CN112534085B

CN112534085B - 电解单元和用于运行电解单元的方法

Info

Publication number: CN112534085B
Application number: CN201980049744.3A
Authority: CN
Inventors: T·普鲁克; S·鲁克特; J·斯特劳布; P·乌茨
Original assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2023-09-26
Anticipated expiration: 2039-07-08
Also published as: US11299808B2; CA3107532A1; EP3797182A1; US20210292919A1; WO2020020611A1; CA3107532C; EP3797182B1; CN112534085A; EP3599292A1; DK3797182T3

Abstract

本发明涉及一种用于将水电化学分解为氢气和氧气的电解单元和方法。电解单元包括至少两个电解模块。电解单元还包括刚好一个用于包含氧气的第一产物气体的第一气体分离设备，和刚好一个用于包含氢气的第二产物气体的第二气体分离设备。第一气体分离设备经由相应的第一管线与至少两个电解模块中的每个电解模块连接。第二气体分离设备经由相应的第二管线与电解模块中的每个电解模块连接。在此，至少两个第一管线具有相同的第一长度。至少两个第二管线同样具有相同的第二长度。

Description

电解单元和用于运行电解单元的方法

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个电解池的电解单元以及一种用于运行该电解池的方法。

背景技术

电解器是借助于电流产生物质转换(电解)的设备。根据各种不同的电解，还存在大量电解器，例如用于氢电解的电解器。

当前的考量在于：在具有大量阳光和大量的时间、即具有高于平均水平的太阳能或风力发电的时间中，借助可再生能量中的过剩能量来产生材料。材料尤其可以是氢气，氢气借助水电解器产生。借助于氢气，例如可以制备所谓的EE气体。

在此，首先(氢电解)电解器借助于尤其来自风能或太阳能中的电能产生氢气。然后，将氢气与二氧化碳一起在“Sabatier”工艺中用于制备甲烷。然后，例如可以将甲烷馈入已经存在的天然气网络中，进而实现存储能量和将其运输至消费者，进而可以使电网减负。替选地，由电解器产生的氢气也可以直接继续使用，例如用于燃料电池。

在用于氢电解的电解器中，水分解成氢气和氧气。在PEM电解器中，典型地将阳极侧蒸馏的水作为反应物来输送并且在质子渗透膜(英文：Proton-Exchange-Membrane质子交换膜；PEM)处分裂为氢气和氧气。在此，水在阳极处氧化成氧气。质子穿过质子渗透膜。在阴极侧产生氢气。

在此，水应恒定地运送到阳极室和/或阴极室中，以确保水在这些室中的均匀分布，进而也确保有效电解分裂水。输送典型地借助泵进行。替选地或附加地，水在室中的分布也可以借助于自然循环进行。在自然循环的原理中，电解器和气体分离器设置在不同的高度水平上。气体分离器在此位于电解器上方。在此，液态水在下方被添加到电解器中，并且然后在电解器中分解成产物气体。由于密度差异，上升的产物气体上升到气体分离器中，在那里未反应的水与产物气体分离。水由于其较高的密度而现在再次流回电解池中。在需要时，可以由泵来支持这种自然循环。

电解单元典型地包括至少四个电解模块。一个电解模块典型地包含50个电解池。当前，对于各两个电极模块需要一个用于产物气体请求的气体分离器和一个用于产物气体氧气的气体分离器。因此，具有自然循环的电解单元的结构很快不利地变得是耗费的，并且结构复杂。此外，运行不利地与安全监控和维护的复杂性提高联系在一起。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电解单元和一种用于运行电解单元的方法，特别是具有自然循环的电解单元，该电解单元和方法提供了简化并且安全的电解运行。

该目的借助根据本发明的电解单元和用于运行电解单元的方法来实现。

根据本发明的用于将水电化学分解为氢气和氧气的电解单元包括至少两个电解模块。电解单元还包括刚好一个用于包含氧气的第一产物气体的第一气体分离设备。电解单元也包括刚好一个用于包含氢气的第二产物气体的第二气体分离设备。在此，第一气体分离设备经由相应的第一管线与至少两个电解模块中的每个电解模块连接，并且第二气体分离设备经由相应的第二管线与电解模块中的每个电解模块连接。在此，至少两个第一管线具有相同的第一长度，并且至少两个第二管线同样具有相同的第二长度。

根据本发明的用于运行电解单元的方法包括以下步骤。首先，提供具有至少两个电解模块的电解单元，其中在电解模块中将水分解为氢气和氧气。此外，提供用于包含氧气的第一产物气体的第一气体分离设备。还提供用于包含氢气的第二产物气体的第二气体分离设备。在此，第一气体分离设备经由相应的第一管线与至少两个电解模块中的每个电解模块连接。第二气体分离设备经由相应的第二管线与电解模块中的每个电解模块连接。在此，至少两个第一管线具有相同的第一长度，并且至少两个第二管线具有相同的第二长度。

通过第一气体分离设备和电解模块之间的第一管线的第一长度相同，并且第二气体分离设备和电解模块之间的第二管线的第二长度相同，简化了电解单元的结构。部件相同性同样实现了简单地维修或简单地更换管线。

此外，有利地，即使在使用三个或更多个电解模块的情况下，仅需要每种产物气体具有一个气体分离设备，即总共需要两个气体分离设备。这显著地简化了电解单元的结构。

此外，由于仅存在这两个气体分离设备并且气体分离设备经由具有相同长度的管线恒定地与电解模块连接，在整个运行期间，气体分离设备中的填充水平恒定。保持填充水平提高了电解的安全性，因为避免气体分离器空转和产物气体氢气和氧气的随之产生的混合。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，电解模块包括至少两个电解池，尤其50个电解池，并且每个电解池包括具有阳极的阳极室和具有阴极的阴极室。在此，阳极室借助于质子交换膜与阴极室分开。阳极室适合于容纳水并在阳极处将其氧化为包含氧气的第一产物。阴极室适合于容纳水并在阴极处将其还原为包含氢气的第二产物。有利地，借助质子交换膜将直接由去离子水构成的水分解。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，阴极室与第二气体分离设备连接，并且阳极室与第一气体分离设备连接。因此，有利地，形成产物气体的室有利地直接与气体分离设备连接。这有利地简化了结构，因为不需要附加的管线。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，第一气体分离设备和第二气体分离设备彼此交错设置。在此，第一或第二气体分离设备构成为外套和底部，并且另外的第二或第一气体分离设备构成为伸入套中的管。换言之，两个气体分离设备之一构成为具有外套和底部的容器。两个气体分离设备中的另一个构成为伸入容器中的管。换言之，内置的管形成气体分离设备之一，并且具有内置的管的外容器构成中间室，中间室形成另一气体分离设备。因此，存在外部气体分离设备，该外部气体分离设备的环周大于另一气体分离设备的环周，其中气体分离设备彼此交错地设置。可行的是氢气或氧气在内部气体分离设备中分离。

为了安全运行该实施方案，气体分离设备中的水的水平必须伸入到内置的管中。仅这样才确保包括氢气或氧气的这两个气体室相互分离。换言之，水用作为虹吸管状的锁，以便将两个侧彼此分离。

因此，有利可行的是：两个气体分离设备彼此交错节约室地设置。此外，两个气体分离设备设置在电解模块之间，使得第一管线的第一长度和第二管线的第二长度总是相同长。由此确保集成的气体分离设备中的填充高度几乎保持恒定，因为管线中的压力损失近似相同。材料参数和所形成的材料流保持几乎恒定。因此，设施可以更有效且更安全地运行。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，包围内置的气体分离设备的管在朝底部的方向上具有封闭面，其中封闭面构成为网格、孔板或网。有利地，封闭面的该设计方案实现了影响第一气体分离设备和第二气体分离设备之间的流动。此外，封闭面的使用有利地稳定了管的横截面。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，套和/或管的横截面是圆形的或者是多边形的。角的数量特别有利地对应于电解模块的数量。奇数的电解模块可以特别有利地与气体分离设备连接。换言之，可以自由地选择与气体分离设备连接的电解模块的数量。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，第一气体分离设备与第一压力维持设备连接，并且第二气体分离设备与第二压力维持设备连接。

压力维持装置可以有利地在氢气和/或氧气侧设置在要保护的部位处，并且不必安置在邻接的管线中。压力维持设备尤其确保：所形成的氧气和所形成的氢气恒定地取自气体分离器，使得可靠地保持将两个气体分离器彼此分开的水的水位。因此，压力维持设备有利地确保直接检查设施的安全性，由此当压力变化时，在早期的时间点就已经可以采取措施，以能够可靠地运行设施。

特别地，气体分离设备中的气体室可以以其下边界设置在从气体分离设备进入电解模块的管线的入流部、尤其水入流部上方，以便确保仅将水输送到模块中并且氧气或氢气没有通过管线流回电解模块中。换言之，这意味着：包括氢气或氧气的气体室应可靠地彼此分开，以避免两种气体混合。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，在第一和/或第二气体分离设备与电解模块之间设置有至少一个泵。该泵可用于支持或提高自然循环。当电解模块中的压力在1巴和5巴之间的范围内时，有利地使用该泵。

可以考虑的是：当气体分离设备经由环形管线彼此连接并且在环形管线中设置有刚好一个泵时，仅将刚好一个泵设置在其他分离设备和电解模块之间。

替选地可以考虑的是：对于氧气侧和对于氢气侧为每个模块使用一个泵，即每个模块存在两个泵。泵支持自然循环。同样能够考虑的是：对于氢气侧和氧气侧仅存在刚好一个泵，即每个模块存在一个泵。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，电解单元具有至少三个电解模块，其中电解模块圆形地设置，并且第一和第二气体分离设备中央地设置在模块之间的中点。

因此，将气体分离设备与电解模块连接的管线相同长。通过部件的该相同性简化了设施的结果。因此，有利地，复杂性下降，由此也降低设施的成本。

此外，管线长度的相同性引起：在相应的气体侧上、即在氧气侧或氢气侧上的所有模块具有相同的压力比。电解模块因此表现相同，这一方面产生恒定的安全性，并且另一方面实现电解模块彼此之间的良好的可调节性。通过也在水侧上的相同的压力比，在模块结构相同的情况下，因此均匀地供应水产生各个模块的至少极其相似的温度。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，第一和/或第二气体分离设备与刚好一个用于冷却分离的水的换热器连接。

有利地，用于工艺水的循环泵以及用于各个电解模块的工艺水的回冷装置可以彼此分开。于是，仅需要一个中央的换热器。此外，为了获得更小的压力差，不再需要将换热器设计得比所需的更大。换热器的类型、换言之冷却的类型可以自由地选择。特别地，可以使用具有空气或水作为热传递介质的系统。但是也可行的是：在换热器中使用水-乙二醇混合物作为热传递介质。根据当地条件选择冷却装置。

由于气体分离设备中的水的热质量，可以有利地简化用于工艺温度的温度调节，气体分离设备中央地设置在电解模块之间。可以减少冷却回路中的阀的数量，这有利地降低了成本。有利地，仅一个工艺调节单元用于调节每个换热器的温度就是足够的。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，电解单元包括刚好一个与第一或第二气体分离设备连接的水处理设备。换言之，这就是说：水处理设备可以中央地实现。特别地，工艺水可以借助相同的泵运送通过换热器和水处理设备。有利地，这简化了电解单元的结构，由此降低了成本和对电解单元的维护要求。特别有利地，在将泵用于水处理设备和换热器时，可以将用于水处理的温度选择得低到使用混合床离子交换器的程度，所述混合床离子交换器可以在该低温下分离。典型的最高混合床温度约为60℃。

在本发明的一个有利的设计方案和改进形式中，电解模块在相对置的两侧分别包括模块端板，模块端板具有外置的覆盖面。在此，第一电解模块与第二电解模块电连接，使得接触设备与第一电解模块的覆盖面和第二电解模块的覆盖面接触。

对于至少三个电解模块彼此连接的情况而言，接触设备可以特别优选地交替地设置在相对置的侧处。这意味着：电解模块部分地在两个覆盖面处几乎完全地由接触设备占据。

有利地，这实现借助于模块端板完全地接触模块。这实现在电解模块之上的均匀的电流均匀分布。借助膜均匀地加载电极单元，有利地延长了电解模块的使用寿命，进而也延长了电解单元的使用寿命。

附图说明

从参考所附的附图的下面的描述中得到本发明的其他特征、特性和优点。其中示意性地示出：

图1示出根据现有技术的电解单元，其包括两个电解池和彼此连接的第一气体分离设备；

图2示出具有质子交换膜的电解池；

图3示出具有五个电解模块和中央的气体分离设备的电解单元的平面图；

图4示出具有电解模块和中央的气体分离设备的电解单元的截面图；

图5示出具有电解模块、中央气体分离设备、换热器和水处理设备的电解单元的平面图；

图6示出具有中央气体分离设备和面状接触的电解模块的电解单元。

具体实施方式

图1示出具有两个电解模块40的现有技术的电解单元1，其中电解模块包括多个、尤其五十个电解池2。两个电解模块40分别具有氧气侧的第一气体分离设备20(20')和氢气侧的第二气体分离设备21(21')。水的回流设计成使得回流的水流在换热器中混合，并且然后向回至氧气侧引导进入电解池中。氧气侧的气体分离设备20(20')经由虹吸管状的第五管线17彼此连接。此外，第五管线17包括用于新鲜水的输送设备18。在现有技术的该示例中，为在氧气侧上的单侧的循环运行。

经由虹吸管状的第五管线17连接多个电解池确保了水的再引导，这避免气体分离设备20、21中液位下降。在现有技术中，因此，所有相同类型的气体分离设备、分别是氧气侧和氢气侧的气体分离设备都经由虹吸管状的管线彼此连接，以将气体分离设备中的液位彼此保持恒定，从而确保安全。

图2示出具有质子交换膜3的电解池2。电解池2包括阳极7和阴极8。双极板30、31分别邻接于两个电极7、8。双极板分别邻接多孔承载结构32。反应物水通过该承载结构32流过电解池2。多孔的承载结构32又邻接于电催化层33。电催化层33设置在阳极室4中，电催化层33设置在阴极室5中。阳极侧的电催化层33典型地包含铱，阴极侧的电催化层33典型地包含铂。质子交换膜PEM 3位于这两个催化层33之间。所述质子交换膜尤其包括磺化的氟聚合物，特别优选地包括全氟磺酸。PEM电解池2的优点在于：可以使用纯水作为反应物。因此，不将碱液用作为载体成分或为水使用其他的液态成分。

图3示出具有五个电解模块40的电解单元1。每个电解模块40典型地包括50个电解池，如图2所示。在电解模块40之间的中点中，设置有中央的气体分离设备。中央的气体分离设备包括用于分离氧气的第一气体分离设备20。中央的气体分离设备还包括用于分离氢气的第二气体分离设备21。第一气体分离设备20设置在第二气体分离设备21的内部。

电解模块40分别经由第一管线9与第二气体分离设备21连接。第一管线9有利地与形成氢气的阴极室连接。通过第一管线9输送水和氢气构成的混合物。然后，在第二气体分离设备21中将该混合物彼此分离。电解模块40还分别经由第三管线11与第一气体分离设备20连接。由水和氧气构成的混合物因此经由第三管线11运输。因此，第三管线11有利地与电解池2的阳极室4直接连接。

此外，电解模块40分别经由第二管线10与第二气体分离设备21连接。水通过第二管线10向回引导到电解模块40中。第二管线10可以既与第一气体分离设备20连接，又与第二气体分离设备21连接。

此外，电解单元1包括用于实施工艺技术100的设备。工艺技术100尤其包括用于冷却水的换热器50。

在该结构中，有利地，对于所有电解模块40仅分别需要一个第一气体分离设备20和一个第二气体分离设备21，以便分离所有产物气体。此外，有利地非常容易可行的是增加电解模块40的数量。特别地，也可行的是可以将奇数的电解模块40与中央的气体分离设备连接，并且然后运行。

这种设置的另一优点从图4中可见。图4示出电解单元1的截面A-A'。示出与图3中相同的电解单元1。因此，具有第一气体分离设备20和第二气体分离设备21的中央的气体分离器同样位于电解模块40的中点。在该视图中可见五个电解模块40中的两个。中央的气体分离设备和电解模块40又分别经由第一管线9、第二管线10和第三管线11彼此连接。在该示例中，管线对于每个电解模块40设置在相同的高度上。因此，有利地，所有管线相同长。通过这种部件相同性，可以更便宜地构建该设施。

在中央的气体分离设备中还可见水的水位70。还可见的是：第一气体分离设备20具有端面41。在该示例中，该端面41构成为网格。但是，同样可行的是：在第一其他分离设备20的横截面之上使用网结构或开放的孔结构或完整的孔。

第一气体分离设备20和第二气体分离设备21通过第一气体分离设备20的开放构成的端面41彼此连通。换言之，这意味着两个气体分离设备20、21中的水的水位70几乎相同。

在图4中还可见：水的水位70设置在电解模块40的上边缘上方。这尤其对于电解单元1的安全运行是重要的。该水位70确保没有产物气体能够经由第二管线10被引回到电解模块40中。此外，水通过水位70在第二气体分离设备21的含氢的、在该示例中环形构成的气体室和在该示例中圆形的含氧的气体室之间形成锁。因此，水经由在两个气体分离设备之间的虹吸管状的连通防止氢气和氧气相互混合，甚至防止发生氢氧反应。

特别有利地，用于氢气的气体室的体积是用于氧气的气体室的两倍大。

此外，第一安全阀46和第二安全阀47直接设置在用于氧气和氢气的出口处。有利地可行的是：将压力维持装置直接设置在氧气侧和氢气侧的要保护的部位处。

有利地，借助中央的气体分离设备的这种结构，实现了对所有电解模块40的液位平衡。对于每个电解模块40不需要复杂地设置管线。这有利地简化了电解单元1的结构。

气体采样还可以中央地在两个气体分离设备20、21之一中进行，然后中央地进行冷却和分析。这进一步简化了电解单元1的结构。气体采样未在图中示出。

图5示出具有多个电解模块40的电解单元。在该图中，示出3个电解模块40，但是也可以围绕中央的气体分离设备设置至少4、5或6个电解模块。在该实施例中，第二气体分离设备21设置在第一气体分离设备20的中点中。换言之，这意味着：在此，第一气体分离设备20设置在外部。如在其他实施例中那样，电解模块40分别经由第一管线9、第二管线10和第三管线11与中央的气体分离设备连接。图5还示出了换热器50和水处理设备60。换热器50经由泵和第二管线10与第一气体分离设备20连接。由于第一气体分离设备20以连通的方式与第二气体分离设备21连接，因此经由第二管线10将两个气体分离设备的水运输到换热器50中。因此，有利地对于整个电解单元1仅需要一个换热器50。换热器50中的冷却类型在此可以自由选择。因此，可以借助于空气或水来进行冷却。同样能够考虑的是：根据安装现场的条件，借助换热器50运行水-乙二醇混合物的中间冷却回路。

在该示例中，有利地仅需要一个中央的泵48来在水处理设备60中进行水交换。泵可以单独匹配于设施条件。可以考虑但在该图中未示出的是：将第一和第二气体分离设备20、21安置在中央的承载框架上。由此有利地可行的是：将冷却回路接口设置在中央的其他分离设备下方。由此，可容易接近电解单元1的这一个泵48。

特别有利的是：整个要冷却的物质、特别是水中央地设置在电解模块40之间。由此，与现有技术相比，可以有利地简化工艺温度的温度控调节制。特别地，可以节省冷却回路中的阀，这有利地产生成本节约。

随换热器之后，将水引入水处理设备60中。水处理设备也位于中央。有利地，因此仅需要一个用于水处理的设备。在该水处理设备60中，可以有利地借助于与换热器50中相同的泵48来输送水。此外，水处理设备60的中央设置是有利的，因为可容易接近存在于水处理设备60中的离子交换器。还特别有利的是：水处理设备可以以低的温度运行，进而离子交换器可以比现有技术具有更长的运行时间。

根据电解单元1的工艺压力同样可行的是：设有第二泵以将水输送经过水处理设备60。

在图3至图5所示的所有实施例中，可以在电解模块40和中央的气体分离设备之间设置格栅。这对于维护人员实现简单地接近设备。

气体分离设备20、21在围绕气体分离设备的电解模块40的中心中中央地建立实现电解模块40之间的有利接触。图6示出了这种接触。如在其他示例中已经示出的那样，第一气体分离设备20和围绕该第一气体分离设备20的第二气体分离设备21设置在电解单元1的中心。该中央的气体分离设备由三个电解模块40围绕。同样可以考虑围绕中央的气体分离设备的更大量的电解模块40。

电解模块40分别在其两个端面处具有模块端板44。该模块端板电路板44经由接触板45从电解模块40到电解模块40彼此电连接。接触板45可以有利地设置在模块端板44的整个面上或模块端板44的至少大部分上。这有利地增加了电解模块40之间的电流均匀分布。在电解模块40上均匀的电流均匀分布有利地增加了具有质子交换膜3的各个电解池2的使用寿命。

附图标记列表

1 电解单元

2 电解池

3 质子交换膜

4 阳极室

5 阴极室

6 换热器

7 阳极

8 阴极

9 第一管线

10 第二管线

11 第三管线

12 第四管线

13 第一直径

14 第二直径

15 第二提升管线

16 连接管线

17 第五管线

18 用于水的输送设备

20 第一气体分离设备

21 第二气体分离设备

30 阳极的双极板

31 阴极的双极板

32 多孔承载结构

33 电催化层

40 电解模块

41 端面

42 套

43 中间室

44 模块端板

45 接触板

46 第一安全阀

47 第二安全阀

48 泵

50 换热器

60 水处理设备

70 水位

100 工艺技术

H₂O 水

H₂ 氢气

O₂ 氧气

Claims

1.一种用于将水(H₂O)电化学分解为氢气(H₂)和氧气(O₂)的电解单元(1)，

-具有至少两个电解模块(40)；

-具有刚好一个第一气体分离设备(20)，用于包含氧气的第一产物气体，

-具有刚好一个第二气体分离设备(21)，用于包含氢气的第二产物气体，

其中所述第一气体分离设备(20)经由相应的一个第一管线(9)与所述至少两个电解模块(40)中的每个电解模块连接，并且所述第二气体分离设备(21)经由相应的一个第二管线(10)与所述电解模块(40)中的每个电解模块连接，其中至少两个所述第一管线(9)具有相同的第一长度，并且至少两个所述第二管线(10)具有相同的第二长度，

其中所述第一气体分离设备(20)和所述第二气体分离设备(21)彼此交错设置，其中所述第一气体分离设备(20)和所述第二气体分离设备(21)中的一个被构成为具有外套和底部的容器，并且所述第一气体分离设备(20)和所述第二气体分离设备(21)中的另一个被构成为伸入到所述容器中的管。

2.根据权利要求1所述的电解单元(1)，其中所述至少两个电解模块(40)中的一个电解模块(40)包括至少两个电解池(2)，并且每个电解池(2)包括具有一个阳极(7)的一个阳极室(4)和具有一个阴极(8)的一个阴极室(5)，其中所述阳极室(4)借助于一个质子交换膜(3)与所述阴极室(5)分开，并且所述阳极室(4)适合于容纳水(H₂O)并且在所述阳极(7)处将水氧化成包含氧气(O₂)的第一产物，并且所述阴极室(5)适合于容纳水(H₂O)并且在所述阴极(8)处将水还原成包括氢气(H₂)的第二产物。

3.根据权利要求2所述的电解单元(1)，其中所述阴极室(5)与所述第二气体分离设备(21)连接，并且所述阳极室(4)与所述第一气体分离设备(20)连接。

4.根据权利要求1所述的电解单元(1)，其中所述管在朝所述底部的方向上具有一个封闭面(41)，其中所述封闭面(41)构成为一个网格、一个孔板或一个网。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电解单元(1)，其中所述套和/或所述管的横截面是圆形的或者是多边形的。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电解单元(1)，其中所述第一气体分离设备(20)与一个第一压力维持设备(46)连接，并且所述第二气体分离设备(21)与一个第二压力维持设备(47)连接。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的电解单元(1)，其中在所述第一气体分离设备(20)和/或所述第二气体分离设备(21)与所述电解模块(40)之间设置有至少一个泵(48)。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的电解单元(1)，所述电解单元具有至少三个电解模块(40)，其中所述电解模块(40)圆形地设置，并且所述第一气体分离设备(20)和所述第二气体分离设备(21)中央地设置在所述模块之间的中点。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的电解单元(1)，其中所述第一气体分离设备(20)和/或所述第二气体分离设备(21)与刚好一个换热器(50)连接以用于冷却分离的水(H₂O)。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的电解单元(1)，其中所述第一气体分离设备(20)或所述第二气体分离设备(21)与刚好一个水处理设备(60)连接。

11.根据权利要求10所述的电解单元(1)，其中所述水处理设备(60)包括一个泵、一个冷却设备和一个离子交换设备。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的电解单元(1)，其中所述电解模块(40)在相对置的两侧处分别包括一个模块端板(44)，所述模块端板具有一个外置的覆盖面，其中一个第一电解模块与一个第二电解模块电连接，使得一个接触设备(45)与所述第一电解模块的一个覆盖面和第二电解模块的一个覆盖面大部分接触。

13.一种用于运行电解单元(1)的方法，具有如下步骤：

-提供一个电解单元(1)，具有至少两个电解模块(40)，其中在所述电解模块(40)中将水(H₂O)分解为氢气(H₂)和氧气(O₂)，

-提供一个第一气体分离设备(20)，用于包含氧气的第一产物气体，

-提供一个第二气体分离设备(21)，用于包含氢气的第二产物气体，

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述电解单元在1巴至5巴范围的压力下运行。