DE69630263T2 - Modularer keramischer Sauerstofferzeuger - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Trennen von Sauerstoff von einem komplexeren Gas, das Sauerstoff enthält, um den abgetrennten Sauerstoff dem Gebrauch zuzuführen. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung elektrochemische Festkörpervorrichtungen zum Trennen von Sauerstoff von einem komplexeren Gas.
  • Es wurde demonstriert, dass Sauerstoff von komplexeren Gasen, wie Luft, durch einen elektrochemischen Prozess des Ionisierens der Sauerstoffmoleküle, des Transportierens der Sauerstoffionen durch einen Festkörperelektrolyten und des Wiederherstellens der Sauerstoffmoleküle auf der entgegengesetzten Elektrolytfläche abgetrennt werden kann. An eine geeignete, katalysierende Elektrodenbeschichtung, die auf die Oberfläche des Elektrolyten aufgetragen ist und die für Sauerstoffmoleküle durchlässig ist und so wirkt, dass sie Sauerstoffmoleküle an ihrer Grenzfläche zum Elektrolyten in Sauerstoffionen dissoziiert, wird ein elektrisches Potenzial angelegt. Die Sauerstoffionen werden durch den Elektrolyten zur entgegengesetzten Oberfläche transportiert, die ebenfalls mit einer Katalysatorelektrode beschichtet ist und elektrisch mit dem entgegengesetzten elektrischen Potenzial geladen ist, wodurch sie die überschüssigen Elektronen von den Sauerstoffionen entfernt, und die Sauerstoffmoleküle werden wieder hergestellt.
  • Das den Ionenleiter bildende Material ist, wie bekannt, eine Keramik, und zu diesem Zweck hat sich eine große Anzahl von Keramiken als nützlich herausgestellt. Z. B. hat es sich herausgestellt, dass, wie es im US-Patent mit der Nummer 5,385,874 erörtert ist, dotierte Metalloxidkeramiken hohe Leitfähigkeit für Sauerstoffionen aufweisen. Das Metalloxid bildet von ungefähr 75% bis ungefähr 90% der Gesamtzusammensetzung, und zu typischen Oxiden, wie sie zum Bilden der Grundlage der Zusammensetzungen verwendet werden, gehören Zirconiumoxid, Ceroxid, Bismutoxid, Thoriumoxid, Hafniumoxid und ähnliche in der Keramiktechnik bekannte Materialien. Dies sind nur Beispiele, und die spezielle Auswahl des Materials ist nicht Teil der hier beschriebenen Erfindung.
  • Wie erörtert, ist die Erzeugung von Sauerstoff aus mit Elektroden versehenen Keramikelektrolyten oder Ionenleitern gut bekannt. Diese Prinzipien wurden bei einer großen Vielfalt von Strukturformen verwendet, d. h., dass die Form des Keramikelektrolyten und die Anordnung der Elektroden auf oder innerhalb des Elektrolyten verschiedene Formen angenommen haben. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass jede dieser Formen hinsichtlich des Umfangs der Oberfläche, der zur Sauerstofferzeugung pro Volumeneinheit und Gewichtseinheit Nachteile aufweist, dass die elektrischen Verbindungen schwierig zu handhaben sind, dass die Sammelvorrichtungen zur Ausgabe des Sauerstoffs schwierig herzustellen und mit dem Elektrolyten zu integrieren sind und dass die Gasquellen, aus denen Sauerstoff abzutrennen ist, häufig eingeschränkt sind.
  • Z. B. ist bei einigen Vorrichtungen dieses Typs der Keramikelektrolyt als große ebene Platte aufgebaut, was deutliche Nachteile zeigt. Er ist in seiner Fähigkeit eingeschränkt, hohen- Abgabedrücken standzuhalten. Demgemäß muss die Platte entweder dicker sein, über Versteifungsrippen verfügen oder kurze Spannen zwischen den abgedichteten Rändern aufweisen, was alles deutlich zu den Kosten und der Kompliziertheit der Herstellung beiträgt.
  • Das US-Patent mit der Nummer 5,302,258 beschreibt eine Vorrichtung, bei der eine Anzahl von Rohren mit jeweils Elektroden an ihren Innen- und Außenflächen verwendet sind. Die Rohrkonstruktion ist eine Verbesserung hinsichtlich ihrer Fähigkeit, hohen Drücken standzuhalten. Jedoch kommt es zu beträchtlichen Arbeitskosten, um jedes Rohr gegenüber einem Verteiler abzudichten und die erforderlichen elektrischen Verbindungen an jedem der Rohre herzustellen.
  • Das US-Patent mit der Nummer 5,205,990 beschreibt eine Wabenkonfiguration, die für eine weniger teure Art sorgt, die erforderliche Oberfläche für den Prozess herzustellen, und sie ist konstruktionsmäßig geeignet, den gewünschten höheren Lieferdrücken standzuhalten. Der Keramikelektrolyt verfügt bei dieser Konfiguration über eine Reihe von Kanälen, von denen ein Teil mit Elektroden mit einer ersten Polarität versehen ist und die anderen mit Elektroden mit einer zweiten Polarität versehen sind, wobei ausgeführt wird, dass diese Kanäle das Wabenaussehen bilden. Diese Anordnung zeigt hinsichtlich der zum Abdichten der Enden der zahlreichen, den Sauerstoff sammelnden Kanäle erforderlichen Arbeit und der zum Verbinden derselben Kanäle erforderlichen Verdrahtung deutliche Nachteile. Die abwechselnden Reihen von Sauerstoff- und Luftkanälen liefern nur die halbe effektive Oberfläche, wie sie aufgrund der Menge an verwendetem Keramikelektrolyt verfügbar sein könnte, und die elektrischen Verbindungen durch diese ganze Wabenstruktur hindurch sind kompliziert und teuer herzustellen.
  • Das US-Patent Nr. 5,306,574 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Generatorvorrichtung mit elektrochemischer Zelle mit einer Generatorkammer mit einer Anordnung von Zellen mit Innen- und Außenelektroden mit einem Festelektrolyten zwischen den Elektroden. Die Elektroden und die Elektrolyte werden durch einen porösen, konzentrischen Halter gehalten. Jeder poröse, konzentrische Halter ist in eine poröse Barriere eingesetzt, die nicht als Elektrolyt wirkt.
  • EP-A-0 180 538 offenbart eine Festelektrolyt-Brennstoffzelle mit vielen Einheitszellen. Für jede Zelle ist eine Einlassleitung vorhanden, um Sauerstoff oder Luft einzuleiten.
  • Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen keramischen Sauerstoffgenerator mit einer Elektrolytkonfiguration zu schaffen, die für eine erhöhte aktive Oberfläche pro Volumeneinheit und Gewichtseinheit des Keramikmaterials sorgt.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen keramischen Sauerstoffgenerator zu schaffen, bei dem elektrische Verbindungen zu den einzelnen Anoden- und Kathodenflächen vereinfacht sind und billiger herstellbar sind.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen keramischen Sauerstoffgenerator zu schaffen, bei dem die Verteilerstruktur zum Empfangen des abgetrennten Sauerstoffs einen integralen Teil der hergestellten Generatorstruktur bildet und weniger teuer herstellbar ist.
  • Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen keramischen Sauerstoffgenerator zu schaffen, der von modularer Konfiguration ist und dadurch eine einfache "Aufbaublock"-Vorgehensweise liefert, um differierenden Erfordernissen hinsichtlich zu erzeugender Sauerstoffmengen zu genügen.
  • Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen keramischen Sauerstoffgenerator zu schaffen, der die obigen Ziele erreicht und der dazu in der Lage ist, mit Sauerstoff enthaltenden Eintrittsgasen mit einem gro ßen Umfang von Drücken zu arbeiten.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorstehenden und andere Aufgaben werden durch ein modulares, keramisches Sauerstoff-Erzeugungssystem geschaffen, das gemäß der Erfindung aufgebaut ist und bei dem ein ionenleitender Keramikelektrolyt so geformt ist, dass er über eine Vielzahl von Rohren verfügt, die sich von einem Halteelement aus erstrecken, um ein Modul zu bilden. Die Rohre sind an ihren Enden, die am weitesten außen gegenüber der vorstehend genannten Fläche liegen, geschlossen, während die offenen Enden derselben Öffnungen im Halteelement für die Rohre bilden. Alle Oberflächen des Elektrolyten, einschließlicht der Innen- und der Außenflächen der Rohre sowie der Ober- und der Unterseite des Halteelements sind mit einem porösen, ionisierenden Elektrodenmaterial auf kontinuierliche Weise beschichtet. Auf dieselben Flächen kann, falls erwünscht, eine zweite Beschichtung aus einem anderen Material aufgetragen sein, um als Stromträger niedrigen Widerstands und als Verteiler zu wirken. Die rohrartigen Elemente sind in Zeilen und Spalten des Rohrhalteelements ausgebildet. Die o. g. Materialbeschichtungen sind zu elektrischen Schaltkreisen ausgebildet, die so geschaffen sind, dass die Säulen der Rohre parallel verbunden sind, während die Zeilen derselben in Reihe verbunden sind. Das Rohrhalteelement verfügt über eine Unterseite, die so ausgebildet ist, dass sie mit einer entsprechenden Fläche eines anderen Elements verbunden wird, um eine Sauerstoffgenerator-Modulbaugruppe zu bilden. Die Ausgangsstutzen einer Anzahl von Modulbaugruppen können miteinander verbunden sein, um ein System größeren Liefervermögens zu bilden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindungen werden unter Bezugnahme auf die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die nachfolgend gemeinsam mit den Zeichnungen, die nun wie folgt beschrieben werden, erfolgt, leichter zu verstehen sein.
  • 1 ist eine perspektivische Draufsicht eines der geformten, modularen Elemente, die dazu verwendet werden, die Modulbaugruppe zweier geformter Elemente zu bilden, die die erfindungsgemäße keramische Sauerstoffgenerator-Modulbaugruppe bilden.
  • 2 ist eine perspektivische Draufsicht der zwei in der 1 dargestellten Formelemente, die zur o. g. Modulbaugruppe geformt sind.
  • 3 ist eine Unteransicht der Ausführungsform der 1.
  • 4 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 4-4 bei der Ausführungsform der 1.
  • 5 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung.
  • 6 ist eine Unteransicht der Ausführungsform der 5.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • In jeder der Figuren der Zeichnungen sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.
  • Die erfindungsgemäße keramische, Sauerstoff erzeugende Baugruppe besteht im Wesentlichen aus Paaren geformter "Aufbaublock"- oder modularer Elemente, wie desjenigen, das in der 1 dargestellt ist. Das Modulelement 10 kann z. B. aus einem ionenleitenden Keramikelektrolyten spritzgegossen werden, und bei der dargestellten Konfiguration sorgt es für eine große Oberfläche pro Volumeneinheit, und es verfügt über eine integrierte Verteilerstruktur (die noch beschrieben wird), um Sauerstoff zu sammeln. Wie es in der 2 dargestellt ist, erlaubt es die Symmetrie des modularen Designs des Elements 10, ein zweites Element 10' umzukehren und gegen das erste Element abzudichten, um die Baugruppe zu bilden.
  • Es wird erneut auf die 1 Bezug genommen, gemäß der, wie ausgeführt, das Element 10 z. B. durch einen Spritzgießprozess aus einem ionenleitenden Keramikelektrolyten hergestellt wird. Durch diesen Gießprozess wird das Element 10 zu einer Reihe von Rohren 12 ausgebildet, die sich ausgehend von einem im Wesentlichen ebenen Rohrhalteelement 14 erstrecken. Bei dieser Ausführungsform sind die Rohre mit 28 Säulen von jeweils acht Rohren angeordnet, oder anders gesagt, mit acht Zeilen von jeweils 28 Rohren. Das Außenende jedes Rohrs 12 ist bei 15 geschlossen. Die Oberseite 16 und die Außenseiten 13 der Rohre 12 werden dann, gemeinsam mit den geschlossenen Enden 15 derselben, mit einem katalysierenden und elektrisch leitenden Material beschichtet (sh. die 4). In ähnlicher Weise werden die Unterseite 18 (3) und das Innere 17 jedes der Rohre 12 mit einem ähnlich elektrisch leitenden Material beschichtet. Diese Beschichtungen bilden die zwei Elektrodenflächen, die durch den keramikelektrolyten getrennt sind. Wie es am besten in der 3 dargestellt ist, ist eine Reihe von Durchführungen 20 vorhanden, bei denen es sich einfach um Löcher handelt, die sich durch den Keramikelektrolyten hindurch erstrecken, und diese Löcher werden während des Elektrodenherstellprozesses durchplattiert (und aufgefüllt oder zugestopft). Nach dem Elektrodenherstellprozess kann das Elektrodenmaterial auf Teilen der Ober- und der Unterseite 16 und 18 weggebrannt werden, um die gewünschten elektrischen Verbindungen (die noch beschrieben werden) durch bestimmte Durchführungen auszubilden.
  • Wie ausgeführt, sind die die Baugruppe der 2 bildenden Elemente 10 und 10' identisch und symmetrisch, so dass sie auf die in der 2 dargestellte Weise zusammengesetzt werden können, um eine vollständige Baugruppe zu bilden. Ein Flanschelement 22 erstreckt sich von der Unterseite 18 des Rohrhalteelements 14 um dessen Umfang herum nach außen, so dass dann, wenn die Elemente 10 und 10' so zusammengesetzt sind, wie es in der 2 dargestellt ist, die Flanschelemente 22 und 22' verbunden sind, um in ihrem Inneren einen Verteiler 24 zwischen den Unterseiten 18 der zwei Elemente 10 und 10' zu bilden. Wie es am besten in der 3 dargestellt ist, ist im Rohrhalteelement 14 eine Auslassöffnung 26 vorhanden, um mit dem Inneren des Verteilers 24 zu kommunizieren. Auslassöffnungen könnten sich auch entlang den Unterrändern der Elemente 10 und 10' erstrecken, um eine Nebeneinanderverbindung statt eine Kopfverbindung mehrerer Baugruppen zu ermöglichen.
  • Die 4 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 4-4 in der 1. Demgemäß ist die 4 eine Schnittansicht von vier Rohren einer Zeile von 28 bei der beschriebenen Ausführungsform. Wie es erkennbar ist, bestehen die Rohre 12 und das Rohrhalteelement 14 aus dem keramischen Elektrolytmaterial. Die Außenseiten 21 der Rohre 12 und die Oberseite 16 des Rohrhalteelements 14 sind kontinuierlich mit einem ionisierenden und elektrisch leitenden Material beschichtet, um dabei eine Elektrode zu bilden, die diese Flächen 1ontinuierlich bedeckt. In ähnlicher Weise sind die Innenseiten 23 der Rohre 12 mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet, und diese Beschichtung 34 ist so fortgesetzt, dass sie die Unterseite 18 des Rohrhalteelements 14 bedeckt. Wie angegeben, werden bei diesem Elektrodenherstellprozess die sich durch das Rohrhalteelement 14 erstreckenden Durchführungen 20 (hier: 20a bis 20d) mit dem elektrisch leitenden Material gefüllt. Die gesamte Oberfläche wird so durch einen Tauchprozess beschichtet.
  • Um diese Beschichtungen zu elektrischen Schaltkreisen auszubilden, die Sauerstoff erzeugende Vorrichtungen des oben beschriebenen Typs bilden können, ist es erforderlich, bestimmtes Elektrodenmaterial selektiv wegzubrennen, um die gewünschten elektrischen Verbindungen zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird eine Reihe von Einschnitten im Elektrodenmaterial 34 an der Unterseite 18 des Rohrhalteelements 14 hergestellt, wie es bei 30a–c dargestellt ist. Diese Einschnitte können durch einen geeigneten Laser hergestellt werden. Diese Einschnitte erstrecken sich in der Längsrichtung der Spalten der vollen Abmessung des Rohrhalteelements 14 zwischen jeder der Spalten von Rohren 12. In ähnlicher Weise werden Einschnitte 32a–d in der an der Oberseite 16 des Rohrhalteelements 14 hergestellten Elektrodenfläche 21 hergestellt. Erneut erstrecken sich diese Einschnitte 32 in der Längsrichtung über die volle Abmessung des Rohrhalteelements 14 entlang jeder Spalte der Rohre 12. Es sei darauf hingewiesen, dass z. B. der Schnitt 32a auf der Seite der Durchführung 20a hergestellt wird, die näher am Rohr 12a liegt, während der Schnitt 30a auf derjenigen Seite der Durchführung 20a hergestellt wird, die näher am Rohr 12b liegt. Demgemäß wird zwischen der Elektrodenfläche 21 des Rohrs 12b und jenem Abschnitt der Elektrodenfläche 34 auf dem Rohr 12a eine Reihenverbindung hergestellt. Dieselben Beziehungen treten dann zwischen der ersten und der zweiten Elektrodenfläche der in der Zeile nächstfolgenden Rohre auf, und dieselbe Beziehung folgt in jeder der Zeilen. Dadurch, dass das Elektrodenmaterial in den Durchführungen 20 verbleiben kann, ergibt sich die bestmögliche Verbindung mit niedrigem Widerstand zwischen den Rohren.
  • Die Schnitte 30 und 32 werden in der Längsrichtung der Spalten von Rohren erstellt, wie die Schnitte 30a und 32a zwischen den durch die Rohre 12a, 12b erzeugten Spalten, und die ähnlichen Schnitte zwischen den anderen Spalten von Rohren bilden, tatsächlich, die Rohre in einer Spalte zu einem parallelen elektrischen Schaltkreis aus.
  • Das Ergebnis dieser Anordnung ist, wobei die Ausführungsform der 1 als Beispiel genommen wird, dasjenige, das in der Kombination von 28 Spalten mit jeweils acht Rohren (acht Zeilen) die Elektroden (erste und zweite Elektroden) jedes Rohrs in jeder Spalte von acht Rohren elektrisch parallel geschaltet sind. Alle 28 Spalten liegen elektrisch in Reihe. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Anordnung nur beispielhaft ist und dass die Größen der Rohre und die Anordnung der Zeilen und Spalten der Rohre variiert werden können, was es erlaubt, dass das Design eine optimale Anordnung der elektrischen Reihen- und/oder Parallelverbindungen für jedes Rohr ist, um die beste Spannungs- und Stromverteilung zü erzielen. Wenn beim veranschaulichten Beispiel angenommen wird, dass das Modul der 1 Spannung von einer Versorgung mit 24 Volt empfängt, ist die an jedes Rohr angelegte Spannung kleiner als 1 Volt, da jede Spalte von Rohren tatsächlich als einer von 24 Reihenwiderständen wirkt. Die Spannung, die dazu erforderlich ist, für Ionisation und Sauerstofftransport über eine derartige Vorrichtung hinweg zu sorgen, wird durch mehrere Parameter beeinflusst, zu denen die folgenden gehören: Betriebstemperatur, Differenz-Sauerstoffparzialdruck über den Generator hinweg, Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten, elektrischer Widerstand desselben, Elektrodengrenzfläche, Ausbreitungswiderstand der Elektrode und Widerstand der elektrischen Verbindungen zum Generator. Im Allgemeinen beträgt diese Spannung jedoch weniger als 1 Volt, und sie kann bei optimierten Designs ein kleiner Bruchteil eines Volt sein. Die Anzahl der Rohre (oder Spalten von Rohren) hängt von der Versorgungsspannung und der gewünschten Spannung, wie sie an jedes Rohr angelegt werden soll, ab. Es ist zu beachten, dass jede Spalte von acht Rohren (und zugeordneten Durchführungen) bei diesem Beispiel weiter so unterteilt sein könnte, dass jeweils acht gesonderte Reihen von 28 Rohren ausgebildet sind. Jedoch könnte eine Ungleichmäßigkeit der Elektrodeneigenschaften zu lokalisierter Überhitzung und anschließendem Ausbrennen eines Rohrs führen, was zu einem Verlust der Reihe von 28 Rohren führen würde. Das Anordnen der Rohre in Spalten, wie dargestellt, mit mehreren Durchführungen sorgt für Redundanz und Normalisierung des Stromflusses.
  • Im Betrieb strömt die Luft oder ein anderes Gas, aus dem Sauerstoff zu entziehen ist, entlang der Rohre 12, und aufgrund des oben erörterten Prinzips der Ionenleitfähigkeit wird im Inneren der Rohre 12 ein Gas mit höherem Sauerstoffdruck erzeugt und im Verteiler 24 gesammelt. Diese Versorgung an Sauerstoff wird über die Öffnung 26 an die Komponente, die Sauerstoff benötigt, geliefert.
  • Es ist zu beachten, dass bei der beschriebenen Ausführungsform zwar kreisförmige oder zylindrische Rohre mit Außen-und Innenseiten dargestellt sind, dass jedoch andere Konfigurationen für die "Rohre" verwendet werden könnten und dass der Begriff "Rohr" hier nur zu Zwecken einer geschickten Bezugnahme verwendet ist.
  • Eine alternative Anordnung einer derartigen Spalte hohler Rohre ist eine Hohlkonfiguration in Form eines "freitragenden Regals", die für ungefähr dieselbe effektive Oberfläche sorgen wurde. Dise Hohlabschnitte, bei denen ein vergossenes Ende geschlossen ist, würden verteilermäßig zusammengesetzt werden, wenn die Rohre dazu dienen, eine gemeinsame Ausgangsöffnung zu bilden. Zwischen die einander gegenüberstehenden ebenen Wände könnten interne Versteifungsrippen eingefügt werden, um die Fähigkeit zu erhöhen, dem benötigten Innendruck standzuhalten.
  • Die 5 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Die 6 ist eine Unteransicht der Ausführungsform der 5. Die 5 und 6 zeigen, wie alle Spalten elektrisch in Reihe zu schalten sind. Zu diesem Zweck sind für jede Spalte zusätzliche Durchführungen 40 vorhanden. Wie bereits in Zusammenhang mit den Durchführungen 20 genannt, erstrecken sich die Durchführungen 40 durch das Rohrhalteelement 14, und sie sind mit dem elektrisch leitenden Material aufgefüllt. Ferner sind Endanschlüsse 41 vorhanden, um eine Spannung zu liefern. Die Durchführungen 20 der 4 sind in den 5 und 6 nicht erkennbar. Die Laserschnitte 30 und 32 zum Trennen der Elektroden sind durch massive Linien gekennzeichnet. Wie erkennbar, verbindet z. B. die Durchführung 40a die Innenseite des ganz rechten Rohrs 12 in der 6 mit der Oberseite der zweiten Spalte von Rohren 12 in der 5 von links her.

Claims (5)

  1. Ionenleitendes Keramik-Elektrolytelement (10) für einen Sauerstoffgenerator, mit: – einer Anzahl von Rohren (12) mit jeweils einer Innenfläche (17) und einer Außenfläche (13) und jeweils einem geschlossenen Ende (15) und einem offenen Ende; – einem Rohrhalteelement (14) mit einer ersten (16) und einer zweiten (18) Fläche, durch die sich Öffnungen zum Aufnehmen der offenen Enden der mehreren Rohre (12) erstrecken, wobei die offenen Enden dieser Rohre (12) an der zweiten Fläche (18) erscheinen; gekennzeichnet durch – eine Einrichtung zum Erzeugen eines Verteilers (24) zum Sammeln von Gasen von den offenen Enden der Rohre (12); – wobei die mehreren Rohre (12) und das Rohrhalteelement (14) durch ein Formungsprozess als einstückige Struktur hergestellt sind.
  2. Keramik-Elektrolytelement (10) nach Anspruch 1, bei dem – ein erster elektrisch leitender Überzug die Außenflächen (13) der mehreren Rohre (12) und die erste Fläche (16) des Rohrhalteelements (14) bedeckt und eine erste Elektrodenfläche (21) bildet, die mit einer Quelle elektrischen Potenzials einer ersten Polarität verbindbar ist; – ein zweiter elektrisch leitender Überzug die Innenflächen (17) der mehreren Rohre (12) und die zweite Fläche (18) des Rohrhalteelements (14) bedeckt und eine zweite Elektrodenfläche (34) bildet, die mit einer Quelle elektrischen Potenzials einer zweiten Polarität verbindbar ist.
  3. Keramik-Elektrolytelement (10) nach Anspruch 2, bei dem – die Rohre (12) in zwei Reihen und Spalten am Rohrhalteelement (14) ausgebildet sind; – in der ersten und der zweiten Elektrodenfläche (21, 34) zwischen Spalten der Rohre (12) Ausschnitte (30, 32) gebildet sind, die sich in der Längsrichtung der Rohre (12) zwischen Spalten derselben so erstrecken, dass die Abschnitte der jeweiligen ersten und zweiten Elektrodenfläche (21, 34) an entgegengesetzten Seiten jedes Ausschnitts (30, 32) elektrisch getrennt sind; – sich Durchführungen (20) durch die erste (16) und die zweite (18) Fläche angrenzend an die Rohre (12) erstrecken; und – sich elektrische Verbindungen durch die Durchführungen (20) erstrecken und einen ersten Elektrodenflächenabschnitt (21) jedes Rohrs (12) in einer Reihe mit einem zweiten Elektrodenflächenabschnit (34) eines Rohrs (12) in einer benachbarten Spalte in derselben Reihe verbinden, um über jede Reihe von Rohren (12) eine Reihenverbindung zu erzeugen.
  4. Keramik-Elektrolytelement nach Anspruch 3, bei dem die sich durch die Durchführungen (20) erstreckenden elektrischen Verbindungen aus dem Material bestehen, das die ersten und zweiten Elektrodenflächen (21, 34) bildet, die die Flächen des Keramikelektrolyten bedecken.
  5. Sauerstoffgenerator mit: – einem ersten Keramik-Elektrolytelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4; – einem zweiten Keramik-Elektrolytelement (10') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das benachbart zum ersten Keramikelement (10) vorhanden ist; und – einer Abdichtung zwischen dem ersten Keramik-Elektrolytelement (10) und dem zweiten Keramik-Elektrolytelement (10').
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