DE3021714A1 - Vorrichtung zur endothermen wasserzerlegung - Google Patents

Vorrichtung zur endothermen wasserzerlegung

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung
  • von Wasserstoff und Sauerstoff durch Dissoziation von Wasserdampf unter Wärmeeinfluß mit nachfolgender Separierung des Wasserstoffes durch Diffundierung desselben durch eine für Wasserstoff durchlässige Membrane.
  • Der Stand dieser Technik ist in den US-Patenten Nr.
  • 4 003 725, 4 019 868 und 4 053 576 und in dem ergänzenden Bericht TSP 75-10314 zum NASA TECHN BRIEF 75-10314 (MSC-12600) enthalten. Dieser ist überschrieben: Der Gebrauch von durchlässigen Membranen zur Gewinnung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser".
  • Sonnenernergie ist eine der Energiearten, die genutzt werden können, um Wasserdampf zu zerlegen. Dies ist in den vorerwähnten US-Patenten 4 019 868, 4 053 576 und 4 030 890 enthalten. Andere geeignete Wärmequellen, um Wasserdampf auf Dissoziationstemperatur zu bringen, sind die Atomenergie sowie elektrische Widerstands öfen.
  • Der technische Ergänzungsbericht 75-10314 und US-Patent 4 003 725 offenbaren solche Widerstandsöfen.
  • Daß Metallfilme aus Platin, Palladium und Palladiumlegierungen für Wasserstoff durchlässig und als Filger für die selektive Diffusion von Wasserstoff geeignet sind, ist aus Kirk-Othmer "Encyclopedia of Chemical Technology", 2.Auflage, Vol. 15 (1968), Abschnitt: Merkmale der Platin-Gruppe, Seite 832-860, bekannt. Besonders aus Seite 832, wo der Schmelzpunkt von Palladium mit 1552 0C angegeben ist, und aus Seite 853/854, wo der Gebrauch von Palladium und einer Legierung von 75% Pd-2594 Ag für die Trennung durch Diffusion von reinem Wasserstoff aus gemischten Gasen bei einer Temperatur von 350 0C in Röhren aus dieser Legierung angegeben ist, wobei die Röhren eine Wandstärke von ca. 0,076 mm haben. Ferner aus Seite 855, wo der elektrische Niederschlag von Palladium erwähnt ist.
  • Der Bericht 75-10314 beschreibt, neben anderem, die Trennung von Wasserstoff vom Sauerstoff und Wasserdampf bei Temperaturen von 6000C bis 9500C und Drücken von ca. 5 mm Hg-Säule (0,1 psia) bis 760 mm Hg-Säule, unter Verwendung von Röhren von ca. O, 1 mm Wanddicke als Diffusionamembrane. Die Diffusionsmembrane besteht aus reinem Platin, reinem Palladium, 7594 Palladium-25,' Silber und 9096 Palladium- 10,' Silber, wobei 90,'Palladium-10,' Silber die besten Ergebnisse zeitigte.
  • Es ist jedoch ein Nachteil dieser Verfahren bzw. Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, daß bei ihnen die Oberfläche der Diffusionsmembranen in einem gegebenen Raum zu gering ist, um große Mengen von Wasserstoff aus einem Wasserstoff enthaltenden Gemisch von Gasen zu separieren.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung anzugeben, bei der in einem gegebenen Raum eine möglichst große Membran-Oberfläche untergebracht ist, so daß mit einer möglichst kleinen Vorrichtung eine möglichst große Menge Wasserstoff (und Sauerstoff) gewonnen werden kann.
  • Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die folgende Merkmale aufweist: Es ist ein Ofen mit luftdicht abgeschlossenem Innenraum vorhanden, und es sind Mittel vorhanden, um diesen Ofen aufzuheizen.
  • In dem Ofen-Innenraum befindet sich ein aus mehreren flachen Zellen bestehendes Aggregat zur Separierung von Wasserstoff und Sauerstoff aus thermisch dissoziiertem Wasserdampf, wobei in dem Aggregat jede Zelle mit ihrer Vorderseite der Rückseite der benachbarten Zelle gegenübersteht, und jede Zelle einen mäanderförmigen Kanal sowie eine den Kanal abdeckende und als Membrane wirkende, Wasserstoff durchlassende Schicht besitzt.
  • Mit dem Ofen ist eine Zuleitung zur Einführung von Wasserdampf in das Aggregat verbunden und mit dem Ofen sind Ableitungen für den Wasserstoff und Sauerstoff verbunden.
  • Die in dem Aggregat enthaltenen Flachen Zellen bestehen aus feuerfestem porösem Material und besitzen mindestens eine erste und eine zweite Flachseite, von denen mindestens eine mit dem mäanderförmigen Kanal versehen ist.
  • Dieser Kanal besitzt einen Eingang und einen Ausgang, die im Aggregat mit den Eingängen bzw. Ausgängen der benachbarten Zellen wechselweise gleichgelagert sind.
  • Die Eingänge bestehen aus Löchern, die jeweils durch die Zelle hindurchgehen. Der Kanal und wenigstens teilweise das übrige feuerfeste Material ist mit der als Diffusionsmembrane wirkenden Wasserstoff durchlassenden Schicht beschichtet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die Dissoziation von Wasserdampf bei Temperaturen zwischen ca.
  • 350 0C - 1250 0C, vorzugsweise jedoch im Bereich zwischen 550 0C - 950 C, ein Wasserstoff enthaltendes Gasgemisch hergestellt. Dieses Gasgemisch wird dann durch ein Aggregat geleitet, das eine für Wasserstoff durchlässige Membrane aus einem Metall der Platin-Gruppe hat; vorzugsweise aus einer Legierung aus 90% Palladium -10% Silber, so daß der Wasserstoff ausgefiltert wird und ein mit Sauerstoff angereichertes Gas zurückbleibt.
  • In einer Ausführungsform besteht das Gasdiffusions-Aggregat aus einer Vielzahl von Zellen aus porösem feuerfestem Material. Jede Zelle hat einen Kanal, der auf der mit dem Anfang des Aggregates verbundenen Seite einen mit der Oberfläche der Zelle biindigen Eingang hat, sowie einen Ausgang, der dem Eingang der nächsten Zelle gegenüberliegt, Das poröse feuerfeste Material ist mit einen Film der für Wasserstoff durchlässigen Membrane überzogen (90% Bd -1096 Ag) so daß der den dissoziierten Wasserdampf leitende Kanal von der für Wasserstoff durchlässigen Membrane umkleidet ist.
  • Eine Vielzahl dieser Zellen ist mit der Vorderseite an der Rückseite der benachbarten Zelle angeordnet, wobei sich die einzelnen Ausgänge und Eingänge gegenüberstehen, so daß von Zelle zu Zelle ein durchgehender Weg geschaffen ist.
  • Der durch die Membrane gefilterte Wasserstoff dringt durch das poröse Material und kann zu einer bestimmten Abschnitt der Zellen geleitet werden zur So lang und für den Abtransport. In einer Ausfiihrungsfori ist die ganze Zelle mit 90% Pd - io,' Ag beschichtet, ausgenommen eine Fläche in der Mitte der Zelle, zu der der Wasserstoff hinströmt.
  • In einer anderen Ausführunggform sind die Stirnflächen der Zellen nicht mit der Membran-Schicht beschichtet, und der Wasserstoff dringt in dem Maße durch diese Stirnflächen, in dem am Anfang des Aggregates Wasserdampf zugeführt und der Sauerstoff abgetrennt und am Ende des Aggregates gesammelt wird.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich in der die Erfindung in mehreren Ausfiihrungsbeispielen dargestellt ist.
  • Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Frontansicht einer einzelnen Zelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Wasserstoff-Diffusionskanal, Fig. 2 einen Schnitt durch Fig,i entlang der Linie II-II, Fig. 3 schematisch eine Rückenansicht der Zelle der Fig.1 mit dem Eingang des in der Fig.1 gezeigten Kanals, Fig. 4 ein ersten Ausfährungsbeispiel einer ein Aggregat bildenden Gruppe von Zellen im Schnitt in einer auseinandergezogenen Darstellung, mit der Einlaßzelle auf der rechten und der Auslaßzelle auf der linken Seite, und als Beispiel eine der in einer Vielzahl vorhandenen mittleren Zellen in der Mitte, Fig. 5 ein zweites Ausführunggbeispiel entsprechend Fig.4 mit Gegenstrom-Zirkulation des gewonnenen Wasserstoffes, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des gemäß Fig.4 aus mehreren Zellen gebildeten Aggregates, Fig. 7 das Aggregat der Fig.6 in in einem Ofen eingebauten Zustand, Fig. 8 ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel eines in einem Ofen eingebauten Aggregates, bei dem die porösen Stirnseiten der Zellen nicht mit der Wasserdampf durchlassenden Membran-Schicht beschichtet sind und der gewonnene Wasserstoff aus den porösen Stirnseiten der Zellen austritt, Fig. 9 eine Detailansicht der End-Zelle der Fig.4 im Schnitt, mit darin befestigten Ausgängen aus rostfreiem Stahl oder Palladium für den Wasserstoff und den Sauerstoff.
  • In den Fig. 1-3 ist eine poröse, feuerfeste Zelle 2 gezeigt, die ein von der Rückseite zur Frontseite der Zelle durchgehenden Eingang 4 hat. Ein mäanderförmiger Kanal 6 ist z.B.
  • durch Ätzen, Pressen, Sintern oder dgl. wenigstens auf einer flachen Seite der Zelle 2 angebracht. Der Kanal 6 hat eine Vielzahl von Windungen 10 und endet in einem Ausgang 12, der aus der Zeichenebene der Fig.1 nach vorne austritt.
  • Die Vorderseite, die Rückseite und der Rand der Zelle 2 sind mit einer für Wasserstoff durchlässigen Schicht 14 beschichtet, die z.B. aus 10% Ag90,' Pd bestehen kann.
  • Nicht beschichtet sind in der Mitte zwei konzentrische Flächen 16 und 18, an denen das poröse, feuerfeste Material, z.B. Al203, offen liegt.
  • Die Zelle 2 der Fig. 1-3 ist nochmals in der teilweise auseinandergezogenen Ansicht der Fig.4 als die mittlere Zelle dargestellt. Die Zelle 20 und die Zelle 22, welche die erste und die letzte Zelle in einem Verband von vielen Zellen sind, unterscheiden sich von der die Mehrzahl der Zellen bildenden Zelle 2.
  • Im Ausführungsbeispiel der Fig.4 hat die erste Zelle 20 keine unbeschichtete Fläche 18 an der Außenseite und die letzte Zelle 22 braucht weder auf der Vorderseite noch auf der Rückseite mit einem Kanal versehen zu sein.
  • Die Zelle 20 hat einen Eingang 3 für den Wasserdampf und die Zelle 22 hat einen Ausgang 5 für den Sauerstoff.
  • Fig.5 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig.4.
  • Darin hat die erste Zelle 24 eine unbeschichtete Fläche 18 an ihrer Außenwand, an der dort das poröse feuerfeste Material offen liegt. Die letzte Zelle 22 hat keine Fläche in der Außenwand, wie dies die Zelle 22 in Fig.4 hat.
  • Fig,6 ist eine perspektivische Ansicht eines Separierungs-Aggregates 38 gemäß der Erfindung, das sich aus einer Vielzahl der in Fig.4 gezeigten Zellen zusammensetzt.
  • Mehrere Zellen 2 sind zwischen einer ersten Zelle 20 und einer letzten Zelle 22 zusammengefaßt.
  • Fig.7 zeigt das Aggregat 38 in einem elektrischen Ofen 28 eingebaut, dessen Wände 30 aus rostfreiem Stahl bestehen, und der mit einer Anzahl von Heizelementen 32 umgeben ist.
  • Eine Wasserdampfzuleitung 34, bestehend aus einem rostfreien Stahlrohr ist auf der linken Seite angeschlossen, und der Wasserdampf wird durch ein Rohr 36 aus 10' Ag-90,'Pd in das Aggregat 38 geleitet. Ein Rohr 40 aus 10% Ag90% Pd verbindet den Sauerstoffausgang der Zelle 22 mit der Sauergtoffableitung 42. Ein Rohr 44 aus 104C Ag-9O% Pd leitet den Wasserstoff von der Fläche 16 der Zelle 22 durch die Wand des Ofens zu der Wasserstoffableitung 46.
  • Im Ausführungsbeispiel der Fig.8 haben die Zellen Stirnflächen, die aus porösem Material bestehen und nicht beschichtet sind, so daß der in der endothermen Wassertrennunganlage produzierte Wasserstoff dort nach außen austreten kann, wo er durch ein eingeführtes Trägergas, z.B. Stickstoff, aufgenommen werden kann. Das Träger- 4 gas wird durch eine Zuleitung 48 aus rostfreiem Stahl eingeleitet. Der Wasserstoff wird von dem Trägergas durch die Ableitung 52 aus dem Ofen heraustranportierti Fig.9 zeigt, wie die Rohre 44 und 40 an dem Wasserstoff-bzw. Sauerstoffausgang der letzten Zelle 22 des Aggregates angebracht sein können. Die Zelle 22 hat Löcher 58 und 60 mit im Rohzustand daran angearbeiteten Vertiefungen 62 bzw. 64, in denen Flansche der Rohre 44 bzw. 40 gehalten werden. Es kann aber auch eine mit einen Flansch versehene Leitung 36 in der gleichen Weise befestigt sein, wie in der ersten Zelle 20.
  • Die Funktion der worbeschriebenen Anlage wird nun an Hand der Fig.4;5;7 und 8 erläutert. Durch die frostfreie Zuleitung 34 wird Wasserdampf in den in Fig.7 gezeigten Ofen 28 geleitet. Durch das Rohr 36 bzw. den Eingang 3 gelangt der Wasserdampf in das Aggregat 38. Innerhalb des Ofens können in einfacher Weise die Temperatur zwischen 9500C-12500C und der Druck zwischen 5 - Hg-Säule und einem höheren als dem atmosphärischen Druck gehalten werden.
  • Obwohl die Beschichtung aus einem Metall der Platin-Gruppe nur in einer Dicke Ton ca. 0,013-0,13 mm - vorzugsweise zwischen 0,025-0,075 - - aufgebracht ist1 kann innerhalb der Anlage mit einem beträchtlichen Druck gefahren werden, denn das poröse feuerfeste Schicht-Trägermaterial der 4 Zelle ist gegen Drucklast ziemlich widerstand fähig.
  • Bei Anwendung von hohen Druck ist es natürlich durchaus möglich, die 90X Pd-10% Ag-Rohre 36, 40 und 44 einzusparen, indem man den Eingang 2 und die Ausgänge 5 und 16 unter dem Druck der Ofenwände direkt mit den Zu- bzw. Ableitungen 34, 42 und 46 verbindet.
  • Wie in Fig.4 gezeigt, tritt der Wasserdampf durch den Eingang 3 ein, läuft durch den mit Platin oder Palladium beschichteten Kanal der Zelle 20 und der Wasserstoff diffundiert durch die eine Membrane bildende Schicht in die porösen Zwischenräume des feuerfesten Materials der Zelle 20. Gleichzeitig diffundiert Wasserstoff durch die Beschichtung auf der rechten Flachseite der Zelle 2, die den Kanal der Zelle 20 abdeckt. Der Wasserstoff strömt durch die porösen Zwischenräume der Zelle 20 zu der unbeschichteten zentrischen Fläche i6, wo er von Zelle zu Zelle durch die zentrischen Flächen weitergeleitet wird.
  • Der auf diese Weise mit Sauerstoff angereicherte Wasserdampf durchläuft nunmehr den Ausgang 12 und strömt durch den Kanal der Zelle 2, in der er weiter mit Sauerstoff angereichert wird.
  • Der Wasserstoff tritt durch die eine Membrane bildende Beschichtung in die porösen Zwischenräume der Zelle und strömt zum Sammerbereich in der Mitte der Zelle.
  • Derselbe Vorgang, der sich in der Zelle 2 abspielt1 wieder holt sich in allen Zellen des Aggregates bis die letzte Zelle 22 erreicht wird und der Sauerstoff aus dem Ausgang 5 und der Wasserstoff aus der einen Ausgang bildenden Fläche 16 austritt.
  • Fig. 5 zeigt, wie die Erfindung mit einem Wasserstoff-Gegenstromverfahren betrieben werden kann. Dies wird durch eine unbeschichtete Fläche 18 in der Mitte der einen Flachseite der ersten Zelle 24 erreicht.
  • Das Verfahren der Fig.8 kommt dadurch zustande, daß die porösen Stirnflächen der Zellen unbeschichtet gelassen werden, so daß der Wasserstoff direkt in den Innenraum des Ofens gelangt. Bei höheren Drücken besteht keine Notwendigkeit ein Trägergas anzuwenden, aber wenn die Trennung bei geringerem als dem atmosphärischen Druck durchgeführt wird, ist es erforderlich, ein inaktives Trägergas, wie z.B. Stickstoff oder Argon durch den Ofen zu leiten.
  • Die Zellen der vorliegenden Erfindung können aus feuerfestem nichtmetallischem Material oder aus feuerfestem Metall bestehen. Kirk-Othmer beschreibt a.a.O., Vol.17 (1968) geeignete Materialien. Nicht geeignet sind Siliziumverbindungen, welche die Schichten dar Platin-Gruppe vergiften. Auf Seite 227-267, besonders auf Seite 243 sind genannt: Aluminiumoxid, Berylliumoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Th#riumoxid, Titanoxid, Uranoxid und Spinell.
  • Die feuerfesten Metalle sind auf den Seiten 267-284 aufgeführt, besonders auf Seite 267, wo angegeben ist, daß Iridium, Rhodium, Chrom und Platin bei 14000C gegen Luft widerstandsfähig sind.
  • Die feuerfesten Nichtmetalle können mittels der von Kirk-Othmer a.a.O., Ergänzungsband (1971), Seite 150, angegebenen Techniken zu den Zellen der vorliegenden Erfindung geformt werden. Dort ist das Kaltpressen und das isotaktische Pressen von Aluminiumoxidkeramik erläutert.
  • Die feuerfesten Metalle können mittels der von Kirk-Othmer, a.a.0., Vol.16 (1968), Seite 401-435 angegebenen Techniken der Pulvermetallurgie zu den porösen Zellen geformt werden. Siehe dazu insbesondere Seite 415, auf der das Sintern erläutert ist, und Seite 425, wo die Herstellung von porös gesintertem Material beschrieben ist.
  • Die Porosität bei der Herstellung der porösen feuerfesten Zellen der vorliegenden Erfindung kann durch die Anwendung der für die Herstellung von Aluminiumoxid-Schleifgteinen von Kirk-Othmer, a.a.0., Vol.1 (1963), angegebenen Technik gesteuert werden. Auf Seite 32 findet sich ein Diagramm der benutzten Korngrößen, und auf den Seiten 34/35 ist die Beeinflussung der Zwischenräume erläutert. Auf den Seiten 35/36 sind die Herstellungsverfahren angegeben.
  • Zusätzlich zu den obigen Verfahren zur Herstellung der Zellen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, diejenigen Techniken anzuwenden, die in den US-Patenten 3 344 586, 3 428 476 und 3 499 265 offenbart sind.
  • Allerdings mit dem zusätzlichen Schritt, wenigstens auf einer Seite der Zelle einen Kanal einzuformen, solange sich das keramische feuerfeste Material noch in seinem formbaren Zustand befindet.
  • Beispiel 1 Unter Zugrundelegung der obigen Ausführungen kann eine poröse feuerfeste Zelle für die vorliegende Erfindung wie folgt hergestellt werden: Aus 2596 Georgia Kaolin mit 15% Tennessee Tonerde, 55% Nephetin Syenite und 5% Silizium wird durch mehrstündiges Schütteln dieser Bestandteile in einer Flasche eine trockene Mischung hergestellt und danach wird schwarze Kohle von 200er Körnung zugefügt und durch abermaliges achtstündiges Schütteln gründlich untergemischt. Die Porosität der fertigen Stücke hängt wesentlich von der Menge der verwandten Kohle ab. Für eine Porosität von 40-5096, wie sie. im Zusammenhang mit der Erfindung bevorzugt wird, beträgt das Verhältnis von Kohle zu den anderen Bestandteilen ca. 20-40%.
  • Wenn der trockene Mischvorgang beendet ist, wird die Mischung mit einer Flüssigkeit angefeuchtet, die als Binde- und Schmiermittel dient. Der Feuchtigkeitsgehalt beträgt vorzugsweise etwa 25-30%. Dies ergibt die nötige Feuchte, um die Masse zufriedenstellend in die gewünschte scheibenförmige Form pressen zu können.
  • Die Flüssigkeit besteht aus ungefähr 3-10,' Glyzerin als Bindemittel und dem Rest Wasser als Schmiermittel.
  • Die Flüssigkeit wird so untergemischt, daß die Trockenmischung gründlich durchgefeuchtet ist.
  • Die Mischung wird dann in einer runden Form mit einem Stempel ausgeformt, der einen Kanal einprägt, wie das in Fig.1 gezeigt ist. Konkret wurden Zellen von ca.
  • 10 cm Durchmesser und 3 m#m Dicke benutzt. Es können jedoch Zellen von jeder gewünschten Größe hergestellt werden. Diese Zellen werden dann über Nacht an der Luft getrocknet und in einem Ofen gebrannt, der über einen Zeitraum von 24 Stunden stetig auf ca. 11000C aufgeheizt wird.
  • Die porösen keramischen Zellen werden zunächst auf der Kanalseite durch Pinselauftrag mit einer Schicht von in Pfefferminzöl und Chloroform gelöstem Palladium Resinat beschichtet. Die Lösung enthält 4,5 Gewichtsprozent Pd.
  • Es werden zwölf Schichten aufgetragen und jede wird bei etwa 350 0C in der Luft eingebrannt, um das Harz thermisch in Metall zu verwandeln. Nach zwölf Beschichtungen ist die Palladiumschicht auf dem Substrat etwa 1,2 um dick. Dieser Film wird dann an der Luft auf 1000 0C aufgeheizt und diese Temperatur wird eine Stunde lang gehalten, um den Film zu verfestigen und ihn an das Substrat zu binden.
  • Die in Fig.1 mit 16 bezeichnete unbeschichtete Fläche wird erzielt, indem man ein Stück Pappe auf diese Stelle legt und erst wieder wegnimmt, nachdem alle Schichten aufgetragen sind.
  • Eine Silbernaphthenat-Lösung, die eine für einen Pingelauftrag geeignete Viskosität hat, wird folgendermaßen hergestellt: Silbernaphthenat (32,' Ag) 3,35 g Toluol 11,13 g 14,48 g Das Silbernaphthenat wird durch zweistündiges mechanische Rühren bei Zimmertemperatur zu einem steifen Gel gelöst. Dann werden 0,52 g t-Octylamin hinzugefügt, und durch weiteres Rühren während einiger Minuten wird die Lösung flüssig. Die gelbliche aufzutragende Lösung enthält dann 7,15 Gewichtsprozent Ag oder etwa 0,01 Mol Silbernaphthenat und 0,004 Mol Amin.
  • Die Silbernaphthenat-Lösung wird dann mit dem Pinsel in mehreren Schichten auf das Palladium aufgetragen, wobei jede Schicht bei etwa 200 0C an der Luft eingebrannt wird.
  • Nachdem ein Silbergewicht aufgetragen ist, das etwa 1/3 des Palladiumgewichtes beträgt, wird die beschichtete Keramik in Wasserstoff vier Stunden lang auf 6000C erhitzt, um auf der Keramik eine 75/25 Pd-Ag-Legierung zu bilden.
  • Die andere Seite der Zelle und die Stirnseiten werden dann in der gleichen Weise beschichtet, um eine Zelle zu erhalten, die vollständig beschichtet ist, ausgenommen die Flächen 16 und i8 auf der Vorder- und Rückseite, wie in Fig. 1-3 gezeigt.
  • Beispiel 2 Zunächst wird das Verfahren gemäß Beispiel 1 durchgeführt, um eine Zelle ohne Beschichtung herzustellen. Dann werden im vorliegenden Beispiel nur der Kanal 6 der Fig.1 und die Zellenrückseite beschichtet. Derartige Zellen sind zur Verwendung in dem in Fig.8 gezeigten Aggregat bestimmt.
  • Beispiel 3 Um die Zelle 20 der Fig.4 zu erhalten, wird das Verfahren des Beispieles i leicht modifiziert. Es wird auf der rechten Seite der Zelle 20 kein Pappstück aufgelegt, das die Beschichtung an dieser Stelle verhindern würde.
  • Beispiel 4 Um eine Gruppe von Zellen zu einem Aggregat zusammenzufügen werden eine Zelle gemäß Beispiel 3 und mehrere Zellen gemäß Beispiel 1 dadurch zusammen gefügt, daß Glasiermaterial in Pulverform, z.B. "Pemco frit P-1701", mit dem Pinsel auf kleine Bereiche einander benachbarter Flachseiten aufgetragen wird, wobei dafür Sorge zu tragen ist, daß der Kanal nicht mit dem Glasierpulver bestäubt wird. Das Glasiermaterial wird dann erhitzt, um die Zellen zu verbinden.

Claims (9)

  1. Anspräche 1.) Vorrichtung zur endothermen Wasserzerlegung zwecks Gewinnung von Wasserstoff und Sauerstoff, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a es ist ein Ofen (28) mit luftdicht abgeschlossenem Innenraum vorhanden, b es sind Mittel (32) vorhanden, um diesen Ofen aufzuheizen, c in dem Ofen-Innenraum befindet sich ein aus mehreren flachen Zellen (2;20;22;24;26) bestehendes Aggregat (38) zur Separierung von Wasserstoff und Sauerstoff aus thermisch dissoziiertem Wasserdampf, wobei in dem Aggregat jede Zelle mit ihrer Vorderseite der Rückseite der benachbarten Zelle gegenübersteht, und jede Zelle einen mäanderförmigen Kanal (6) sowie eine den Kanal abdeckende und als Membrane wirkende, Wasserstoff durchlassende Schicht (i4) besitzt, d mit dem Ofen ist eine Zuleitung (34) zur Einführung von Wasserdampf in das Aggregat verbunden, und e mit dem Ofen sind Ableitungen (42;46;52) für den Wasserstoff und den Sauerstoff verbunden. 4 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Zellen (2;20;22;24;26) aus porösem feuerfestem Material bestehen und mindestens eine erste und eine zweite Flachseite besitzen, von denen mindestens eine mit dem mäanderförmigen Kanal (6) versehen ist, der einen Eingang (3;4) und einen Ausgang (5;12) besitzt, die im Aggregat (38) mit den Eingängen bzw.
  2. Ausgängen der benachbarten Zellen wechselweise gleichgelagert sind, wobei die Eingänge (3;4) jeweils aus durch die Zelle hindurchgehenden Löchern bestehen, und bei denen der Kanal und wenigstens teilweise das übrige feuerfeste Material mit der als Diffusions-Membrane wirkenden, Wasserstoff durchlassenden Schicht (14) beschichtet sind.
  3. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, s dadurch gekennzeichnet, daß das poröse feuerfeste Material aus einer Gruppe von Stoffen ausgewählt ist, zu der Aluminiumoxid, Beryllimuoxid, Calciumoxid, Nagnesiumoxid, Thoriumoxid, Titanoxid, Uranoxid, Spinel, Iridium, Rhodium, Chrom und Platin gehören.
  4. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der den Wasserstoff durchlassenden Schicht aus einer Gruppe ausgewählt ist, zu der Platin, Palladium und Palladium/Silber-Legierungen gehören.
  5. 5.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Flachseiten der Zellen mittlere konzept trische Flächen (16;18) unbeschichtet sind, während die übrige Oberfläche der Flachseiten und die Stirnseiten der Zellen mit der Wasserstoff durchlassenden Schicht (14) beschichtet sind.
  6. 6.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere konzentrische Fläche (16) der zweiten Flachseite, in der der mäanderförmige Kanal (6) angebracht ist, unbeschichtet ist, während die übrige Oberfläche der Flachseiten und die Stirnseiten der Zellen mit der Wasserstoff durchlassenden Schicht (14) beschichtet sind.
  7. 7.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete mäanderförmige Kanal (6) in der zweiten Flachseite angebracht ist, und daß die erste Flachseite mit der-Wasgerstoff durchlassenden Schicht (14) beschichtet ist.
  8. 8.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren konzentrischen Flächen (16;18) mit der Ableitung (46) für den Wasserstoff verbunden sind.
  9. 9.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als Diffusionsmembrane wirkende Wasserstoff durchlassende Schicht (14) ungefähr 0,013 - 0,13 mm dick ist.
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