DE2943575A1

DE2943575A1 - Verfahren zur herstellung von wasserstoffgas unter verwendung eines bromidelektrolyten und von strahlungsenergie

Info

Publication number: DE2943575A1
Application number: DE19792943575
Authority: DE
Inventors: Daniel Harrison Grantham
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1980-05-14
Also published as: CH642684A5; FR2440415B1; CA1141697A; GB2036797A; SE448887B; AU5173179A; US4203814A; JPS5569274A; SE7908883L; GB2036797B; NL7907603A; BR7906799A; JPS6110039B2; AU527327B2; FR2440415A1

Description

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas unter Verwen dung eines Bromidelektrolyten und von Strahlungsenergie

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas aus einer Elektrolytlösung in einer Elektrolysezelle.

Auf eine gleichzeitig eingereichte Patentanmeldung P......., die die Priorität der USSN 956 761 vom 1. November 1978 beansprucht, mit dem Titel "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von HBr unter Verwendung einer selbstverzehrenden Bromelektrode", die ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Bromwasserstoff beschreibt, der als Elektrolyt bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird Bezug genommen.

Die Ausnutzung 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 m Kollektor) sowie im Hinblick auf die Uberspannungs- 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 brauchbaren 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 unwirksamen 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 photoelektrolytischer 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

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herkömmlicher Elektrolyse 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 wurden, um so die Leistungsfähigkeit solcher photoelektrolytischer 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;

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.

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 grenzenlosem 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 Elektrolyt© verbundenen Korrosions-, Uberspannungs- und anderer Probleme. Die Verwendung von Bromidverbindungen und insbesondere Bromwasserstoff als Elektrolyte in einer solchen Zellumgebung liefert überraschende Vorteile. Die niedrigeren Potentiale, bei denen eine Wassers toffbromidzelle betrieben werden kann, z.B. verglichen

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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

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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. Chloridoder Fluorid-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 4 021 323, 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 2ü passen. Der Halbleiter absorbiert keine längeren Strahlungswellenlängen als seiner Bandbreiten-Strahlungscharakteristik entspricht. Tatsächlich besteht einer der Vorteile der Erfindung in der Beseitigung der Korrosions- und Oxydationsprobleme herkömmlicher Electrolyte, 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 Lichtweilenlängenbereich ausgenützt werden, um das System noch wirksamer mit Energie zu versorgen.

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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 spätereNernst-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 herkömmlicherweise betrieben werden. Beispielsweise würden herkömmliche

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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 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 11 000 A wirksam überführen, eine größere, wirksamere Lichtsammelquelle im offenbarten System verwendet werden. Wäre man z.B. auf TiO^-Halbleiter beschränkt, die sonst aufgrund ihrer besseren Korrosionsbeständigkeitseigenschaften erwünscht wären, wären nur Lichtwellenlängen unter etwa 4000 ä" brauchbar. Dies würde tatsächlich etwa 97 % des Sonnenspektrums ausschließen.

Mehrschichten-Kalbleitermaterial aus einem Material mit einem Gradienten abnehmender Bandbreite steht dem erfindungsgemäßen Verfahren im Hinblick auf die mit der Verwendung des Bromidelektrolyten umfaßten Vorteile auch zur Verfügung, Vgl* in dieser Hinsicht z.B. die US-PS 4 011 149, Spalte 2, Zeilen 18 bis 2O.

Die Wernst-Gleichung, die die für die Elektrolyse bei diesem Verfahren erforderliche Zellpotentialbeziehung bestimmt, kann wie folgt beschrieben werdeni

E = E°4O,059 log P_H + O,O59 log C^. -0,O59 log

E = Standard-Zellenpotential für Zellenkomponenten {z.B.

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für HBr-Elektrolyse 1,06 V),

P₁, = der in der Zelle aufgebaute Wasserstoff-Partialdruck, ^H2

C_n = Molkonzentration an in der Zelle gebildetem flüssigem

2 „
Brom,

C„_B - 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 entwickeln beginnen.

Die bevorzugten Parameter für wirksamen Betrieb der erfindungsgemäßen Zelle sind:

P_H > 345 Pa
^CBr ^> 0,1 %

^CHBr ^ 48 %

Eine Zelle mit solchen Parametern kann wirksam bei Temperaturen zwischen etwa 0 und 100 ⁰C 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 Standard-Zellenanordnung umfassen, wobei die ganze Zelle von einer Lichtquelle bestrahlt wird.

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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 Bromidelektrolyte, wie KBr, NaBr, LiBr, CsBr und SrBr_, 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 OOO % das

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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 η-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 perfluorsulfoniertem Polytetraf luoräthylen (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

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Dissoziation ein und löst die Wanderung der Wasserstoffionen zur Platin- oder Titanelektrode 11 und von Bromidionen zur Halbleiterelektrode 13 aus, was zur Entwicklung von Wasserstoff gas 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 Ladungsübertragung 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-Siliciumanode und einer Platinkathode des in Fig. 1 beschriebenen Typs gebracht. Die Siliciumelektrode wurde mit einer Lichtquelle einer Wellenlänge von 6328 R bestrahlt, was etwa O,2 V lieferte. Eine zusätzliche äußere Energiequelle lieferte etwa 0,4 V. An der Siliciumelektrode wurde flüssiges Brom und an der PlatineleJctrode Wasserstoff gas entwickelt.

Beispiel II

Die Platinkathode des Beispiels I wurde durch eine Siliciumhalbleiterelektrode des p-Typs ersetzt. Beide Elektroden wur-

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den wie in Beispiel I bestrahlt und lieferten eine Spannung 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-Siliciumelektrode Wasserstoff entwickelt.

Obgleich die Erfindung hinsichtlich einer bevorzugten 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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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas aus einer Elektrolytlösung in einerElektrolysezelle, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bromidverbindung als Elektrolyt in Verbindung mit Strahlungsenergie zur zumindest teilweisen Energieversorgung der Elektrolysezelle verwendet wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas in einerElektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolysezellengehäuse, das eine Lösung eines Bromidelektrolyten enthält, vorgesehen, eine halbleitende Anode des η-Typs und eine halbleitende Kathode des p-Typs in die Lösung des Bromidelektrolyten eingetaucht, die Elektroden durch eine für Wasserstoffionen

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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. 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. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffgas in einer Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Bromidelektrolytlösung enthaltendes Elektrolyse ze 1 !gehäuse vorgesehen, eine Platinelektrode und eine halbleitende Elektrode in die Bromidelektrolytlösung gebracht und die halbleitende Elektrode einer Strahlungsener— giequelle 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. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bromidelektrolyt unter HBr,

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NnBr, KBr, LiBr, CsBr, SrBr₂ und deren Gemischen gewählt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bromidverbindung in einer Menge von bis zu etwa 50 Gew.-% vorliegt und das Lösungsmittel Wasser ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie Sonnenenergie ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie Laser-Strahlung ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie durch eine lichtemittierende Festkörperdiode erzeugt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie Licht einer Wellenlänge bis zu 11 000 8 ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine 48-gewichtsprozentige Lösung von HBr in Wasser ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitenden Elektroden Silicium sind.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der zur Versorgung der Zelle nötigen Energie von einer äußeren, eine Batterie umfassenden Energiequelle geliefert wird.

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