DE102012018243A1 - Method and system for operating an electrolyzer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren und ein System zum Betreiben eines Elektrolyseurs (1) mit wenigstens einer Elektrolyseurzelle (2), die im Innenraum (8) eines unter Druck (p3) stehenden Behälters (3) zumindest teilweise einliegt und gegenüber dem Innenraum (8) geschlossen ist, wobei die Elektrolyseurzelle (2) zwei Polplatten (4, 5) umfasst, zwischen denen eine Membran-Elektroden-Einheit (6) derart angeordnet ist, dass die Elektrolyseurzelle (2) in eine erste, eine Anode bildende Halbzelle (4a) und eine zweite, eine Kathode bildende Halbzelle (5a) geteilt ist. Die Polplatten (4, 5) werden durch den Druck (p3) im Behälter (3) gegen die Membran-Elektroden-Einheit (6) gepresst. Im Betrieb der Elektrolyseurzelle (2) in der ersten Halbzelle (4a) wird Sauerstoff und in der zweiten Halbzelle (5a) Wasserstoff erzeugt, der über jeweils einen Ausgang der Elektrolyseurzelle (2) in jeweils einen Druckspeicher (9, 10) geleitet wird. Der Druck (p1) in der ersten Halbzelle (4a) und der Druck (p2) in der zweiten Halbzelle (4b) werden im Wesentlichen gleich gehalten und der Druck (p3) im Behälter (3) dem Druck (p1, p2) in den Halbzellen (4a, 5a) nachgeführt.The invention relates to a method and a system for operating an electrolyzer (1) with at least one electrolyzer cell (2) which at least partially lies in the interior (8) of a container (3) under pressure (p3) and is closed with respect to the interior (8) The electrolytic cell (2) comprises two pole plates (4, 5), between which a membrane electrode unit (6) is arranged such that the electrolytic cell (2) is divided into a first half cell (4a) and an anode a second half cell (5a) forming a cathode is divided. The pole plates (4, 5) are pressed against the membrane electrode assembly (6) by the pressure (p3) in the container (3). When the electrolytic cell (2) is operating in the first half-cell (4a), oxygen is generated and in the second half-cell (5a) hydrogen, which is passed via a respective outlet of the electrolytic cell (2) into a pressure accumulator (9, 10). The pressure (p1) in the first half cell (4a) and the pressure (p2) in the second half cell (4b) are kept essentially the same and the pressure (p3) in the container (3) the pressure (p1, p2) in the Half cells (4a, 5a) tracked.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Betreiben eines Elektrolyseurs mit wenigstens einer Elektrolyseurzelle, die im Innenraum eines unter Druck stehenden Behälters zumindest teilweise einliegt und gegenüber dem Innenraum geschlossen ist, wobei die Elektrolyseurzelle zwei Polplatten umfasst, zwischen denen eine Membran-Elektroden-Einheit derart angeordnet ist, dass die Elektrolyseurzelle in eine erste, eine Anode bildende Halbzelle und eine zweite, eine Kathode bildende Halbzelle geteilt ist, wobei die Polplatten durch den Druck im Behälter gegen die Membran-Elektroden-Einheit gepresst werden, und im Betrieb der Elektrolyseurzelle in der ersten Halbzelle Sauerstoff und in der zweiten Halbzelle Wasserstoff erzeugt wird, der über jeweils einen Ausgang der Elektrolyseurzelle in jeweils einen Druckspeicher geleitet wird.The present invention relates to a method and a system for operating an electrolyzer with at least one electrolyzer cell which at least partially rests in the interior of a pressurized container and is closed to the interior, the electrolyzer cell comprising two pole plates between which a membrane electrode Unit is arranged such that the electrolyzer cell is divided into a first, an anode-forming half-cell and a second, forming a cathode half-cell, wherein the pole plates are pressed by the pressure in the container against the membrane-electrode assembly, and in operation of the electrolyzer cell In the first half-cell oxygen and in the second half-cell hydrogen is generated, which is passed via in each case one output of the electrolyzer cell in each case a pressure accumulator.
Elektrolyseurzellen des vorgenannten Typs sind bekannt. Sie wandeln elektrische Energie in chemische Energie um, indem eine Gleichspannung zur Spaltung von destilliertem Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zwischen Elektroden angelegt wird, was allgemein als Elektrolyse bekannt ist. Beispielsweise beschreibt die deutsche Patentanmeldung
Die Membran-Elektroden-Einheit einer Elektrolyseurzelle der vorgenannten Gattung besteht aus einem ionenleitfähigen Polymer (PEM – Polymer-Elektrolyt-Membran), auf dem beidseitig jeweils eine dünne, poröse und elektrisch leitfähige Schicht aufgetragen ist. Diese Schichten bilden die Elektroden. Zwischen den Elektroden wird im Betrieb eine Gleichspannung von mindestens 1,23 V angelegt, sodass die eine Elektrode als Anode und die andere Elektrode als Kathode fungiert. Dies bedeutet, dass sich das ionenleitfähige Polymer zwischen den Elektroden befindet, wobei die Membran die Elektrolyseurzelle in zwei Halbzellen trennt. Jede der beiden Polplatten umschließt die ihr zugewandte Membranelektrode, d. h. elektrodenbildende Schicht auf der Membran. Die Membran ist gasdicht und im feuchten Zustand protonendurchlässig. Zumeist sind die Schichten zusätzlich noch mit einem Katalysator versehen, wobei auf der Kathodenseite Platin und auf der Anodenseite Edelmetalle wie Iridium, Ruthenium, Platin oder Metalloxide der erwähnten Metalle verwendet sein können.The membrane-electrode assembly of a Elektrolyseurzelle of the aforementioned type consists of an ion-conductive polymer (PEM - polymer electrolyte membrane), on both sides of each a thin, porous and electrically conductive layer is applied. These layers form the electrodes. During operation, a DC voltage of at least 1.23 V is applied between the electrodes, so that one electrode acts as an anode and the other as a cathode. This means that the ion-conducting polymer is between the electrodes, with the membrane separating the electrolyzer cell into two half-cells. Each of the two pole plates surrounds the membrane electrode facing it, d. H. Electrode-forming layer on the membrane. The membrane is gas-tight and proton-permeable when wet. In most cases, the layers are additionally provided with a catalyst, it being possible to use platinum on the cathode side and noble metals such as iridium, ruthenium, platinum or metal oxides of the metals mentioned on the anode side.
Für einen besseren An- und Abtransport des Wasserstoffs und des Sauerstoffs können poröse, elektrisch leitfähige Schichten, auch als Diffusionslagen bezeichnet, zwischen den Polplatten und den Membranelektroden liegen. In diesem Fall wird jede Halbzelle durch eine Polplatte, die dieser Polplatte jeweils zugewandte Oberfläche der Membran und die dazwischen liegende Diffusionslage gebildet. Da besagte Diffusionslagen leitfähig sind und an der jeweiligen Membranelektrode anliegen, bilden sie einen Teil der entsprechenden Elektrode. Dasselbe gilt für die jeweilige Polplatte, die z. B. aus Metall oder Graphit ist und wiederum an der entsprechenden Diffusionslage anliegt.For a better supply and removal of hydrogen and oxygen, porous, electrically conductive layers, also referred to as diffusion layers, can lie between the pole plates and the membrane electrodes. In this case, each half-cell is formed by a pole plate, the surface of the membrane facing this pole plate and the diffusion layer located therebetween. Since said diffusion layers are conductive and abut the respective membrane electrode, they form part of the corresponding electrode. The same applies to the respective pole plate, the z. B. of metal or graphite and in turn rests on the corresponding diffusion layer.
Zumindest auf der Anodenseite der Elektrolyseurzelle wird Wasser zugeführt, das an der Anode in elementaren Sauerstoff und positiv geladene Wasserstoffionen d. h. Protonen zersetzt wird. Der elementare Sauerstoff verbindet sich sogleich zu molekularem Sauerstoff, die Protonen diffundieren durch die protonenleitende Membran zur Kathode, wo sie mit zugeführten Elektronen zunächst zu elementarem Wasserstoff rekombinieren, welcher sich sodann zu Wasserstoffmolekülen verbindet.At least on the anode side of the electrolyzer cell water is supplied to the anode in elementary oxygen and positively charged hydrogen ions d. H. Protons is decomposed. The elemental oxygen immediately combines with molecular oxygen, the protons diffuse through the proton-conducting membrane to the cathode, where they first recombine with supplied electrons to form elementary hydrogen, which then combines to form hydrogen molecules.
Die Reaktionsgleichungen für diesen elektrochemischen Prozess lauten auf der Anodenseite 2H2O → 4H+ + 4e– + 2O; 2O → O2 und entsprechend auf der Kathodenseite 4H+ + 4e– → 4H; 4H → 2H2. In den beiden Halbzellen der Elektrolyseurzelle sammelt sich folglich in der Anodenhalbzelle Sauerstoff und in der Kathodenhalbzelle Wasserstoff. Ein Elektrolyseur kann damit gezielt zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff verwenden werden.The reaction equations for this electrochemical process are 2H 2 O → 4H + + 4e - + 2O on the anode side; 2O → O 2 and correspondingly on the cathode side 4H + + 4e - → 4H; 4H → 2H 2 . Consequently, in the two half cells of the electrolyzer cell, oxygen collects in the anode half cell and hydrogen in the cathode half cell. An electrolyzer can thus be used specifically for the production of hydrogen and oxygen.
Im Wesentlichen bewirkt der Druck auf die Polplatten, dass diese flächig auf die Membran-Elektroden-Einheit gepresst werden, sodass die elektrischen Verluste reduziert werden und die elektrische Kontaktierung zwischen den einzelnen Schichten der Elektrolyseurzelle optimal ist. Der Druck auf die Polplatten beeinflusst durch die Reduzierung der elektrischen Verluste wesentlich den Wirkungsgrad der Elektrolyse.Essentially, the pressure on the pole plates causes them to be pressed flat against the membrane-electrode assembly, so that the electrical losses are reduced and the electrical contact between the individual layers of the electrolyzer cell is optimal. The pressure on the pole plates significantly affects the efficiency of the electrolysis by reducing the electrical losses.
Es sind unterschiedliche Methoden bekannt, um die notwendige Flächenpressung innerhalb der Halbzellen zu realisieren. Beispielsweise können zwei Endplatten verwendet werden, zwischen denen die Elektrolyseurzelle oder ein aus mehreren solcher Zellen gebildeter Stack angeordnet ist, und die über Zuganker oder Gewindebolzen miteinander verspannt werden. Die beiden Endplatten übertragen den Flächendruck auf die/den dazwischenliegenden Elektrolyseurzellen/Elektrolyseurzellenstack. Durch die Verwendung von massiven Endplatten kann die an den Zugankern punktuell eingeleitete Kraft auf die gesamte Fläche der Membran-Elektroden-Einheit einigermaßen gleichmäßig verteilt werden, so dass diese weitestgehend homogen verpresst wird. Um die Gleichmäßigkeit zu erhöhen, ist aus der Patentanmeldung
Weiterhin kann die Verpressung auch hydraulisch erfolgen. In dieser Ausführungsvariante bildet das Gehäuse des Elektrolyseurs einen Druckbehälter, in dem ein druckbehaftetes Medium, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas eingefüllt ist. Die Elektrolyseurzelle liegt in dem Medium zumindest teilweise ein, so dass beim Aufbau eines Überdrucks in dem Druckbehälter das Medium den Druck auf die Polplatten überträgt. Dies stellt eine ”hydraulische Verpressung” der Zellen dar und ist ebenfalls in der
Wie bereits ausgeführt, bilden die Anodenseite und Kathodenseite einer Elektrolyseurzelle jeweils eine Halbzelle, in der das entsprechend entstehende Gas aufgefangen werden kann, wobei die Halbzellen sind durch die gasdichte Polymer-Membran der Membran-Elektroden-Einheit voneinander getrennt sind.As already stated, the anode side and cathode side of an electrolyzer cell each form a half cell, in which the correspondingly formed gas can be collected, wherein the half cells are separated from each other by the gas-tight polymer membrane of the membrane electrode assembly.
Gase werden üblicherweise in Druckflaschen gelagert und transportiert.Gases are usually stored and transported in pressure bottles.
Zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff kann jede Halbzelle mit einem mechanischen Kompressor verbunden werden, der das entsprechende Gas verdichtet in einen Druckspeicher befördert. Die Halbzelle selbst bleibt dabei im Wesentlichen drucklos, um die empfindliche Membran nicht zu beschädigen, da es bei der Membran anderenfalls zu Rissen und Brüchen kommen kann. Der Druck wird entsprechend erst hinter dem Kompressor aufgebaut.For the production of hydrogen and oxygen, each half-cell can be connected to a mechanical compressor which compresses the corresponding gas into a pressure accumulator. The half cell itself remains essentially unpressurized, so as not to damage the sensitive membrane, as otherwise the membrane may crack and fracture. The pressure is accordingly built up only behind the compressor.
In einer weiteren Ausführungsvariante sind Elektrolyseure bekannt, die den bei der Wasserelektrolyse erzeugten Sauerstoff drucklos in die Atmosphäre entlassen, sodass sich über der Membran ein geringer Druckgradient einstellt, dem die Membran standhalten muss. Hierfür muss die Membran eine gewisse mechanische Stabilität aufweisen, was in der Regel durch eine dickere Membran erreicht wird.In a further embodiment, electrolyzers are known which discharge the oxygen produced in the electrolysis of water without pressure into the atmosphere, so that a low pressure gradient is established across the membrane, which the membrane must withstand. For this purpose, the membrane must have a certain mechanical stability, which is usually achieved by a thicker membrane.
Eine dickere Membran führt zu einem geringeren Wirkungsgrad der Elektrolyseurzelle, da sich der Weg, den die Protonen durch die Membran zurücklegen müssen, und damit der Membranwiderstand erhöht, der durch eine Anhebung der Elektrolysespannung kompensiert werden muss. Der Wirkungsgrad des Gesamtsystems zur Wasserstoff- und Sauerstoffherstellung wird zudem durch die für die Verdichtung der Gase erforderliche Kompressorleistung erheblich reduziert.A thicker membrane results in a lower efficiency of the electrolyzer cell as the path the proton must travel through the membrane increases, and thus the membrane resistance, which must be compensated by raising the electrolysis voltage. The efficiency of the overall system for hydrogen and oxygen production is also significantly reduced by the compressor power required for the compression of the gases.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und System zum Betrieb eines PEM-Elektrolyseurs zur Verfügung zu stellen, das die direkte Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff oberhalb atmosphärischer Bedingungen ermöglicht, sodass auf einen Kompressor zur Verdichtung der Gase, um sie in einem nachgelagerten Druckbehälter zu speichern, verzichtet werden kann, wobei die Membran der Elektrolyseurzelle weiterhin dünn sein soll.It is an object of the present invention to provide a method and system for operating a PEM electrolyzer that allows for the direct production of hydrogen and oxygen above atmospheric conditions, such that a compressor for compressing the gases to be in a downstream pressure vessel can be omitted, the membrane of the electrolyzer cell is still to be thin.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein System gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und des Systems sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method according to
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrolyseurs mit wenigstens einer Elektrolyseurzelle vorgeschlagen, die im Innenraum eines unter Druck stehenden Behälters zumindest teilweise einliegt und gegenüber dem Innenraum geschlossen ist, wobei die Elektrolyseurzelle zwei Polplatten umfasst, zwischen denen eine Membran-Elektroden-Einheit derart angeordnet ist, dass die Elektrolyseurzelle in eine erste, eine Anode bildende Halbzelle und eine zweite, eine Kathode bildende Halbzelle geteilt ist, wobei die Polplatten durch den Druck im Behälter gegen die Membran-Elektroden-Einheit gepresst werden, und im Betrieb der Elektrolyseurzelle in der ersten Halbzelle Sauerstoff und in der zweiten Halbzelle Wasserstoff erzeugt wird, der über jeweils einen Ausgang der Elektrolyseurzelle in jeweils einen Druckspeicher geleitet wird, wobei der Druck in der ersten Halbzelle und der Druck in der zweiten Halbzelle im Wesentlichen gleich gehalten werden, und der Druck im Behälter dem Druck in den Halbzellen nachgeführt wird.According to the invention, a method for operating an electrolyzer with at least one electrolyzer cell is proposed which rests at least partially in the interior of a pressurized container and is closed relative to the interior, the electrolyzer cell comprising two pole plates, between which a membrane-electrode assembly is arranged in that the electrolyzer cell is divided into a first half-cell forming an anode and a second half-cell forming a cathode, the pole plates being pressed against the membrane-electrode assembly by the pressure in the container, and in operation the electrolyzer cell in the first half-cell Oxygen and in the second half-cell hydrogen is generated, which is passed via in each case one output of the electrolyzer cell in each case a pressure accumulator, wherein the pressure in the first half-cell and the pressure in the second half-cell are kept substantially the same, and the pressure in the containerPressure is tracked in the half-cells.
Dabei wird der Druck insbesondere proportional nachgeführt, so dass eine für das Pressen der Polplatten gegen die Membran-Elektroden-Einheit notwendige Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und den Halbzellen im Wesentlichen konstant gehalten wird.In this case, the pressure is tracked in particular proportionally so that a pressure difference between the interior and the half-cells necessary for pressing the pole plates against the membrane-electrode assembly is kept essentially constant.
Dieses Verfahren ermöglicht die Verwendung eines Elektrolyseurs zur Sauerstoff- und Wasserstofferzeugung, wobei eine direkte Speicherung des Wasserstoffs und Sauerstoffs ohne einen zusätzlichen Kompressor zur Verdichtung möglich ist, denn die Halbzellen stellen die beiden Gase direkt oberhalb des atmosphärischen Drucks bereit. Sind die beiden Halbzellen der Elektrolyseurzelle mit entsprechenden Druckspeichern verbunden, liefern sie diesen kontinuierlich Gas, wobei mit fortschreitender Gaserzeugung das bereits erzeugte Gas zunehmend komprimiert wird, da das Gesamtvolumen bestehend aus einer Halbzelle, der entsprechenden Leitung zum Druckspeicher und des Druckspeichers selbst konstant bleibt. Dies hat automatisch eine Verdichtung des Wasserstoffs und des Sauerstoffs in dem jeweiligen Druckspeicher zur Folge. Der erfindungsgemäße Elektrolyseur kann somit unmittelbar verdichteten Sauerstoff und Wasserstoff liefern.This method allows the use of an electrolyzer for oxygen and hydrogen production, with direct storage of the hydrogen and oxygen without an additional compressor for compression is possible because the half-cells put the two gases directly ready above the atmospheric pressure. If the two half cells of the electrolyzer cell are connected to corresponding pressure accumulators, they continuously supply gas, the gas already generated being increasingly compressed as gas generation progresses, since the total volume consisting of a half cell, the corresponding line to the pressure accumulator and the pressure accumulator itself remains constant. This automatically results in a compression of the hydrogen and the oxygen in the respective pressure accumulator. The electrolyzer according to the invention can thus supply directly compressed oxygen and hydrogen.
Da der Druck in den beiden Halbzellen auf dem gleichen Niveau gehalten wird, stellt sich keine bzw. nur eine einstellungsbedingt geringe Druckdifferenz über der Membran der Elektrolysezelle ein. Das heißt, es kann eine dünnere Membran als für Hochdruckelektrolyseure üblich gewählt werden, was dazu führt, dass der Membranwiderstand reduziert wird. Durch die Verwendung einer dünnen Membran ist somit möglich, die Elektrolyseurzelle mit einem höheren Wirkungsgrad zu betreiben.Since the pressure in the two half-cells is kept at the same level, there is no or only a low pressure difference due to the adjustment over the membrane of the electrolysis cell. That is, a thinner membrane than usual for high pressure electrolyzers can be selected, resulting in reducing the membrane resistance. By using a thin membrane is thus possible to operate the electrolyzer cell with a higher efficiency.
Das Gleichhalten der Drücke in den Halbzellen kann grundsätzlich regelungstechnisch erfolgen, wobei die Drücke gemessen werden und der eine Druck entsprechend des als Sollwertvorgabe dienenden anderen Drucks eingeregelt wird.The equalization of the pressures in the half-cells can in principle be carried out by control technology, the pressures being measured and the pressure being regulated in accordance with the other pressure serving as setpoint specification.
Dies kann beispielsweise durch ein volumenverdrängendes Stellglied erfolgen, welches das Volumen einer Halbzelle, der daran angeschlossenen Anschlussleitungen und/oder des Druckspeichers verändert. Alternativ kann das Volumen beider Halbzellen gleichzeitig entgegengesetzt beeinflusst werden.This can be done, for example, by a volume-displacing actuator which changes the volume of a half-cell, the connecting lines connected thereto and / or the pressure accumulator. Alternatively, the volume of both half-cells can simultaneously be oppositely influenced.
Ein zu hoher Druck in einer der Halbzellen dadurch ferner dadurch abgebaut werden, dass das entsprechende Gas kontrolliert abgelassen wird, beispielsweise in die Atmosphäre oder einen weiteren angeschlossen Druckbehälter. Dies ist insbesondere bei dem hergestellten Sauerstoff eine besonders einfache Lösung, einen Druckausgleich herbeizuführen, sofern der Druck in der ersten Halbzelle größer als der Druck in der zweiten Halbzelle ist. Denn bei dem Gasgewinnungsprozess durch Elektrolyse ist der Wasserstoff das wertvollere Gas.Too high a pressure in one of the half-cells are further degraded by the fact that the corresponding gas is discharged in a controlled manner, for example in the atmosphere or another connected pressure vessel. This is a particularly simple solution, in particular for the oxygen produced, to bring about a pressure equalization, provided that the pressure in the first half cell is greater than the pressure in the second half cell. Because in the gas extraction process by electrolysis of hydrogen is the valuable gas.
In einer anderen Ausführungsvariante können die Drücke in den Halbzellen mittels einer externen hydraulischen Druckausgleichseinrichtung, in die die Ausgänge der Elektrolyseurzelle münden, einander angeglichen werden. Hiermit kann ein schneller Druckausgleich erreicht werden, so dass dynamische Druckänderungen wie Druckimpulse und schnelle Druckschwankungen auf einer Seite, beispielsweise infolge einer Ventilstellungsänderung, unverzüglich kompensiert werden können. Die Belastung der Membran wird dadurch reduziert.In another embodiment variant, the pressures in the half-cells can be matched to one another by means of an external hydraulic pressure compensation device, into which the outlets of the electrolyzer cell flow. Hereby, a quick pressure equalization can be achieved so that dynamic pressure changes such as pressure pulses and rapid pressure fluctuations on one side, for example as a result of a valve position change, can be compensated immediately. The load on the membrane is thereby reduced.
Die Druckausgleichseinrichtung kann beispielsweise ein Behälter sein, der zwei Raumbereiche besitzt, die durch eine elastische Membran getrennt sind. In den einen Raumbereich mündet eine von der einen Halbzelle kommende Leitung, in den anderen Raumbereich mündet eine von der anderen Halbzelle kommende Leitung. Durch die Membran wird unverzüglich ein Druckausgleich zwischen den Raumbereichen und damit zwischen den Halbzellen erreicht. Druckimpulse werden abgefangen. Des Weiteren hat die hydraulische Druckausgleichseinrichtung den Vorteil, dass auf eine elektronische Regelung mit Sensoren, Stellgliedern und Steuerleitungen verzichtet werden kann. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die automatische Druckausgleichseinrichtung und die elektronische Druckregelung parallel benutzt werden.For example, the pressure compensating means may be a container having two spaces separated by an elastic membrane. A line coming from the one half cell opens into the one room area, while a line coming from the other half cell opens into the other room area. Through the membrane pressure equalization between the space areas and thus between the half cells is achieved immediately. Pressure pulses are intercepted. Furthermore, the hydraulic pressure compensation device has the advantage that can be dispensed with an electronic control with sensors, actuators and control lines. However, it may also be provided that the automatic pressure compensation device and the electronic pressure control are used in parallel.
Vorzugsweise kann die Elektrolyseurzelle bei einem Druck zwischen 0 bar und 300 bar betrieben werden. Da die beiden Prozessgase durch die Membran getrennt sind, lässt sich der Druck bei ausreichender Druckhaltung und Überwachung theoretisch auf beiden Seiten beliebig steigern. Physikalisch sind allerdings die Gehäusebauteile und Anschlussstellen der Polplatten und Leitungen ein limitierender Faktor.Preferably, the electrolyzer cell can be operated at a pressure between 0 bar and 300 bar. Since the two process gases are separated by the membrane, the pressure can theoretically be increased on both sides with adequate pressure maintenance and monitoring. Physically, however, the housing components and connection points of the pole plates and cables are a limiting factor.
Im Allgemeinen ist zur Erhöhung der Speicherdichte der Wasserstoff aufwendig zu komprimieren. Eine zusätzliche Kompressionsstufe, die einem Elektrolyseur zumeist nachgeschaltet ist, erhöht die Systemverluste, was unerwünscht ist. Diese Verluste sind erheblich und belaufen sich im Verhältnis zu den restlichen Systemkomponenten auf etwa 10% im Falle einer Verdichung auf 200 bar. Dadurch, dass erfindungsgemäß der Elektrolyseur bei einem höheren Systemdruck, insbesondere bis zu 300 bar betreibbar ist, ist eine zusätzliche Kompressionsstufe nicht mehr nötig bzw. kann erheblich kleiner ausfallen.In general, to increase the storage density of the hydrogen consuming to compress. An additional compression stage, which is usually downstream of an electrolyzer, increases the system losses, which is undesirable. These losses are significant and amount to about 10% in relation to the remaining system components in the case of a compaction to 200 bar. Due to the fact that according to the invention the electrolyzer can be operated at a higher system pressure, in particular up to 300 bar, an additional compression stage is no longer necessary or can be considerably smaller.
Für einen Betriebsdruck in der Größenordnung von 20 bar und mehr sind gesteigerte Anforderungen an alle Systemkomponenten zu stellen. Z. B. kann die Verrohrung mit Edelstahlrohren erfolgen. Ebenso müssen das Zellengehäuse der Elektrolyseurzelle, die Pumpe für die Zuleitung des Wassers, etwaige Ventile, Sensoren und die Druckbehälter ebenfalls den erhöhten Druckanforderungen, insbesondere hinsichtlich der jeweiligen Verbindungsstellen genügen.For an operating pressure of the order of 20 bar and more, increased demands have to be placed on all system components. For example, the piping can be done with stainless steel pipes. Likewise, the cell housing of the electrolyzer cell, the pump for the supply of water, any valves, sensors and pressure vessels must also meet the increased pressure requirements, in particular with regard to the respective connection points.
Bei dem erfindungsgemäßen Elektrolyseur erfolgt eine Verpressung der Halbzellen, d. h. der Polplatten, durch den Druck in dem Behälter, der die Elektrolyseurzelle umgibt. Steigt nun der Druck in der Elektrolyseurzelle, d. h. in den beiden Halbzellen, reduziert sich die Druckdifferenz zwischen der Zelle und dem Behälterinnenraum, so dass die Verpressung nicht mehr gewährleistet ist. Die Druckdifferenz kann sogar negativ werden, wobei sich die Zelle in den Behälter aufbläht. Die Verpressung und damit die Funktionsfähigkeit der Zelle sind dann nicht mehr gegeben. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß eine proportionale Nachführung des Drucks in dem Behälter vorgeschlagen, so dass der Behälterdruck stets höher als der Zelleninnendruck ist.In the electrolyzer according to the invention, the half-cells, ie the pole plates, are compressed by the pressure in the container surrounding the electrolyzer cell. If the pressure in the electrolyzer cell, ie in the two half cells, increases, the pressure difference between the cell is reduced and the container interior, so that the compression is no longer guaranteed. The pressure difference can even become negative, causing the cell to inflate into the container. The compression and thus the functionality of the cell are no longer given. For this reason, a proportional tracking of the pressure in the container is proposed according to the invention, so that the container pressure is always higher than the cell internal pressure.
So kann der Druck im Gehäuse erhöht werden, wenn der Druck innerhalb der Halbzellen steigt. Ferner kann der Druck im Gehäuse reduziert werden, wenn der Druck innerhalb der Halbzellen sinkt. Insbesondere kann diese Nachführung derart erfolgen, dass stets eine konstante, vorzugsweise vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem Druck im Behälter und dem Druck zwischen den Halbzellen oder zumindest ein vorgegebener Druckdifferenzbereich eingehalten wird.Thus, the pressure in the housing can be increased as the pressure within the half-cells increases. Further, the pressure in the housing can be reduced when the pressure within the half-cells decreases. In particular, this tracking can be carried out such that always a constant, preferably predetermined pressure difference between the pressure in the container and the pressure between the half-cells or at least a predetermined pressure difference range is maintained.
Die Nachführung des Drucks im Behälter ist auf verschiedene Weise möglich, beispielsweise durch eine Änderung des Innenvolumens des Behälters oder durch Einleitung weiteren Mediums in den Behälter, so dass eine stärkere Verdichtung des im Behälter befindlichen Mediums (Gas oder Flüssigkeit) erfolgt, das den Druck auf die Elektrolyseurzelle überträgt.The tracking of the pressure in the container is possible in various ways, for example by changing the internal volume of the container or by introducing further medium into the container, so that a stronger compression of the medium in the container (gas or liquid) takes place, the pressure on the electrolyzer cell transfers.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann die Drucknachführung im Behälter durch eine Änderung seines Innenvolumens erreicht werden. Beispielsweise kann das Volumen des Innenraums reduziert werden, wenn der Druck in den Halbzellen steigt. Entsprechend kann das Volumen des Innenraums erhöht werden, wenn der Druck in den Halbzellen sinkt. Es ist von besonderem Vorteil, wenn der Druck im Behälter geregelt nachgeführt wird, wobei eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Behälters und den Halbzellen als Sollwert eingehalten werden sollte. Die Druckdifferenz ist für die Verpressung der Zelle erforderlich. Die Regelung kann durch Messung des Innendrucks des Behälters mittels wenigstens eines Sensors erfolgen.According to an advantageous embodiment, the pressure tracking in the container can be achieved by changing its internal volume. For example, the volume of the interior can be reduced as the pressure in the half cells increases. Accordingly, the volume of the internal space can be increased as the pressure in the half-cells decreases. It is of particular advantage if the pressure in the container is tracked regulated, with a predetermined pressure difference between the interior of the container and the half-cells should be maintained as the desired value. The pressure difference is required for the compression of the cell. The control can be done by measuring the internal pressure of the container by means of at least one sensor.
Die Änderung des Volumens des Innenraums des Gehäuses kann mittels eines mechanischen Stellmittels verändert werden, welches bevorzugt von einer Regelung angesteuert wird. Ein solches Stellglied kann beispielsweise eine motorisch betätigte Schraube oder ein Kolben sein, die oder der in den Innenraum des Behälters durch seine Außenwand hineinbewegt wird und dadurch das Innenvolumen des Behälters reduziert.The change in the volume of the interior of the housing can be changed by means of a mechanical adjusting means, which is preferably controlled by a control. Such an actuator may be, for example, a motor-operated screw or a piston, which is moved into the interior of the container by its outer wall and thereby reduces the internal volume of the container.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Volumenänderung wie folgt erfolgen. Der Behälter kann eine Nebenkammer aufweisen, die über eine von einem elastischen Membranelement verschlossene Öffnung mit dem Innenraum des Behälters verbunden ist Der Innenraum der Nebenkammer ist kommunizierend mit einer der Halbzellen verbunden, so dass im Betrieb des Elektrolyseurs Gas aus der entsprechenden Halbzelle in diese Nebenkammer eingeleitet wird. Damit entspricht der Druck in der Nebenkammer dem Druck in dieser Halbzelle. Erhöht sich nun der Druck in der Halbzelle, erhöht sich ebenfalls der Druck in der Nebenkammer. Dies bewirkt, dass sich das Membranelement in den Innenraum des Behälters ausdehnt; das Volumen der Nebenkammer vergrößert sich, wohingegen das Volumen im Innenraum des Behälters verringert wird. Hierdurch wird das Medium im Behälter stärker komprimiert und der Druck im Behälter steigt. Da der Druck im Innenraum des Behälters gegenüber dem Druck in den Halbzellen größer sein muss, um die Halbzellen zu verpressen, ist es erforderlich, das Membranelement vorzuspannen. Dies kann durch ein eine Vorspannung erzeugendes Mittel, beispielsweise eine gegen das Membranelement in Richtung des Innenraums des Behälters drückende Feder erreicht werden. In diesem Fall ist die Vorspannung durch die Federkonstante festgelegt. Es kann jedoch auch ein Mittel eingesetzt werden, das eine veränderbare Vorspannung erzeugt. Beispielsweise kann hier ein gegen die Membran drückender Bolzen verwendet werden, der bewegbar in einer Führung gehalten ist und sich mitsamt der Führung an einer Wand der Nebenkammer, insbesondere an der dem Membranelement gegenüberliegenden Wand abstützt.Alternatively or additionally, a volume change can be made as follows. The container may have an auxiliary chamber, which is connected to the interior of the container via an opening closed by an elastic membrane element. The interior of the secondary chamber is communicatively connected to one of the half cells so that, during operation of the electrolyzer, gas is introduced from the corresponding half cell into this secondary chamber becomes. Thus, the pressure in the secondary chamber corresponds to the pressure in this half-cell. If the pressure in the half-cell increases, the pressure in the secondary chamber also increases. This causes the membrane element to expand into the interior of the container; the volume of the secondary chamber increases, whereas the volume in the interior of the container is reduced. As a result, the medium in the container is compressed more and the pressure in the container increases. Since the pressure in the interior of the container must be greater than the pressure in the half-cells to compress the half-cells, it is necessary to bias the membrane element. This can be achieved by a bias generating means, for example a spring pressing against the membrane element in the direction of the interior of the container. In this case, the bias is determined by the spring constant. However, it can also be used a means that generates a variable bias. For example, a pin pushing against the diaphragm can be used here, which is held movably in a guide and, together with the guide, is supported on a wall of the secondary chamber, in particular on the wall opposite the membrane element.
Bevorzugt ist die Nebenkammer mit der ersten Halbzelle verbunden. Da aus dieser sowohl Sauerstoff als auch Wasser austritt, das als Edukt dem Elektrolyseprozess wieder zugeführt werden kann, kann die Nebenkammer gleichzeitig als Auffangbehälter für dieses Wasser und zur Medientrennung (Sauerstoff, Wasser) sowie als Zwischenbehälter zwischen einem Wasservorratsbehälter und dem Elektrolyseur dienen. So kann von diesem Vorratsbehälter Wasser in die Nebenkammer gepumpt und von der Nebenkammer Wasser in die erste Halbzelle gepumpt werden. Alternativ kann die Nebenkammer mit der zweiten Halbzelle verbunden sein. Da aus dieser lediglich Wasserstoff austritt, kann die Nebenkammer ebenfalls als Tank dienen.Preferably, the auxiliary chamber is connected to the first half-cell. Since both oxygen and water escape from this, which can be fed back to the electrolysis process as starting material, the secondary chamber can simultaneously serve as a collecting container for this water and media separation (oxygen, water) and as an intermediate container between a water reservoir and the electrolyzer. So can be pumped from this reservoir water in the secondary chamber and pumped from the secondary chamber water in the first half-cell. Alternatively, the secondary chamber may be connected to the second half cell. Since only hydrogen escapes from this, the secondary chamber can also serve as a tank.
Erfindungsgemäß wird ferner ein System zum Betreiben eines Elektrolyseurs mit wenigstens einer Elektrolyseurzelle vorgeschlagen, die im Innenraum eines unter Druck stehenden Behälters zumindest teilweise einliegt und zwei Polplatten umfasst, zwischen denen eine Membran-Elektroden-Einheit derart angeordnet ist, dass die Elektrolyseurzelle in eine erste, eine Anode bildende Halbzelle und eine zweite, eine Kathode bildende Halbzelle geteilt ist, wobei die Polplatten durch den Druck im Behälter gegen die Membran-Elektroden-Einheit gepresst werden, und im Betrieb der Elektrolyseurzelle in der einen Halbzelle Sauerstoff und in der anderen Halbzelle Wasserstoff erzeugbar ist, der über jeweils einen Ausgang der Halbzellen in jeweils einen Druckspeicher einleitbar ist, und wobei die Vorrichtung ferner Mittel zum Ausgleichen des Drucks in bzw. zwischen den Halbzellen und Mittel zur Nachführung des Drucks im Innenraum des Behälters in Abhängigkeit des Drucks in den Halbzellen umfasst.According to the invention, a system for operating an electrolyzer with at least one electrolyzer cell is proposed, which lies at least partially in the interior of a pressurized container and comprises two pole plates, between which a membrane-electrode assembly is arranged such that the electrolyzer cell is transformed into a first, an anode forming half-cell and a second, forming a cathode half-cell is divided, wherein the pole plates are pressed by the pressure in the container against the membrane-electrode assembly, and in operation of the electrolyzer cell in the A half-cell oxygen and hydrogen in the other half-cell can be generated, which in each case via an output of the half-cells in each pressure accumulator is introduced, and wherein the device further comprises means for equalizing the pressure in or between the half-cells and means for tracking the pressure in the interior of the container as a function of the pressure in the half-cells.
Bevorzugt sind die Mittel zum Ausgleichen des Drucks zwischen den Halbzellen durch einen Druckausgleichsbehälter mit zwei Raumbereichen gebildet, wobei jeweils eine Druckleitung von den Polplatten in einen der Raumbereiche mündet, und die Raumbereiche durch eine elastische Membran voneinander getrennt sind.Preferably, the means for equalizing the pressure between the half-cells are formed by a pressure equalizing tank having two space portions, each opening a pressure line from the pole plates into one of the space portions, and the space portions are separated from each other by an elastic membrane.
Ferner können die Mittel zur Nachführung des Drucks im Behälter wenigstens ein erstes Mittel zur Erfassung des Drucks in einer der Halbzellen, wenigstens ein zweites Mittel zur Erfassung des Drucks im Innenraum des Behälters, zumindest ein Stellmittel zur Änderung des Volumens des Innenraums des Behälters und damit des Drucks in einer Halbzelle, und eine Regeleinrichtung zur Einstellung des Stellmittels in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen dem Druck im Behälter und dem Druck in den Halbzellen umfassen.Further, the means for tracking the pressure in the container at least a first means for detecting the pressure in one of the half-cells, at least a second means for detecting the pressure in the interior of the container, at least one adjusting means for changing the volume of the interior of the container and thus the Pressure in a half-cell, and a control device for adjusting the actuating means in dependence on the pressure difference between the pressure in the container and the pressure in the half-cells include.
Ferner kann der Behälter, wie bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits erläutert, eine Nebenkammer aufweisen, die eine Öffnung zum Behälterinnenraum besitzt, welche durch ein elastisches Membranelement verschlossen ist, das sich in Folge seiner Dehnbarkeit in den Behälterinnenraum bewegen kann. Die Nebenkammer ist kommunizierend mit einer der Halbzellen verbunden, so dass Gas dieser Halbzelle in die Nebenkammer einleitbar ist. Ferner kann ein Mittel zur Erzeugung einer Vorspannung gegen die Membran vorhanden sein, um im Normalbetrieb des Elektrolyseurs einen höheren Druck im Behälter als in der Nebenkammer zu erhalten.Furthermore, as already explained with regard to the method according to the invention, the container may have an auxiliary chamber which has an opening to the container interior, which is closed by an elastic membrane element which can move into the container interior as a result of its extensibility. The secondary chamber is communicatively connected to one of the half cells, so that gas of this half cell can be introduced into the secondary chamber. Furthermore, a means for generating a bias against the membrane may be present to obtain a higher pressure in the container than in the secondary chamber during normal operation of the electrolyzer.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von drei konkreten Ausführungsbeispielen und der beigefügten Figuren erläutert. Dabei bedeuten gleiche Bezugszeichen gleiche oder zumindest funktionsgleiche Teile.Further features and advantages of the invention will be explained below with reference to three specific embodiments and the accompanying figures. The same reference numerals mean the same or at least functionally identical parts.
Es zeigen:Show it:
Die Elektrolyseurzelle
Gleichzeitig teilt die Polymer-Membran der Membran-Elektroden-Einheit
Die Polplatten
In dem Behälter
Die Polplatten
Die Wasserstofferzeugung mittels Wasserelektrolyse benötigt zur Zerlegung von Wasser elektrische Energie und Wärmeenergie. Die benötigte Energie ergibt sich aus der Reaktionsenthalpie von Wasser bei der Betriebstemperatur des Elektrolyseurs
Eine galvanische Zelle auf Basis von Polymer-Elektrolyt-Membranen ist allgemein in zwei Zellhälften unterteilt, von denen die Polplatten
Die Wasserstoffkationen werden durch die Membran
Eine Zellspannung an den Polplatten
Beim Betrieb einer Elektrolyseurzelle ist dem zur Folge eine höhere Spannung anzulegen als minimal rechnerisch für die Wasserzersetzung notwendig ist. Die aus den internen Verlusten resultierenden Überspannungen können durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen im Vergleich zu üblichen Bauformen deutlich reduziert werden. Dabei reduziert der optimale Verpressdruck, bei dem der ohmsche Kontaktwiderstand minimal und dennoch eine ausreichende Medienzufuhr und Medienabfuhr gewährleistet wird, die ohmschen Verluste in der Zelle, und die Drucknachführung in den beiden Halbzellen erlaubt die Verwendung einer dünnen Membran mit reduziertem Membranwiderstand.When operating a Elektrolyseurzelle the result is to create a higher voltage than a minimum is mathematically necessary for the decomposition of water. The overvoltages resulting from the internal losses can be significantly reduced by the inventive measures in comparison to conventional designs. In this case, the optimum compression pressure, in which the ohmic contact resistance is minimized and nevertheless sufficient media supply and removal is ensured, reduces the ohmic losses in the cell, and the pressure reduction in the two half cells allows the use of a thin membrane with reduced membrane resistance.
Durch die Ausnutzung der Prinzipien von Nernst ist es möglich, den Ausgangsdruck der erzeugten Gase im Rahmen der mechanischen Eigenschaften der Komponenten einzustellen. Dieses Prinzip der isothermen Kompression hat energetische Vorteile gegenüber einer mechanischen Kompression.By exploiting the principles of Nernst, it is possible to adjust the outlet pressure of the gases produced within the framework of the mechanical properties of the components. This principle of isothermal compression has energy advantages over mechanical compression.
Im Betrieb der Elektrolyseurzelle
Über eine Pumpe
Des Weiteren sammelt sich der entstehende Sauerstoff O2 in einer nicht dargestellten Kanalstruktur der Anodenpolplatte
Erfindungsgemäß wird nun der Druck p1 in der ersten Halbzelle
Alternativ zu der elastischen Membran
In der Ausführungsvariante gemäß
Für die Funktionsfähigkeit und für einen hohen Wirkungsgrad der Elektrolyseurzelle
For the functionality and high efficiency of the
Dabei wird der Druck p3 im Innenraum
Die Änderung des Drucks p3 im Behälter erfolgt durch ein Stellmittel
Die Nebenkammer
Auf die vorbeschriebene Weise kann der Wasserstoff H2 bei einem Druckniveau oberhalb atmosphärischer Bedingungen bereitgestellt werden, ohne eine zusätzliche, mechanische Kompressorstufe zu verwenden. Durch den Druckausgleich zwischen den Halbzellen
Erfindungsgemäß wird folglich über eine intelligente, kaskadierte Regelung zunächst der Druck p1 der Anodenseite
Mit diesem Prinzip ist es möglich, den mit dem Elektrolyseur
Durch die erfindungsgemäße Methode der Druckerhöhung in direkter Kombination mit den Prozessgasdrücken ergeben sich folgende Vorteile gegenüber konventionellen Elektrolyseur-Konzepten mit zusätzlich angeschlossenen mechanischen und/oder chemischen Kompressionsstufen:
- 1. Die über der Zellmembran anliegende Druckdifferenz zwischen Anode und Kathode, die so gering wie möglich gehalten wird, ermöglicht den Einsatz dünnerer Membranen als allgemein bei Elektrolyseuren üblich, die Wasserstoff bei einem Druckniveau oberhalb atmosphärischer Bedingungen bereitstellen. Die Membranstärke d ist neben der Stromdichte i und dem Wassergehalt der Membran λ maßgeblich für die parasitären Überspannungen und damit einhergehenden Verluste verantwortlich (ηCCM = η(d, λ, i)). λ ist ein Maß für die Befeuchtung der Membran. Bei der beschriebenen Ausführungsvariante ist eine Seite der Zelle mit Wasser geflutet und damit die Befeuchtung der Membran stets 100%.
- 2. Durchgeführte Beispielrechnungen zeigen, dass gerade bei kleinen Baugrößen bei der hier beschriebenen Kompressionstechnik höhere Wirkungsgrade erzielt werden können als bei der Verwendung von nachgeschalteten, mechanischen Kompressoren.
- 3. Der erfindungsgemäße Elektrolyseur besitzt eine kompakte Bauweise, da die Elektrolyseurzelle und das Stellmittel zur Erhöhung des Drucks im Behälter gemeinsam in diesem Behälter integriert sind.
- 4. Es wird kein Kompressor benötigt.
- 5. Die Anlage kann geräuschlos betrieben werden.
- 6. Druckspeicher die für unterschiedliche Drücke ausgelegt sind können direkt betankt werden.
- 1. The pressure differential across the cell membrane between anode and cathode, which is kept as low as possible, allows the use of thinner membranes than is common in electrolysers that provide hydrogen at a pressure level above atmospheric conditions. The membrane thickness d is in addition to the current density i and the water content of the membrane λ significantly responsible for the parasitic overvoltages and associated losses (η CCM = η (d, λ, i)). λ is a measure of the humidification of the membrane. In the described embodiment, one side of the cell is flooded with water and thus the humidification of the membrane is always 100%.
- 2. Example calculations performed show that higher efficiency can be achieved with the compression technique described here, especially with small sizes, than with the use of downstream mechanical compressors.
- 3. The electrolyzer according to the invention has a compact design, since the Elektrolyseurzelle and the adjusting means for increasing the pressure in the container are integrated together in this container.
- 4. No compressor is needed.
- 5. The system can be operated noiselessly.
- 6. Accumulators are designed for different pressures can be refueled directly.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Elektrolyseurelectrolyzer
- 22
- ElektrolyseurzelleElektrolyseurzelle
- 33
- Behälter/DruckbehälterTank / pressure vessel
- 44
- Polplatte, AnodePole plate, anode
- 4a4a
- erste Halbzelle, Anodenseitefirst half cell, anode side
- 55
- Polplatte, KathodePole plate, cathode
- 5a5a
- erste Halbzelle, Anodenseitefirst half cell, anode side
- 66
- Membran-Elektroden-EinheitMembrane-electrode assembly
- 77
- GasdiffusionslageGas diffusion layer
- 88th
-
Innenraum des Behälters
3 Interior of thecontainer 3 - 99
- Druckspeicher für WasserstoffPressure accumulator for hydrogen
- 1010
- Druckspeicher für SauerstoffPressure accumulator for oxygen
- 1111
- elastische Ummantelung der Elektrolyseurzelleelastic sheathing of the electrolyzer cell
- 1212
- Stellmittelactuating means
- 1313
- Membranmembrane
- 1414
- Wasserwater
- 1515
- Pumpepump
- 16a, 16b, 16c16a, 16b, 16c
- Ventilevalves
- 17a, 17b, 17c17a, 17b, 17c
- Drucksensorenpressure sensors
- 1818
- elektrische Anschlüsse des Stellgliedselectrical connections of the actuator
- 1919
- DruckregelungseinheitPressure control unit
- 2020
- elektrische Anschlüsse des Elektrolyseurselectrical connections of the electrolyzer
- 2121
- Vorratsbehälterreservoir
- 3030
- DruckausgleichseinrichtungPressure compensator
- 30a30a
- oberer Raumbereich der DruckausgleichseinrichtungUpper space area of the pressure compensation device
- 30b30b
- unterer Raumbereich der Druckausgleichseinrichtunglower area of the pressure compensation device
- 4040
- Nebenkammersecondary chamber
- 4141
- Öffnungopening
- 4242
- Membranelementmembrane element
- 4343
- Vorspannung erzeugendes Mittel, FederBiasing means, spring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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