ES2785775B2 - Dispositivo para electrolisis de agua electrolitica sumergido - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO PARA ELECTROLISIS DE AGUA ELECTROLÍTICA SUMERGIDO
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo para electrólisis de agua electrolítica sumergido que mejora el rendimiento de los dispositivos para electrólisis de agua conocidos en el estado de la técnica con un aislamiento de las celdas donde se produce la electrólisis y un mecanismo de refrigeración del agua electrolítica localizada en el depósito.
Antecedentes de la invención
La electrolización es la obtención electroquímica del hidrógeno presente en el agua. En dicha obtención juegan un papel preponderante tanto los aspectos termodinámicos como los cinéticos de la reacción. Especialmente estos últimos, ya que dependen fuertemente de la composición de los materiales de los electrodos, y éstos a su vez influyen en la economía del electrolizador.
Otro aspecto importante lo juega, el separador, es decir el elemento físico que mantiene aislado el compartimiento anódico del catódico, evitando la difusión de gases. Existen separadores físicos denominados diafragmas y físico químicos o membranas, cada uno con sus ventajas y desventajas.
Los sistemas de producción de hidrógeno conocidos en el estado de la técnica se dividen principalmente en dos grupos, sistemas de producción de hidrógeno de pila húmeda y sistemas de producción de hidrógeno de pila seca.
Los sistemas de pila seca, reciben y alojan entre las placas de generación de hidrógeno el agua electrolítica donde se produce la electrólisis, mientras que los sistemas de pila húmeda se encuentran incorporados en un depósito que aloja el agua electrolítica, y por tanto están sumergidos en dicha agua electrolítica.
Ambos sistemas presentan distintas particularidades dependiendo de la aplicación y requerimientos.
El dispositivo objeto de la invención difiere de los dos tipos de sistemas de producción
de hidrógeno conocidos en el estado de la técnica y presenta mejoras constructivas sustanciales permitiendo una disposición constructiva con las ventajas eléctricas de la pila seca en un sistema húmedo o sumergido.
Descripción de la invención
El dispositivo para electrólisis de agua electrolítica sumergido objeto de la invención comprende un depósito configurado para contener agua electrolítica, una conducción de refrigeración que atraviesa el depósito con un elemento impulsor de aire en un extremo, un conjunto de celdas configuradas para realizar la función electrolítica y unos bornes de conexión estancos configurados para alimentar de electricidad a las celdas.
En el dispositivo objeto de la invención cada conducción de refrigeración aloja un elemento disipador de calor que comprende una pluralidad de paredes configuradas para absorber calor de la conducción de refrigeración y el conjunto de celdas está alojado en una carcasa, tal que la carcasa comprende unas primeras aperturas para entrada de agua electrolítica a las celdas y unas segundas aperturas para salida de gas.
En el dispositivo para electrólisis del agua electrolítica sumergido objeto de la invención el elemento disipador de calor alojado en cada conducción de refrigeración es un elemento de forma cilíndrica en el que las paredes son radiales y que cuenta con un orificio central para paso de aire.
En el dispositivo para electrólisis del agua electrolítica sumergido las celdas están formadas por placas planas paralelas. Las placas planas paralelas pueden ser de forma rectangular o de forma circular para situarse en sentido longitudinal o en sentido transversal en un depósito de forma cilíndrica.
En el dispositivo para electrólisis del agua electrolítica sumergido los bornes de conexión estancos son un único ánodo y un único cátodo situados al principio y final del conjunto de celdas.
Breve descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva de un juego de dibujos en base a los que se comprenderán más fácilmente las innovaciones y ventajas del dispositivo objeto de la
invención.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva del dispositivo para electrólisis de agua electrolítica objeto de la invención mostrando partes internas del dispositivo.
La figura 2 muestra una vista en sección del dispositivo para electrólisis de agua electrolítica objeto de la invención mostrando el funcionamiento termodinámico interior.
La figura 3 muestra una vista en explosión de la carcasa de las celdas del dispositivo para electrólisis de agua electrolítica objeto de la invención.
Las distintas referencias numéricas que se encuentran reflejadas en la figura corresponden a los siguientes elementos:
1. depósito,
2. conducción de refrigeración,
3. elemento impulsor de aire,
4. elemento disipador de calor,
5. pared,
6. orificio central,
7. celda,
8. placa plana paralela,
9. borne de conexión estanco,
10. carcasa,
11. primera apertura, y
12. segunda apertura.
Descripción detallada de la invención
Es objeto de la invención un dispositivo para electrolisis de agua electrolítica sumergido que comprende un depósito (1) donde se aloja agua y un electrolito que forma lo que se denomina agua electrolítica, de modo que el agua electrolítica permite la realización de la electrólisis de un modo eficiente.
El depósito (1) del dispositivo objeto de la invención aloja, en la realización preferente del dispositivo, dos conducciones de refrigeración (2) que atraviesan el depósito (1) y que cuentan en un extremo con un elemento impulsor de aire (3) que introduce aire a temperatura ambiente en el interior de la conducción de refrigeración (2) para que salga
por el extremo opuesto de la conducción de refrigeración (2), extrayendo con la circulación del aire, parte del calor generado en el depósito (1) por la realización de la electrólisis.
El depósito (1) del dispositivo objeto de la invención puede ser de distintos materiales, pueden ser aleaciones metálicas y aleaciones plásticas. De igual manera, el tamaño y disposición de número de las conducciones de refrigeración (2) puede variar, al igual que la forma de las conducciones de refrigeración (2), es decir pueden ser redondas o cuadradas, según interese para la forma conjunta del dispositivo objeto de la invención.
El dispositivo objeto de la invención, comprende, en el interior de la conducción de refrigeración (2), un elemento disipador de calor (4) que a su vez comprende una pluralidad de paredes (5) de modo que dichas paredes (5) ofrecen una superficie de absorción de calor, que se acumula en la conducción de refrigeración (2) que las rodea por la realización de la electrólisis en el agua electrolítica, y por tanto, ofrecen una evacuación de calor de dicha conducción de refrigeración (2), mejorando así la eficiencia de la electrólisis del agua electrolítica realizada por el dispositivo objeto de la invención.
En la realización preferente de la invención, el elemento disipador de calor (4) es un elemento de forma cilíndrica en el que las paredes (5) son radiales y que cuenta con un orificio central (6) para paso de aire.
El depósito (1) del dispositivo objeto de la invención también aloja una pluralidad de celdas (7) donde se produce la electrólisis del agua electrolítica. En una realización de la invención, las celdas (7) están formadas por placas planas paralelas (8) de modo que entre cada dos placas planas paralelas (8) se produce la electrólisis. Las placas planas paralelas (8) de las celdas (7) reciben la electricidad para realizar la electrólisis a través de unos bornes de conexión estancos (9).
En una realización más preferida de la invención, las placas planas paralelas (8) tienen forma rectangular.
En el dispositivo objeto de la invención las celdas (7) están encapsuladas por una carcasa (10) aislante dejando solo unas primeras aperturas (11) para la entrada de agua y unas segundas aperturas (12) para salida de gases por su parte superior, evitando que las dos caras exteriores del conjunto de celdas (7) queden abiertas y expuestas al
agua electrolítica del depósito (1).
Esta carcasa (10) previene que las corrientes con cargas de electrones y protones salten de un extremo a otro reduciendo la eficacia de la electrólisis. Al cerrar los extremos y aislarlos eléctricamente se obliga a los electrones y protones a pasar por las celdas (7) excitando todo el conjunto, alcanzando una producción óptima.
El hecho de disponer una carcasa (10) que encierra las celdas (7) mejora significativamente el rendimiento y la eficiencia del dispositivo para electrolisis del agua sumergido sin presentar los problemas habituales de los sistemas sin carcasa (10),
Este diseño permite incorporar más o menos celdas (7) así como variar tamaños y formas de las mismas para que se adapten a las necesidades y potencias requeridas.
Las conexiones eléctricas de alimentación pueden ser de un único ánodo y cátodo principales, situados al principio y final del conjunto de celdas (7), también se pueden realizar conexiones múltiples para configuraciones especiales.
Claims (4)
1. Dispositivo para electrólisis de agua electrolítica sumergido que comprende:
- un depósito (1) configurado para contener agua electrolítica,
- al menos una conducción de refrigeración (2) que atraviesa el depósito (1) con un elemento impulsor de aire (3) en un extremo,
- un conjunto de celdas (7) configuradas para realizar la función electrolítica, - unos bornes de conexión estancos (9),
caracterizado por que
- cada conducción de refrigeración (2) aloja un elemento disipador de calor (4) que comprende una pluralidad de paredes (5) configuradas para absorber calor de la conducción de refrigeración (2), y
- el conjunto de celdas (7) está alojado en una carcasa (10), tal que la carcasa (10) comprende unas primeras aperturas (11) para entrada de agua electrolítica a las celdas (7) y unas segundas aperturas (12) para salida de gas.
2. Dispositivo para electrólisis del agua electrolítica sumergido, según la reivindicación 1 caracterizado por que el elemento disipador de calor (4) es un elemento de forma cilíndrica en el que las paredes (5) son radiales y que cuenta con un orificio central (6) para paso de aire.
3. Dispositivo para electrólisis del agua electrolítica sumergido, según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que las celdas (7) están formadas por placas planas paralelas (8)
4. Dispositivo para electrólisis del agua electrolítica sumergido, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los bornes de conexión estancos (9) son un único ánodo y cátodo situados al principio y final del conjunto de celdas (7).
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