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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Elektrolysesystem zur elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Verwertung. Kohlenstoffdioxid wird in eine Elektrolysezelle eingeleitet und an einer Kathode reduziert.
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Aktuell wird ca. 80 % des weltweiten Energiebedarfs durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen gedeckt, deren Verbrennungsprozesse eine weltweite Emission von etwa 34000 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre pro Jahr verursacht. Durch diese Freisetzung in die Atmosphäre wird der Großteil an Kohlenstoffdioxid entsorgt, was z.B. bei einem Braunkohlekraftwerk bis zu 50000 Tonnen pro Tag betragen kann. Kohlenstoffdioxid gehört zu den sogenannten Treibhausgasen, deren negative Auswirkungen auf die Atmosphäre und das Klima diskutiert werden. Da Kohlenstoffdioxid thermodynamisch sehr niedrig liegt, kann es nur schwierig zu wiederverwertbaren Produkten reduziert werden, was die tatsächliche Wiederverwertung von Kohlenstoffdioxid bisher in der Theorie beziehungsweise in der akademischen Welt belassen hat. Ein natürlicher Kohlenstoffdioxid-Abbau erfolgt beispielsweise durch Fotosynthese. Eine Kopie des natürlichen Fotosyntheseprozesses mit großtechnischer Fotokatalyse ist bisher nicht ausreichend effizient.
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Eine Alternative stellt die elektrochemische Reduktion des Kohlenstoffdioxids dar. Systematische Untersuchungen der elektrochemischen Reduktion von Kohlenstoffdioxid sind noch ein relativ junges Entwicklungsfeld. Erst seit wenigen Jahren gibt es Bemühungen, ein elektrochemisches System zu entwickeln, das eine akzeptable Kohlenstoffdioxidmenge reduzieren kann. Forschungen im Labormaßstab haben gezeigt, dass zur Elektrolyse von Kohlenstoffdioxid bevorzugt Metalle als Katalysatoren einzusetzen sind. Wird Kohlenstoffdioxid beispielsweise an Silber-, Gold-, Zink-, Palladium- und Galliumkathoden nahezu ausschließlich zu Kohlenstoffmonoxid reduziert, entstehen an einer Kupferkathode eine Vielzahl an Kohlenwasserstoffen als Reaktionsprodukte.
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1 zeigt einen Aufbau eines Elektrolysesystems nach dem Stand der Technik. Der Aufbau zeigt eine Elektrolysezelle 1 mit einem Anolyt- und einem Katholytkreislauf 20, 21, separiert durch beispielsweise eine Ionenaustauschmembran in der Elektrolysezelle. Typischerweise kommen dabei verschiedene Elektrolyte im Anolyt- und Katholytkreislauf zum Einsatz. Diese werden in Reservoirs 201, 211 vorgehalten und dort aufgereinigt.
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Ein typischer vereinfacht dargestellter Aufbau eines Elektrolysesystems umfasst eine Elektrolysezelle mit einem Anolyt- und einem Katholytkreislauf. Die Kreisläufe sind durch eine Ionenaustauschmembran in der Elektrolysezelle voneinander separiert. Der jeweilige Elektrolyt wird in Reservoirs vorgehalten und dort aufgereinigt.
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Wird in beiden Kreisläufen der gleiche Elektrolyt verwendet, ändert sich nach längerem Betreiben der Elektrolyse der pH-Wert sowie die Ionenkonzentration in den einzelnen Lösungen. Durch die Membran wird der Ausgleich zusätzlich erschwert. Nimmt man beispielsweise als Anolyt und Katholyt eine 0,5M KHCO3-Lösung, so steigt nach ein paar Stunden die Zellspannung stark an, da durch die angelegte elektrische Spannung die Kationen aus dem Anolytraum in den Katholytraum zur Elektrode gewandert sind. Obwohl der osmotische Druck anfangs ausgeglichen ist bzw. nach einiger Zeit sogar entgegenwirkt, ist die elektrische Anziehung der Kathode stärker und die Kationenwanderung verläuft in eine Richtung. Wird die Anfangskonzentration erhöht oder der Anolyt periodisch erneuert, ist nach einigen Stunden eine Auskristallisation von KHCO3 im Katholyten zu erkennen. Entsprechendes gilt auch für Elektrolyten deren elektrische Leitfähigkeit durch andere Salze (Sulfate, Phosphate) erzeugt wird.
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Es muss daher eine separate Regenerierung des Elektrolyten erfolgen. Um einen stetigen Durchlauf von Elektrolyt zu ermöglichen, muss daher eine ausreichende Menge Elektrolyt in den Reservoirs vorliegen. In einer großtechnischen Anlage erfordert das Tanks von einer nicht vernachlässigbaren Größe.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Elektrolysesystem sowie ein Verfahren zur elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Verwertung anzugeben, die die eingangs genannten Probleme vermindern oder vermeiden.
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Diese der Aufgaben werden durch ein Elektrolysesystem gemäß dem Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Elektrolysesystem zur Kohlenstoffdioxid-Verwertung umfasst
- – eine Elektrolysezelle mit einer Anode in einem Anodenraum und mit einer Kathode in einem Kathodenraum, wobei der Kathodenraum ausgestaltet ist, Kohlenstoffdioxid aufzunehmen und in Kontakt mit der Kathode zu bringen, wobei eine Reduktionsreaktion von Kohlenstoffdioxid zu wenigstens einer Kohlenwasserstoffverbindung oder zu Kohlenstoffmonoxid katalysierbar ist,
- – ein erstes und ein zweites Elektrolytreservoir,
- – einer ersten Produktgasleitung aus dem ersten Reservoir,
- – einer zweiten Produktgasleitung aus dem zweiten Reservoir. Weiterhin sind
- – eine erste Verbindungsleitung zur Zuleitung von Elektrolyt vom ersten Elektrolytreservoir zum Anodenraum,
- – eine zweite Verbindungsleitung zur Ableitung von Elektrolyt vom Anodenraum zum zweiten Elektrolytreservoir,
- – eine dritte Verbindungsleitung zur Zuleitung von Elektrolyt vom zweiten Elektrolytreservoir zum Kathodenraum und
- – eine vierte Verbindungsleitung zur Ableitung von Elektrolyt vom Kathodenraum zum ersten Elektrolytreservoir vorhanden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Reduktionsverfahren zur Kohlenstoffdioxid-Verwertung mittels eines Elektrolysesystems wird
- – Kohlenstoffdioxid durch einen Kathodenraum einer Elektrolysezelle geführt wird und in Kontakt mit einer Kathode gebracht,
- – eine Reduktionsreaktion von Kohlenstoffdioxid zu wenigstens einer Kohlenwasserstoffverbindung oder zu Kohlenstoffmonoxid durchgeführt,
- – erstes Produktgas mittels einer ersten Produktgasleitung aus dem ersten Reservoir geführt und
- – zweites Produktgas mittels einer zweiten Produktgasleitung aus dem zweiten Reservoir geführt. Weiterhin wird der Elektrolyt in einem Kreuzstrom in und aus der Elektrolysezelle geführt, indem
- – Elektrolyt von einem ersten von zwei Elektrolytreservoirs zum Anodenraum geführt wird,
- – Elektrolyt aus dem Anodenraum zu einem zweiten der zwei Elektrolytreservoirs geführt wird,
- – Elektrolyt vom zweiten Elektrolytreservoir zum Kathodenraum geführt wird,
- – Elektrolyt vom Kathodenraum zum ersten Elektrolytreservoir geführt wird.
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Vorteilhaft wird durch die Führung des Elektrolyt im verschränkten Strom (Kreuzstrom) erreicht, dass auftretende pH-Wert-Änderungen wieder ausgeglichen werden. Wandern Kationen zur Kathode, werden diese über den Kreuzstrom mechanisch wieder zurück in den Anodenraum transportiert.
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Weiterhin wird erreicht, dass die Salzkonzentration in den beiden Elektrodenräumen konstant bleibt und somit ein Aussalzen dauerhaft verhindert wird.
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Aufgrund dieser verbesserten Prozessführung ist eine dauerhafte Elektrolyse mit demselben Elektrolyten in beiden Elektrodenräumen möglich.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung umfasst das Elektrolysesystem eine Druckausgleichsverbindung, die das erste und zweite Elektrolytreservoir direkt verbindet.
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Ungleichheiten im Durchfluss des Elektrolyten aus den beiden Reservoirs können ohne Gegenmaßnahmen über längere Zeiten zu einem ungleichen Elektrolytstand in den beiden Reservoirs und im Extremfall sogar zu einem Trockenlaufen einer Zellenseite führen. Durch die Druckausgleichsverbindung wird eine Direktverbindung der beiden Reservoirs hergestellt, die dadurch analog zu kommunizierenden Röhren einen stets gleichen Flüssigkeitsstand bekommen. Ein Trockenlaufen einer Zellenseite wird dadurch verhindert.
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Für den Austausch des flüssigen Elektrolyten ist es dabei zweckmäßig, die Ausgleichsleitung an beiden Elektrolytreservoirs möglichst weit unten anzuschließen, beispielsweise in der unteren Hälfte der Höhe des jeweiligen Reservoirs, insbesondere im unteren Viertel.
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Neben einem automatischen Ausgleich des Flüssigkeitsstandes in den Reservoirs ist es auch möglich, einen geregelten Elektrolytaustausch durchzuführen. Dazu ist dann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung eine Pumpe in der Druckausgleichsverbindung vorhanden. Diese sorgt für einen erzwungenen Elektrolytaustausch. Für die Steuerung werden bevorzugt die Eingangssignale von Füllstandssensoren für beide Reservoirs verwendet.
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Die beiden Reservoirs können als getrennte Behältnisse realisiert sein, wobei die Druckausgleichsverbindung beispielsweise als Rohr zwischen den Behältnissen ausgestaltet ist. Alternativ können die beiden Reservoirs auch zusammen als einzelner Behälter mit einer Trennwand zur Unterteilung in die beiden Reservoirs gestaltet sein, wobei die Trennwand eine Öffnung als Druckausgleichsverbindung aufweist. Natürlich ist auch die Öffnung zweckmäßig im unteren Bereich der Reservoirs angesiedelt, um einen Austausch des flüssigen Elektrolyten auch bei geringem Flüssigkeitsstand zu ermöglichen.
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Zweckmäßig umfasst das Elektrolysesystem Pumpen in der ersten und dritten Verbindungsleitung, die den Elektrolyten zu Anodenraum und Kathodenraum fördern. Weiterhin umfasst das Elektrolysesystem zweckmäßig eine Zuleitung zur Zuführung des Kohlenstoffdioxids.
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Bevorzugt umfasst das Elektrolysesystem Mittel zur Druckregulierung für wenigstens eines der Reservoirs. So kann beispielsweise die Zuleitung zur Zuführung des Kohlenstoffdioxids ein Überdruckventil aufweisen. Öffnet dieses, kann das dann durchfließende Kohlendioxid mit dem Produktgas aus der ersten Produktgasleitung vermischt werden und zusammen zu einer Analytik und/oder einem Produktgasspeicher geführt werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Produktgasleitungen in einem Überdruckventil zusammengeführt sind. Durch geeignete Wahl des Überdruckventils wird dadurch ein gleicher Druck in der Gasphase in den Reservoirs gewährleistet.
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Vorzugsweise umfasst das Elektrolysesystem Mittel zur Einleitung von Inertgas, insbesondere Stickstoff, in die Reservoirs. Zweckmäßig sind die Einlässe an den Reservoirs dafür im unteren Bereich des jeweiligen Reservoirs angeordnet und die Reservoirs umfassen im unteren Bereich eine Schicht aus Glasfritte, die für das Inertgas durchlässig ist.
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Vorzugsweise umfasst die Kathode des Elektrolysesystems Silber, Kupfer, Kupferoxid, Titandioxid oder ein anderes Metalloxid-Halbleitermaterial auf. Die Kathode kann beispielsweise auch als Fotokathode ausgestaltet sein, womit ein fotoelektrochemischer Reduktionsprozess für die Verwertung von Kohlenstoffdioxid betrieben werden könnte, eine sogenannte Photoassisted CO2-Electrolysis. In einer speziellen Ausführungsform kann dieses System auch rein fotokatalytisch arbeiten. Bevorzugt umfasst das Elektrolysesystem eine Platinanode. Bevorzugt werden KHCO3, K2SO4 und K3PO4 als Elektrolytsalze in unterschiedlichen Konzentrationen eingesetzt. Alternativ können Kaliumiodid KI, Kaliumbromid KBr, Kaliumchlorid KCl, Natriumhydrogencarbonat NaHCO3, Natriumsulfat Na2SO4 eingesetzt werden. Aber auch andere Sulfate, Phosphate, Iodide oder Bromide können zur Erhöhung der Leitfähigkeit im Elektrolyten eingesetzt werden. Durch ständiges Zuführen des kohlenstoffhaltigen Gases müssen Carbonate bzw. Hydrogencarbonate nicht zugeführt werden, sondern werden im Betrieb im Kathodenraum gebildet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Kathode (K) beispielsweise eine Oberflächenschutzschicht auf. Besonders bevorzugt Halbleiter-Fotokathoden, insbesondere aber auch metallische Kathoden, weisen eine Oberflächenschutzschicht auf. Mit einer Oberflächenschutzschicht ist gemeint, dass eine im Vergleich zur Elektrodengesamtdicke relativ dünne Schicht die Kathode vom Kathodenraum trennt. Die Oberflächenschutzschicht kann dazu ein Metall, einen Halbleiter oder ein organisches Material umfassen. Besonders bevorzugt ist eine Titandioxid-Schutzschicht. Der Schutzeffekt zielt überwiegend dahin, dass die Elektrode nicht vom Elektrolyten oder von im Elektrolyten gelösten Edukten, Produkten oder Katalysatoren und deren dissoziierten Ionen angegriffen wird und es z.B. zu einer Auslösung von Ionen aus der Elektrode kommt. Gerade hinsichtlich der elektrochemischen Reduktionsverfahren in wässrigen Medien oder zumindest in einem Medium, das geringe Wasser- oder Wasserstoffmengen aufweist, ist eine geeignete Oberflächenschutzschicht von großer Bedeutung für die Langlebigkeit und Funktionsstabilität der Elektrode im Prozess. Bereits durch kleine Morphologieänderungen, z.B. durch Korrosionsangriffe, können in wässrigen Elektrolyten oder wasseraufweisenden Elektrolytsystemen die Überspannungen von Wasserstoffgas H2 oder Kohlenstoffmonoxidgas CO beeinflusst werden. Die Folge wäre zum einen ein Abfall der Stromdichte und entsprechend eine sehr geringe Systemeffizienz für die Kohlenstoffdioxidumsetzung und zum anderen die mechanische Zerstörung der Elektrode.
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Beispiele und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden noch in exemplarischer Weise mit Bezug auf die 1 bis 13 der angehängten Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen in schematischer Darstellung
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1 ein Elektrolysesystem,
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2 verbundene Elektrolytreservoirs mit Druckausgleichsleitung,
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3 verbundene Elektrolytreservoirs als Behältnis mit Trennwand,
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4 verbundene Elektrolytreservoirs pumpengesteuertem Druckausgleich.
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Das in 1 schematisch gezeigte Elektrolysesystem 100 weist zunächst als zentrales Element eine Elektrolysezelle 1 auf, welche hier in einem Zwei-Kammer-Aufbau dargestellt ist. Eine Anode 4 ist in einem Anodenraum 2, eine Kathode 5 in einem Kathodenraum 3 angeordnet. Anodenraum 2 und Kathodenraum 3 sind durch eine Membran 21 voneinander getrennt. Dabei kann die Membran 21 eine ionenleitende Membran 21, zum Beispiel eine Anionen leitende Membran 21 oder eine Kationen leitende Membran 21 sein. Es kann sich bei der Membran 21 um eine poröse Schicht oder ein Diaphragma handeln. Letztlich kann man unter der Membran 21 auch einen räumlichen ionenleitenden Separator verstehen, der Elektrolyte in Anoden- und Kathodenraum 2, 3 trennt. Zur Einbringung des Kohlenstoffdioxids CO2 in die Elektrolysezelle 1 umfasst dieser eine Gasdiffusionselektrode.
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Anode 4 und Kathode 5 sind jeweils elektrisch mit einer Spannungsversorgung verbunden. Der Anodenraum 2 und der Kathodenraum 3 der gezeigten Elektrolysezelle 1 sind jeweils mit einem Elektrolyteinlass und Elektrolytauslass ausgestattet, über den der Elektrolyt sowie Elektrolysenebenprodukte, z.B. Sauerstoffgas O2 aus dem Anodenraum 2 bzw. Kathodenraum, 3 ein- und ausströmen können.
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Anodenraum 2 und Kathodenraum 3 sind über eine erste bis vierte Verbindungsleitung (9...12) in einen Elektrolytkreislauf eingebunden. Die Elektrolytflussrichtungen sind in beiden Kreisläufen mittels Pfeilen dargestellt. Weiterhin sind in den Elektrolytkreislauf auch ein erstes und ein zweites Reservoir 6, 7 eingebunden, in denen der Elektrolyt vorgehalten wird. Der Elektrolytkreislauf ist dabei im Gegensatz zu bekannten Kohlendioxid-Elektrolyseanlagen als Kreuzstrom ausgebildet. Dazu führt eine erste der Verbindungsleitungen 9 Elektrolyt und gegebenenfalls darin gelöste oder damit vermischte Edukte und Produkte vom ersten Reservoir 6, gefördert durch eine Pumpe 8a, zum Anodenraum 2 und dessen Elektrolyteinlass.
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Vom Elektrolytauslass des Anodenraums 2 wiederum führt eine zweite Verbindungsleitung 10 den Elektrolyt mit beigemengten Stoffen zum zweiten Reservoir 7. Der Elektrolyt wird also nicht zum ursprünglichen Reservoir 6 zurückgeführt. Elektrolyt aus dem zweiten Reservoir 7 wiederum wird durch eine dritte Verbindungsleitung 11 mittels einer Pumpe 8b zum Kathodenraum 3 gefördert. Elektrolyt aus dem Kathodenraum 3 wird über eine vierte Verbindungsleitung 12 zum ersten Reservoir 6 geführt. In dieser Weise entsteht ein verschränkter Kreislauf für den Elektrolyten, bei dem eine gegebene Menge Elektrolyt mit der Zeit und zumindest in Teilen sowohl beide Reservoirs als auch Anoden- und Kathodenraum 2, 3 erreicht und durchläuft.
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Die Reservoirs 6, 7 sind mittels eines Ausgleichsrohres 13 verbunden. Die Auslässe zum Ausgleichsrohr 13 in den Reservoirs 6, 7 sind dabei zweckmäßig im unteren Teil der Reservoirs angebracht, um einen Austausch von Flüssigkeit auch bei niedrigem Stand der Flüssigkeit zu ermöglichen. Durch das Ausgleichsrohr 13 wird sichergestellt, dass keines der Reservoirs 6, 7 leerlaufen kann und bei beiden die gleiche Höhe des Elektrolytspiegels vorliegt.
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2 zeigt eine genauere Ansicht der beiden Reservoirs 6, 7. Durch den Betrieb als verschränkter Kreislauf mit zwei separaten Reservoirs 6, 7 wird erreicht, dass die entstandenen Produkte, wie beispielsweise O2 an der Anode 4 und CO an der Kathode 5, separat transportiert und in den Reservoirs 6, 7 aus der Flüssigkeit abgetrennt werden. Die Produktgasabtrennung erfolgt mittels einer Gaswäsche. In den Boden der Reservoirs 6, 7 wird, über eine Schicht 202 aus Glasfritte dispergiert, beispielsweise Stickstoff N2 eingeleitet. Dieses Inertgas treibt die gelösten Gase O2, CO und CO2 aus dem Elektrolyten. Dadurch wird der Elektrolyt typischerweise zwar nicht gasfrei, es ist aber eine bestimmte Menge eines bestimmten Gases in ihm gelöst. Je nach Anwendung können anstatt N2 auch CO2 oder andere Inertgase verwendet werden. Verdünnt mit dem Inertgas werden die Produkte aus dem Kreislauf ausgetragen und anschließend analysiert und aufgereinigt.
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Aus dem ersten Reservoir 6 führt eine erste Produktgasleitung 14. Diese über ein erstes Überdruckventil mit einer Zuleitung 16 für Kohlendioxid verbunden, die das Kohlendioxid zur Elektrolysezelle 1 transportiert. Über diese Verbindung können ggfs. Kohlendioxid, das bei Drucküberschreitung teilweise nicht in die Elektrolysezelle 1 abgegeben wird sowie Produktgas zusammen mit dem Inertgas aus dem ersten Reservoir 6 einer Analytik und einem in 1 nicht gezeigten Produktspeicher geleitet wird. Für die Berechnung der Ausbeute kann die Menge des eingeleiteten Kohlendioxids verwendet werden.
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Eine zweite Produktgasleitung 15 aus dem zweiten Reservoir 7 ist mit der gemeinsamen Leitung aus erster Produktgasleitung 14 und Kohlendioxid-Zuleitung 16 zu einem zweiten Überdruckventil 18 geführt. Durch diesen kontrollierten Zusammenschluss der Produktgasleitungen 14, 15 aus den Reservoirs 6, 7 wird sichergestellt, dass der Druck in beiden Reservoirs 6, 7 gleich ist und somit die Flüssigkeitsspiegel nicht verschoben werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine geregelte Drucksteuerung den Differenzdruck an der GDE überwacht, sodass diese nicht zu stark mechanisch belastet wird. Das zweite Überdruckventil 18 ist so eingestellt, dass sichergestellt ist, dass kein Produktgas der Anode 4 in die Analytik gelangt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Vermischung von H2 und O2 darauf geachtet wird, dass die Verdünnung mit N2 hoch genug ist, sodass keine explosive Knallgasmischung entsteht. Kann dieser Punkt nicht gewährleistet werden, so sind die beiden Gasströme getrennt zu halten und es erfolgt der Druckausgleich über einen getrennten Mechanismus.
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2 zeigt auch das Ausgleichsrohr 13 zwischen den beiden Reservoirs 6, 7. Die Füllmenge der Reservoirs 6, 7 ändert sich bei dem beschriebenen verschränkten Kreislauf, wenn nicht beide Pumpströme exakt gleich sind. Dies ist zwar über eine Niveaumessung und Regelung der Pumpleistung erreichbar, jedoch aufwändig und fehleranfällig. Vorteilhaft ist es, das Ausgleichsrohr 13 zwischen den Reservoirs 6, 7 einzuführen, beispielsweise durch ein Rohr mit im Vergleich zu den Dimensionen der Elektrolytbehälter kleinen (1:100) Durchmesser. Dieses ermöglicht den Druckausgleich nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren, weist jedoch nur einen minimalen Volumenstrom auf, der zu einer Produktvermischung führen kann. Im Fall gasförmiger Produkte ist es zweckmäßig sinnvoll, dieses Ausgleichsrohr 13 unten im Elektrolytbehälter anzubringen.
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Eine weitere Ausgestaltung für die beiden Reservoirs 6, 7 ist in 3 dargestellt. Hier sind die Reservoirs 6, 7 als gemeinschaftliches Behältnis 31 ausgestaltet. Das Behältnis 31 umfasst eine Trennwand 32, die eine Unterbrechung oder eine Öffnung 33 aufweist. Die Öffnung 33 befindet sich zweckmäßig im unteren Teil des Behältnisses 31, um einen ständigen Austausch des Elektrolyten zwischen den Reservoirs 6, 7 zu ermöglichen. Es ergibt sich durch das gemeinschaftliche Behältnis weitgehend die gleiche Funktionalität wie im Falle der ortsgetrennten Reservoirs 6, 7.
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Eine weitere alternative Ausgestaltung ist in 4 dargestellt. Diese Ausgestaltung geht von getrennten Reservoirs 6, 7 aus wie das erste Ausführungsbeispiel. Allerdings ist im Ausführungsbeispiel gemäß der 4 kein Druckausgleich für die Gasphase vorgesehen. Verschiedener Druck in den beiden Reservoirs 6, 7 kann daher für einen unterschiedlichen Elektrolytstand sorgen und dieser wird durch das Ausgleichsrohr, also die einfache Verbindung der beiden Reservoirs 6, 7 nicht ausgeglichen.
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Der Ausgleich wird in diesem Beispiel durch eine Pumpe 42 durchgeführt. Die Steuerung der Pumpe wird durch eine in 4 nicht gezeigte Steuerelektronik bewirkt. Als Eingangsgrößen für die Steuerung werden Sensorsignale von zwei Füllstandssensoren 41 verwendet, die den Füllstand des Elektrolyten in beiden Reservoirs 6, 7 erfassen. Dadurch wird neben dem Einfluss des Drucks in den Reservoirs 6, 7 auch eine Verschiebung im Elektrolytniveau durch unterschiedliche Durchflüsse von Elektrolyt zum Anodenraum 2 und Kathodenraum 3 ausgeglichen. Diese entstehen praktisch zwangsläufig, u.a. durch unterschiedliche Pumpleistungen der Pumpen 8.
