundo sistema de fornecimento de fluidos (106, 108, -8A, 7, 108A) compreende um compressor (8A) que serve para comprimir o segundo fluido.

17. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 15 ou -16, em que o segundo sistema de fornecimento de fluidos (106, 108, 8A, 7, -108A) compreende um dispositivo de reciclagem de fluidos (7) que serve para reciclar produtos de combustão provenientes da câmara de combustão (6).

18. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 17, em que o segundo sistema de fornecimento de fluidos (106, 108, 8A, 7, 108A) fornece uma trajetória ininterrupta para o fluxo de fluidos à célula eletrolítica (2) a partir da célula combustível (1).

19. Célula eletrolítica, de acordo com quaisquer reivindicações anteriores, em que a célula combustível (1) e a célula eletrolítica (2) são co- nectadas em série entre si em relação ao fluxo do segundo fluido.

20. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 15, 16 ou 17, em que o segundo sistema de fornecimento de fluidos (106, 108, 8A, -7, 108A) fica disposto de modo a fornecer o segundo fluido ao lado do cáto- do (1a, 30) da célula combustível (1), sendo que o aparelho de eletrólise (100) compreende um segundo sistema de exaustão de fluidos que serve para expelir o segundo fluido da célula eletrolítica (2).

21. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, que compreende um sistema de turbina a gás (8) dotado de uma turbina (8B) e de um compressor (8A), a turbina (8B) é acoplada ao compressor (8A), desse modo a turbina (8B) pode acionar o compressor (8A).

22. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 21, em que o sistema de turbina a gás (8) compreende meios de alimentação da turbina (108E, 116, 108F) que servem para carregar ao menos uma parte do segundo fluido expelido para a turbina (8B).

23. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, que compreende um evaporador (12) para recuperar calor proveniente do segundo fluido expelido, sendo que o dito segundo fluido é transferido ao evaporador (12) a partir da turbina (8B).

24. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, em que um sistema de reciclagem de produtos fluidos (17F, -115, 171, 5, 17E) compreende um dispositivo de reciclagem (5) que serve para reciclar ao menos uma parte do produto fluido proveniente da célula eletrolítica (2), sendo que o dispositivo de reciclagem de produtos fluidos (5) fica disposto no sistema de fornecimento de produtos fluidos (114).

25. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, que inclui, ainda, um primeiro aquecedor de fluidos (11) que serve para aquecer o primeiro fluido a ser fornecido à célula eletrolítica (1), sendo que o primeiro aquecedor de fluidos (11) compreende um trocador de calor que serve para transferir calor do produto fluido ao primeiro fluido.

26. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 23, em que o primeiro aquecedor de fluidos (11) aquece o primeiro fluido até uma temperatura acima do ponto de ebulição do primeiro fluido.

27. Aparelho de eletrólise, de acordo com quaisquer reivindica- ções anteriores, que inclui um sistema separador (16) que serve para con- densar água proveniente do produto fluido.

28. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 27, em que o sistema separador (16) é configurado de modo a reciclar a água con- densada ao primeiro fluido.

29. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 27 ou -28, em que o sistema separador (16) inclui uma primeira montagem de ali- mentação de fluidos que serve para alimentar o primeiro fluido a um evapo- rador (12) e alimentar o primeiro fluido proveniente do evaporador (12) ao primeiro aquecedor de fluidos (11).

30. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a célula combustível (1) compreende uma célula combustível de oxi- do sólido e a célula eletrolítica (2) compreende uma célula eletrolítica sólida, a célula combustível (1) compreende um ânodo (1b, 32) e um cátodo (1a, -30), a célula eletrolítica (2) compreende um ânodo (2a, 36) e um cátodo (2b, -38), meios para carregar o segundo fluido ao cátodo (1a, 30) da célula com- bustível (1), o sistema de transferência de fluidos transfere o segundo fluido aquecido do cátodo (1a, 30) da célula combustível (1) ao ânodo (2a, 36) da célula eletrolítica (2), meios para carregar o combustível ao ânodo (1b, 32) da célula combustível (1), meios para carregar o primeiro fluido ao cátodo (2b, 38) da célula eletrolítica (2).

31. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 30, em que um sistema de reciclagem de combustível (102c, 112, 4, 102A) recicla ao menos uma parte dos produtos combustíveis do ânodo (1b, 32) da célula combustível (1) ao ânodo (1b, 32) da célula combustível (1).

32. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 30 ou 31, em que um segundo sistema de reciclagem de fluidos (108E, 116, 6, 7, 108A) recicla ao menos uma parte do segundo fluido do ânodo (2a, 36) da célula eletrolítica (2) ao cátodo (1a, 30) da célula combustível (1).

33. Aparelho de eletrólise, de acordo com a reivindicação 32, em que uma câmara de combustão (6) fica disposta no segundo sistema de re- ciclagem de fluidos com a finalidade de queimar ao menos uma parte dos produtos combustíveis do ânodo (1b, 32) da célula combustível (1) no se- gundo fluido que flui a partir da célula eletrolítica (2) até a célula combustível (1)·