CH642684A5 - Verfahren zur herstellung von wasserstoffgas unter verwendung eines bromidelektrolyten und von strahlungsenergie. - Google Patents

Verfahren zur herstellung von wasserstoffgas unter verwendung eines bromidelektrolyten und von strahlungsenergie. Download PDF

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas aus einer Elektrolytlösung in einer Elektrolysezelle.
Es wird auf die USA-Patente Nr. 4 203 813 und Nr. 4218 301 Bezug genommen, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Bromwasserstoff beschreiben, der als Elektrolyt bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Die Ausnützung von Sonnenenergie zur Energieversorgung von Elektrolysezellen hat im Hinblick auf die jüngste Energiequellenverknappung und das Bewusstsein der Umweltverschmutzung weitverbreitete Aufmerksamkeit gefunden. Die Erzeugung von Wasserstoff aus Elektrolysezellen und die Ausnützung der Sonnenenergie zur Energieversorgung solcher Zellen ist auf dem Fachgebiet als Verknüpfung zweier Gebiete erkannt worden, die viel zur Lösung beider Probleme beitragen kann. Während auf dem Gebiet der Verbesserung der Leistungsfähigkeit solcher Systeme viel getan worden ist, ist noch mehr Arbeit notwendig im Hinblick auf die geringen Energiemengen bei der Gewinnung brauchbarer Energie von der Sonne (d.h. niedrige zu gewinnende Spannungen aus Sonnenlicht pro m2 Kollektor) sowie im Hinblick auf die Überspannungs- und Korrosionsprobleme, die mit der Verwendung herkömmlicher Elektrolyte in dieser Umgebung verbunden sind. Der Bereich an zur Ansammlung dieser sehr grossen Energiequelle in dieser Umgebung brauchbarer Halbleitermaterialien ist wegen der korrosiven Wirkungen herkömmlicher Elektrolyte auf solche Halbleiter ebenfalls begrenzt.
Benötigt wird ein Elektrolysesystem, das in grundlegend herkömmlichen Elektrolysezellen brauchbar ist, die zumindest teilweise durch Strahlung mit Energie versorgt werden und Wasserstoff produzieren, um eine Brennstoffzelle zu versorgen, während die mit der Verwendung herkömmlicher Elektrolytsysteme verbundenen Probleme des umwirksamen Überpotentials und der Korrosion gelöst werden. Nötig ist ferner ein System, das die Verwendung verfügbaren Halbleitermaterials erweitert und in solchen Systemen verwendet werden kann, um zu mehr Flexibilität beim Aufbau photoe-lektrolytischer Prozesse mit grösserer Leistungsfähigkeit zu führen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden Elektrolyseprozesse zur Erzeugung von Wasserstoffgas, das als Energiequelle für eine Brennstoffzelle brauchbar ist, gefunden, wobei Bromide und insbesondere Bromwasserstoff als wichtiger Elektrolyt verwendet werden, wodurch die mit der Verwendung herkömmlicher Elektrolyte in dieser Umgebung verbundenen Probleme der Überspannung und der Korrosion gelöst und der Bereich brauchbarer Halbleiter, die in dieser Umgebung zur Verfügung stehen, auch erweitert wurde, um so die Leistungsfähigkeit solcher photoelektrolyti-scher Prozesse maximal zu gestalten.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im Zusammenhang mit der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, wie sie mit den Figuren erörtert und veranschaulicht werden; von diesen zeigt:
Fig. 1 eine typische Zellenanordnung unter Verwendung einer Photoelektrolyse-Standardzelle;
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Fig. 2 eine zweite Anordnung, bei der die Strahlungsenergiequelle von der trockenen Seite der Zelle her aktiviert und
Fig. 3 eine weitere Anordnung, bei der die Strahlungsenergiequelle von der Lösungsseite der Zelle her aktiviert wird.
Wie oben beschrieben, ist auf dem Gebiet der Kombination von Sonnenenergie mit der Elektrolyse, die Wasserstoff zum Betreiben beispielsweise einer Brennstoffzelle produziert, viel getan worden, wobei die Verknüpfung dieser beiden Bereiche eine grosse Quelle für elektrische Energie mit gTenzenlosem Ausmass erschliesst. Eine solche Kombination war jedoch schwierig aufgrund der geringen Energiemenge, die der Sonne ohne aufwendige Anlage entzogen werden kann, und aufgrund der mit der Verwendung herkömmlicher Elektrolyte verbundenen Korrosions-, Überspannungs- und anderer Probleme. Die Verwendung von Bromidverbin-dungen und insbesondere Brom wasserstoff als Elektrolyte in einer solchen Zellumgebung liefert überraschende Vorteile. Die niedrigeren Potentiale, bei denen eine Wasserstoffbro-midzelle betrieben werden kann, z.B. verglichen mit den höheren Zellpotentialen, die für die Dissoziation von Wasser oder Chloridverbindungen nötig sind, erhöhen die Lebensdauer der Komponenten der Zelle und lassen einen breiteren Bereich an Halbleitermaterial verfügbar werden, als derzeit in solchen Zellen verwendbar. Ferner existieren die Dissoziationsprodukte aus anderen Halogenelektrolyten, wie Jodwasserstoff oder Fluorwasserstoff, als Feststoffe oder als viel korrosivere Gase unter den normalen Atmosphären- und Druckbedingungen. Dies führt zu einer Unzahl von Problemen der Abscheidung und der besonderen Handhabung sowohl in der Elektrolysezelle als auch in der Brennstoffzelle. Und ein Bromwasserstoffelektrolyt führt zu mehr Energiespeicherung pro kg als z.B. Jodwasserstoff in einer Elektrolysezelle.
Während die Erfindung bezüglich der Erzeugung von Wasserstoff zur Verwendung in einer Brennstoffzelle beschrieben worden ist, ist auch das erzeugte Brom für Brennstoffzellen brauchbar. Vgl. eine Veröffentlichung von Glass et al., «Performance of Hydrogen-Bromine Fuel Cells», Advances In Chemistry Series, Band 47,1964, A.C.S. Applied Publications, die die verschiedenen Vorteile eines solchen Systems beschreibt.
Die erfindungsgemässe Bromidzelle kann auch bei verringerten Drücken und Konzentrationen betrieben werden, so dass die Fotoelektrolysezelle mit Spannungen verwendet werden kann, die der Verwendung solcher Verbindungen wie Jodwasserstoff entsprechen, aber mit den Vorteilen einer Beteiligung des gebildeten flüssigen Broms, womit die mit einem als Feststoff vorliegenden Produkt, wie Jod unter normalen Lösungsbedingungen, verbundenen Probleme beseitigt werden. Auch würden die hohen optischen Absorptionskoeffizienten von selbst verdünnten Lösungen anderer Halogendissoziationsprodukte, wie Jod, einen äusserst nachteiligen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit eines Systems haben, das Strahlungsenergie, wie Licht, als Energiequelle ausnützt, wie erfindungsgemäss offenbart.
Ein weiterer Vorteil des Bromidelektrolytsystems besteht darin, dass herkömmliche Elektrolysezellen für die Dissoziation von Wasser leicht einem Bromid-Elektrolytsystem bei nur geringer oder ohne Abwandlung angepasst werden können. Chlorid- oder Fluor-Elektrolytsysteme z.B., die stärker korrosiv sind als selbst herkömmliche Wasserdissoziationssysteme und feste Joddissoziationsprodukte, würden alle eindeutig grössere Abwandlung erfordern. Auch gibt es ganz eindeutige Vorteile des Bromidsystems bei der Beseitigung der Überspannungen, die mit Chlorid und insbesondere Wasserdissoziationsprodukten verbunden sind. Vgl. der vorstehend erwähnte Artikel von Glass et al., S. 204, und US-PS 4021 323, Spalte 7.
Während Sonnenenergie die bevorzugte Strahlungsquelle bei dem erfindungsgemässen Verfahren und der Vorrichtung zu seiner Durchführung ist, können andere Strahlungsenergiequellen verwendet werden, wie Laser-Strahlung oder lichtemittierende Festkörperdioden, wobei die einzige Bedingung die ist, dass die Strahlungsenergie von geeigneter Wellenlänge und ausreichender Intensität zur Entwicklung von Wasserstoffgas in der speziell bestrahlten Zelle ist. Die erforderliche geeignete Wellenlänge hängt mit dem speziell verwendeten Halbleiter zusammen. Die Wellenlänge muss kurz genug sein, um wenigstens zu den Eigenschaften des speziell verwendeten Halbleiters zu passen. Der Halbleiter absorbiert keine längeren Strahlungswellenlängen als seiner Band-breiten-Strahlungscharakteristik entspricht. Tatsächlich besteht einer der Vorteile der Erfindung in der Beseitigung der Korrosions- und Oxydationsprobleme herkömmlicher Elektrolyte, die viele Halbleitermaterialien angreifen, wodurch die Verwendung eines breiteren Halbleitermaterialbereichs möglich wird. Da somit ein breiterer Bereich an Halbleitermaterialien zur Verfügung steht, kann ein breiterer Lichtwellenlängenbereich ausgenützt werden, um das System noch wirksamer mit Energie zu versorgen. Auch kann, während es bevorzugt ist, die Elektrolyse ausschliesslich unter Verwendung von Strahlungsenergie, wie Licht, zu betreiben, ein grosser Vorteil durch Kombinieren des mit Lichtenergie betriebenen Systems mit einer äusseren Energiequelle, wie einer Batterie, erzielt werden. Dies ist von besonderem Wert in Fällen, wo die Halbleiter-Strahlungskombination nicht genügend Fotospannung erzeugt, um die Schwellenspannung zu erreichen, die für den Betrieb der Zelle erforderlich ist. Vgl. die spätere Nernst-Gleichung. So wären z.B. zum Betrieb der Zelle für eine 48%ige HBr-Lösung 0,6 V erforderlich, damit würde jede Halbleiter-Strahlungskombination, die weniger als diese Spannung mit einer solchen Lösung erzeugt, eine äussere Energiequelle erforderlich machen. Selbst wenn durch die Strahlungsquelle genügend Spannung geliefert würde, könnte die äussere Energiequelle auch verwendet werden, um die Wasserstoffgas-Entwicklungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wenngleich auf Kosten der Leistung des Systems. Auf jeden Fall muss die Grösse der von dieser äusseren Energiequelle angelegten Spannung kleiner sein als die, die zur Elektrolyse der Bromidverbindung in Abwesenheit der lichtbestrahlten Halbleiterelektrode erforderlich ist, um ein wirksames Energiesystem zu haben. So würde die aus der Rekombination von z.B. Wasserstoff und Brom in einer Brennstoffzelle gewonnene Energie etwa gleich der Summe der eingespeisten Sonnenenergie und der zugeführten äusseren Spannung sein.
Jedes herkömmliche Halbleitermaterial mit fotoelektrischen Eigenschaften ist erfindungsgemäss brauchbar, z.B. Silicium oder Titandioxid. Dies bedeutet eine breitere Halbleiterklasse, da Halbleiter, wie Silicium, nicht typischerweise brauchbar bei herkömmlichen Systemen des Standes der Technik sind, und zwar aufgrund der nachteiligen Einflüsse der herkömmlichen Elektrolyte auf solches Halbleitermaterial bei Zellpotentialen von über 1,25 V, bei denen Zellen her-könimlicherweise betrieben werden. Beispielsweise würden herkömmliche wasserstoffgaserzeugende Elektrolysesysteme, wie solche, die mit Wasserdissoziation arbeiten, aufgrund der korrodierenden Einflüsse des freien Sauerstoffs, die auch auf einem solchen Halbleiter hervorgerufen werden, nicht die Verwendung von Siliciumhalbleitern zulassen. Aufgrund der zum Betreiben einer solchen Zelle erforderlichen Überspannung wären die korrosiven Wirkungen des Sauerstoffs in einer solchen Umgebung untragbar. Doch kann bei dem hier beschriebenen System aufgrund des Fehlens eines Überspannungsproblems mit der Verwendung von Bromiden, wie HBr, und aufgrund der nicht-korrosiven Wirkungen des s
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gebildeten Broms auf einen Siliciumhalbleiter in einer solchen Umgebung ein Siliciumhalbleiter verwendet werden. Daher kann, weil Siliciumhalbleiter Strahlungsenergie in elektrische Energie bei Wellenlängen bis zu 11 • 10-7 m wirksam überführen, eine grössere, wirksamere Lichtsam-melquelle im offenbarten System verwendet werden. Wäre man z.B. auf TiCh-Halbleiter beschränkt, die sonst aufgrund ihrer besseren Korrosionsbeständigkeitseigenschaften erwünscht wären, wären nur Lichtwellenlängen unter etwa 4» 10"7 m brauchbar. Dies würde tatsächlich etwa 97% des Sonnenspektrums ausschliessen.
Mehrschichten-Halbleitermaterial aus einem Material mit einem Gradienten abnehmender Bandbreite steht dem erfin-dungsgemässen Verfahren im Hinblick auf die mit der Verwendung des Bromidelektrolyten umfassten Vorteile auch zur Verfügung. Vgl. in dieser Hinsicht z.B. die US-PS 4011 149, Spalte 2, Zeilen 18 bis 20.
Die Nernst-Gleichung, die die für die Elektrolyse bei diesem Verfahren erforderliche Zellpotentialbeziehung bestimmt, kann wie folgt beschrieben werden:
E = E°+0,059 log Ph:+0,059 log Cbh—0,059 log CHBr
E° = Standard-Zellenpotential für Zellenkomponenten (z.B.
für HBr-Elektrolyse 1,06 V),
Phi = der in der Zelle aufgebaute Wasserstoff-Partialdruck, Cbk = Molkonzentration an in der Zelle gebildetem flüssigem Brom,
CHBr = Molkonzentration an Bromwasserstoff oder anderem Bromid in der Zelle,
E = die durch die Fotospannung zu überwindende Schwellenspannung oder das Zellenpotential. Dies ist die Spannung, bei der Strom in der Zelle zu fliessen beginnt und beträchtliche Mengen Wasserstoff und Brom sich zu entwik-keln beginnen.
Die bevorzugten Parameter für wirksamen Betrieb der erfindungsgemässen Zelle sind:
Phi > 345 Pa Cßrz > 0,1%
CHBr < 48%
Eine Zelle mit solchen Parametern kann wirksam bei Temperaturen zwischen etwa 0 und 100°C betrieben werden. Prozentsätze sind durchweg als Gewichtsprozent angegeben.
Das besondere Bromid-Elektrolytsystem gemäss der Erfindung und die mit seiner Verwendung verbundenen Vorteile aufgrund des Zellenpotentials, des Fehlens der Oxydations/ Korrosions-Probleme und der Beseitigung der Überspannungsprobleme herkömmlicher Zellen erlaubt die Verwendung vieler verschiedener Zellenanordnungen bei der Durchführung der Erfindung. Eine Anordnung kann eine Stan-dard-Zellenanordnung umfassen, wobei die ganze Zelle von einer Lichtquelle bestrahlt wird. Andere Anordnungen können Zellen mit einer Metallelektrode und einer Halbleiterelektrode umfassen, wobei der Halbleiter entweder von der Seite der Lösung oder der trockenen Seite der Zelle her bestrahlt werden kann.
Wie oben festgestellt, ist die Schlüsselkomponente der Elektrolytlösung die in der Lösung in Mengen bis zu etwa 50 Gewichtsprozent vorhandene Bromidverbindung, wobei eine Konzentration von etwa 48 Gewichtsprozent bevorzugt ist. Dies liefert den Wasserstoff (und, wenn gewünscht, Brom) letztlich zum Betreiben der Brennstoffzelle, die die Fotoelektrolysezelle hervorbringen soll. Während Wasser das bevorzugte Lösungsmittel für den Elektrolyten und Bromwasserstoff der bevorzugte Elektrolyt sind, ist das System an andere Lösungsmittel und bromidhaltige Elektrolyte leicht anzupassen. Beispielsweise können Alkohole oder Amine als Lösungsmittel für das System verwendet werden, und Bro-midelektrolyte, wie KBr, NaBr, LiBr, CsBr und SrBn, können entweder einzeln, als Gemische oder im Gemisch mit dem HBr verwendet werden. Wenn Alkohole oder Amine als Lösungsmittel eingesetzt werden, werden dem System bevorzugt wenigstens kleine Mengen Wasser zugesetzt, insbesondere, wenn ein anderes Bromid als HBr als Bromidelektrolyt verwendet wird. Die Bromwasserstoff-Konzentration kann jede Konzentration bis hinauf zum Sättigungspunkt der Lösung sein, vorausgesetzt, das Zellenpotential erreicht nicht das Korrosionspotential für den verwendeten Halbleiter. Das System kann auch bei jedem brauchbaren Druck betrieben werden, wobei bis zu etwa ein bar (1 at) bevorzugt wird.
Wie oben erwähnt, kann die Energiequelle zum Betreiben der Zelle jede Strahlungsenergiequelle mit Wellenlängen kürzer als die Bandbreiten-Strahlungscharakteristik des verwendeten Halbleiters sein. Beispielsweise kann für einen Siliciumhalbleiter jede Lichtquelle mit Wellenlängen unter 11 • 10_7m das System betreiben. Wie oben erwähnt, ist einer der Vorteile des Bromwasserstoff-Systems der breitere Bereich des verfügbaren Halbleitermaterials durch Verwendung des Bromidelektrolyten und die sich aus einer solchen Verbindung ergebenden Zellenpotentiale und das Ausbleiben von Korrosion. Nicht-metallische Materialien mit fotoelektrischen Eigenschaften können verwendet werden, insbesondere Titandioxid und Silicium, wobei Silicium das bevorzugte Halbleitermaterial ist. Erfindungsgemäss brauchbar ist auch eine Alternativform der Elektrode mit mehrlagigen Strukturen eines Materials mit einem Gradienten abnehmender Breite der Bandlücke.
Zu den Einzelheiten des Zellenaufbaus wird nachfolgend auf die Figuren Bezug genommen. Fig. 1 zeigt ein herkömmliches Elektrolysezellengehäuse 1 mit einer halbleitenden Anode 2 des n-Typs und einer halbleitenden Kathode 3 des p-Typs, über einen äusseren Kreis 4 miteinander verbunden. Die Elektrolytlösung 5 ist eine 48%ige Lösung von Bromwasserstoff und Wasser, unterteilt durch eine für Wasserstoffionen durchlässige Membran 6, wie aus einem Harz von per-fluorsulfoniertem Polytetrafluoräthylen (Nafion), dünnen Quarz, Polyvinylchlorid oder Polytetrafluoräthylen, die freien Wasserstoffionentransport in dem System erlauben. Nach Aktivierung mit Licht oder einer anderen Strahlungsenergie 7 wird Strom durch den Aussenkreis 4 nach der Bromwasserstoff-Dissoziation geführt, was zur Entstehung von Wasserstoffgas 8 in der p-Elektrodenkammer und von flüssigem Brom 9 in der n-Elektrodenkammer führt.
In Fig. 2 ist eine Zellenanordnung mit Bestrahlung von der Trocknenseite aufgezeichnet, wobei das Zellengehäuse 10 eine Metallelektrode 11, wie Platin oder Titan, enthält, über einen äusseren Kreis 12 mit der Halbleiterelektrode 13 verbunden, die eine Zinnoxid-Aussenschicht 14 aufweist. Wenn Licht oder eine andere Strahlenenergie 15 auf den Halbleiter 13 trifft, tritt in der Bromwasserstoff-Elektrolytlösung 16 Dissoziation ein und löst die Wanderung der Wasserstoffionen zur Platin- oder Titanelektrode 11 und von Bromid-ionen zur Halbleiterelektrode 13 aus, was zur Entwicklung von Wasserstoffgas 17 an der Elektrode 11 und von flüssigem Brom 18 an der Elektrode 13 führt.
Fig. 3 zeigt eine weitere Vorrichtung mit Bestrahlung von der Seite der Lösung her. Das Gehäuse 19 umschliesst die Bromwasserstoff/Wasser-Elektrolytlösung 20, die mit Licht oder einer anderen Strahlung 21 bestrahlt wird. Wenn die Strahlung auf die Halbleiteroberfläche 22 auftrifft, erfolgt Ladungsübertragung durch die Elektrolyt/Halbleiter-Grenzfläche, wobei eines der Ionen in der Lösung entladen wird und Wasserstoffgas 23 an der Platinelektrode 24 und flüssiges Brom 25 an der Elektrode 22 entwickelt wird. Die Ladungs-
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Übertragung durch die Elektrolyt/Halbleiter-Grenzfläche führt zu einem Ladungsungleichgewicht im Halbleiter und einer Treiberspannung für den Stromfluss durch einen äusseren Kreis 26 zur Elektrode 24, die in den Elektrolyten eingetaucht ist.
Beispiel I
Eine 48gewichtsprozentige Bromwasserstoff-Lösung in Wasser wurde in eine Elektrolysezelle mit einer n-Siliciuma-node und einer Platinkathode des in Fig. 1 beschriebenen Typs gebracht. Die Siliciumelektrode wurde mit einer Lichtquelle einer Wellenlänge von 6,328 • 10~7 m bestrahlt, was etwa 0,2 V lieferte. Eine zusätzliche äussere Energiequelle lieferte etwa 0,4 V. An der Siliciumelektrode wurde flüssiges Brom und an der Platinelektrode Wasserstoffgas entwickelt.
Beispiel II
Die Platinkathode des Beispiels I wurde durch eine Sili-ciumhalbleiterelektrode des p-Typs ersetzt. Beide Elektroden wurden wie in Beispiel I bestrahlt und lieferten eine Span-s nung von etwa 0,4 V. Die äussere Energiequelle wurde entsprechend auf nur 0,2 V herabgesetzt. Wie in Beispiel I wurde an der n-Siliciumelektrode Brom und an der p-Siliciumelek-trode Wasserstoff entwickelt.
Obgleich die Erfindung hinsichtlich einer bevorzugten io Ausführungsform dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen und Weglassungen in Form und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

  1. 642 684
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas aus einer Elektrolytlösung in einer Elektrolysezelle, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bromidverbindung als Elektrolyt in Verbindung mit Strahlungsenergie zur zumindest teilweisen Energieversorgung der Elektrolysezelle verwendet wird.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas in einer Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektrolysezellengehäuse, das eine Lösung eines Bro-midelektrolyten enthält, vorgesehen, eine halbleitende Anode des n-Typs und eine halbleitende Kathode des p-Typs in die Lösung des Bromidelektrolyten eingetaucht, die Elektroden durch eine für Wasserstoffionen durchlässige Membran, die auch in die Bromidelektrolytlösung eingetaucht ist, getrennt und die halbleitenden Elektroden Strahlungsenergie geeigneter Wellenlänge und ausreichender Intensität zur Entwicklung von Wasserstoffgas an der Kathode und von flüssigem Brom an der Anode ausgesetzt wird bzw. werden.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas in einer Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektrolysezellgehäuse mit einer Lösung eines Bromidelektrolyten vorgesehen, eine Platinelektrode und eine halbleitende Elektrode in die Bromidelektrolytlösung, wobei die halbleitende Elektrode auch einen Teil der Wandung des die Platinelektrode und die Bromwasserstofflösung enthaltenden Elektrolysezellgehäuses bildet, gebracht und die halbleitende Elektrode von der Seite des Halbleiters, die den Wandteil der die Bromwasserstofflösung enthaltenden Zelle darstellt, mit Strahlungsenergie geeigneter Wellenlänge und genügend Intensität zur Entwicklung von Wasserstoffgas an der Platinelektrode und von flüssigem Brom an der halbleitenden Elektrode bestrahlt wird bzw. werden.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas in einer Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Bromidelektrolytlösung enthaltendes Elektrolysezellgehäuse vorgesehen, eine Platinelektrode und eine halbleitende Elektrode in die Bromidelektrolytlösung gebracht und die halbleitende Elektrode einer Strahlungsenergiequelle geeigneter Wellenlänge und ausreichender Intensität zur Entwicklung von Wasserstoffgas aus der Platinelektrode in dem Raum zwischen den beiden Elektroden und von flüssigem Brom in der Lösung in dem von den Elektroden festgelegten Bereich ausgesetzt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bromidelektrolyt unter HBr, NaBr, KBr, LiBr, CsBr, SrBn und deren Gemischen gewählt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bromidverbindung in einer Menge von bis zu 50 Gew.-% vorliegt und das Lösungsmittel Wasser ist.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsenergie Sonnenenergie ist.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsenergie Laser-Strahlung ist.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsenergie durch eine lichtemittierende Festkörperdiode erzeugt wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsenergie Licht einer Wellenlänge bis zu 11 • 10-7 m ist.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt eine 48gewichtsprozen-tige Lösung von HBr in Wasser ist.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die halbleitenden Elektroden Silicium sind.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der zur Versorgung der Zelle nötigen Energie von einer äusseren, eine Batterie umfassenden Energiequelle geliefert wird.
CH972679A 1978-11-01 1979-10-30 Verfahren zur herstellung von wasserstoffgas unter verwendung eines bromidelektrolyten und von strahlungsenergie. CH642684A5 (de)

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US05/956,760 US4203814A (en) 1978-11-01 1978-11-01 Hydrogen gas generation utilizing a bromide electrolyte and radiant energy

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CH972679A CH642684A5 (de) 1978-11-01 1979-10-30 Verfahren zur herstellung von wasserstoffgas unter verwendung eines bromidelektrolyten und von strahlungsenergie.

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