ES2930028T3 - Junta para pila de electrolizador y pila de electrolizador provisto de dicha junta - Google Patents

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Abstract

Un sello para una celda de electrolizador y una celda de electrolizador provista de tal sello. Un sello (100) para una celda de electrolizador que comprende un núcleo (101) y una carcasa (201). El núcleo (101) es generalmente anular y tiene dos caras opuestas entre sí en la dirección del espesor y al menos dos aberturas (111, 113). Las dos aberturas (111, 113) son aberturas pasantes en la dirección del espesor y están sustancialmente opuestas diametralmente entre sí. La carcasa (201) cubre al menos parcialmente las dos caras, dejando las dos aberturas (111, 113) al menos parcialmente libres. la coraza (201) tiene al menos una primera nervadura (203) que se extiende sobre una primera (103) de las dos caras segun un contorno que encierra un borde interior (107) del nucleo (201) y las dos aberturas (111, 113) de manera que permita la circulación de un fluido entre las dos caras en la dirección del espesor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCION
Junta para pila de electrolizador y pila de electrolizador provisto de dicha junta
La invención concierne a la producción industrial de hidrógeno y a los dispositivos electrolizadores utilizados individualmente para este tipo de producción y en particular a los electrolizadores de electrolito sólido.
Para producir hidrógeno industrialmente, se implementan generalmente procesos a base de combustibles fósiles tales como el reformado. Los procesos de este tipo presentan bajos costes de funcionamiento. Sin embargo, son contaminantes.
El hidrógeno es igualmente producido industrialmente de manera descentralizada por electrólisis del agua cuando la producción por reformado y/o la entrega in situ no son, o son poco, adecuadas. Además, este procedimiento no es, o es poco, contaminante. Los dispositivos electrolizadores industriales actuales comprenden una pluralidad de celdas electroquímicas, alimentadas con agua, y que comprenden cada una un par de electrodos.
Por razones de coste y de tamaño en particular, las celdas son generalmente planas y están agrupadas en uno o varios apilamientos, o “stack” en inglés, de manera que dos celdas superpuestas presentan cada una un electrodo común. Para disminuir los costes, ligados en particular a la fabricación y al funcionamiento de los apilamientos, se busca de manera general maximizar el número de celdas por apilamiento. Los apilamientos de electrolito sólido actuales comprenden como máximo veinte celdas.
Aplicando una corriente continua entre el ánodo y el cátodo de cada celda, por medio de un generador cuya tensión de salida puede ser regulable, se provoca la reacción de electrólisis del agua. Se producen así dihidrógeno (H2) y oxígeno (O2).
El agua puede ser introducida en las celdas a baja presión (próxima a la presión atmosférica) o a presión en función de la presión del hidrógeno (H2) deseado en salida. Se utilizan generalmente presiones del orden de 6 o 7 bares.
Para que las juntas de estanqueidad que equipan a cada celda puedan soportar tales presiones de funcionamiento, es necesario mantener las celdas apretadas una contra otra, según la dirección del apilamiento. La fuerza de apriete que haya que aplicar a un apilamiento depende del número de celdas en el apilamiento y de la presión de los fluidos en el interior de las celdas. Las juntas utilizadas actualmente acaban funcionando mal cuando se utilizan fuerzas de apriete importantes.
La estanqueidad de los sistemas actuales se realiza por medio de un número importante de piezas distintas previstas para cooperar una con otra, con un ensamblaje complejo. Por ejemplo, el documento JP 2004 319461 describe una celda que comprende una junta, comprendiendo la junta un núcleo rígido, eventualmente metálico, rodeado de una envoltura a base de elastómero en la que las nervaduras rodean a las aberturas y a los bordes internos en cada cara del núcleo.
Los riesgos de errores durante este ensamblaje son alto y los fallos de funcionamiento resultantes impiden cualquier funcionamiento fiable.
Dicho de otro modo, no existen hoy día juntas de estanqueidad que permitan a la vez apilar un gran número de celdas y utilizar presiones de agua elevadas.
Resulta así que los dispositivos electrolizadores actuales presentan generalmente un rendimiento industrial netamente inferior a los dispositivos utilizados en la producción a partir de combustible fósil.
La invención pretende mejorar la situación.
La solicitante propone una celda electroquímica que comprende dos juntas para una pila de electrolizador, comprendiendo cada junta:
- un núcleo generalmente anular, que presenta dos caras mutuamente opuestas según una dirección del grosor y al menos dos aberturas pasantes en la dirección del grosor que son sensiblemente opuestas diametralmente una con respecto a la otra, y
- una envoltura que recubre al menos en parte las dos caras, dejando las dos aberturas al menos parcialmente libres.
La envoltura presenta al menos una primera nervadura que se extiende sobre una primera de las dos caras según un contorno que encierra a un borde interno del núcleo y a las dos aberturas de manera que permita la circulación de un fluido entre las dos caras según la dirección del grosor.
Las dos juntas están dispuestas mutuamente de manera que la segunda de las dos caras de las dos juntas queden enfrentadas.
Cada junta presenta una resistencia mecánica mejorada y una mayor resistencia a las fugas en apilamientos de tamaño grande a presión elevada.
La solicitante ha observado que los apilamientos que comprenden tales juntas resisten los fenómenos de pandeo que podrían haber aparecido con pilas de tamaño grande. La longitud de los apilamientos puede por tanto ser aumentada aún más al tiempo que presenten un pandeo pequeño, lo que reduce aún más los riesgos de degradación y de fuga de las pilas.
Los fenómenos de fluencia se reducen también particularmente por la utilización de juntas de este tipo. Es posible entonces aumentar aún más las fuerzas de apriete, las presiones de funcionamiento y por tanto el rendimiento de las pilas de electrolizadores.
Las pilas de electrolizadores que comprenden tales juntas forman entonces dispositivos de producción de hidrógeno ecológicamente aceptables. Estos dispositivos son además industrialmente fiables y rentables. Tales juntas son económicas de fabricar y fáciles de ensamblar.
Estas juntas siguen siendo eficaces en condiciones de funcionamiento críticas, tales como una temperatura y/o una higrometría elevadas, así como en cooperación con piezas de pilas que presenten tolerancias dimensionales importantes.
La celda electroquímica puede además presentar las siguientes características, combinadas o no entre sí:
- La envoltura presenta una configuración y una composición adaptadas de manera que aísle eléctricamente dos elementos respectivamente en contacto con una y la otra de las dos caras. En la pila de electrolizador, la junta en el estado instalado asegura por tanto una función de aislamiento eléctrico además de su función de estanqueidad.
- El núcleo presenta una composición metálica y la envoltura presenta una composición a base de elastómero. El elastómero presenta una capacidad de deformación superior a la del metal. El núcleo rigidiza la junta y mejora su resistencia mecánica, mientras que el elastómero se deforma por contacto y mejora la estanqueidad.
- La envoltura presenta una composición que comprende monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM). El EPDM conserva además sus propiedades mecánicas y de estanqueidad en condiciones de funcionamiento severas al tiempo que presenta un coste limitado. Se mejora entonces la vida útil de la junta bajo tensión.
- La envoltura presenta además al menos una segunda nervadura que sobresale de la primera cara y que se extiende entre la primera nervadura y un borde externo del núcleo. La combinación de las dos nervaduras confiere a la junta dos zonas de contacto distintas en el estado ensamblado. La posición de la junta en un apilamiento es entonces estable y duradera. La segunda nervadura forma también una barrera suplementaria de estanqueidad.
- La citada segunda nervadura se extiende según un contorno abierto que rodea parcialmente a la primera nervadura. Se facilita así el equilibrado de las presiones entre el espacio entre nervaduras y el exterior de la junta. Se evitan los fenómenos de cojines de aire o de ventosas. Además, la segunda nervadura forma una guía para recoger eventuales fluidos que pudieran haberse escapado del interior de la pila.
- El núcleo comprende además dos aberturas suplementarias pasantes en la dirección del grosor y sensiblemente diametralmente opuestas una con respecto a la otra. La envoltura deja las dos aberturas suplementarias al menos parcialmente libres. La envoltura presenta además dos nervaduras suplementarias que se extienden en la primera cara según un contorno que encierra respectivamente a cada una de las dos aberturas suplementarias. En el estado ensamblado de la junta en un apilamiento con otras juntas correspondientes, las citadas aberturas suplementarias forman entonces porciones de dos pasos que se extienden sensiblemente en la dirección del apilamiento. Los dos pasos son entonces estancos con respecto al resto de la junta. Los pasos de fluido para la alimentación del apilamiento se alojan entonces en las juntas.
- Una de las dos aberturas y una de las dos aberturas suplementarias antes mencionadas están próximas una a la otra. En un estado ensamblado de la junta en un apilamiento, los pasos de fluidos según la dirección de apilamiento, están entonces agrupados circunferencialmente. Se facilita la alimentación del apilamiento y se puede reducir el tamaño de la pila. La evacuación de gases o de agua cargada en gases se puede facilitar entonces orientando la pila de manera que los pasos que forman salidas estén situados en posiciones altas con respecto al resto de la pila.
- Al menos una nervadura presenta una sección transversal asimétrica de manera que un aplastamiento de la citada nervadura según la dirección del grosor genera una deformación asimétrica de la citada nervadura. En el estado comprimido, la dilatación de la nervadura no interfiere en el buen funcionamiento de la electrólisis.
- La citada sección asimétrica presenta una forma generalmente trapezoidal. En este caso, uno de los lados se deforma en un cordón de estanqueidad y de ajuste mientras que el lado opuesto se apoya contra la pieza adyacente a la junta en el transcurso de la compresión, mejorando la estanqueidad.
- La envoltura presenta una nervadura que se extiende en la cara opuesta a la que lleva la primera nervadura y según un contorno que encierra al borde interno. La citada nervadura está conformada de manera que se deforme esencialmente en la dirección del grosor en respuesta a un aplastamiento en la dirección del grosor.
- Un borde externo del núcleo presenta al menos una zona de tope adecuada para cooperar con una guía de una pila de electrolizador para ajustar la junta en la citada pila de electrolizador según una dirección perpendicular a la dirección de apilamiento. Se facilita el ajuste y el mantenimiento de la junta en el apilamiento. Los fenómenos de pandeo y las aproximaciones de montaje son limitados.
Según otro aspecto, la solicitante propone una pila de electrolizador que comprende un apilamiento de celdas electroquímicas tales como se ha definido anteriormente. El apilamiento de una pila de este tipo puede presentar opcionalmente al menos 100, 150, 200 o incluso 300 celdas electroquímicas.
Las similitudes entre dos juntas de una misma celda permiten reducir los costes de fabricación y facilita el mantenimiento de la pila. Se reducen los riesgos de error de montaje. Tal pila presenta una buena eficiencia y un volumen pequeño.
Otras características, detalles y ventajas de la invención aparecerán con la lectura de la descripción detallada que sigue, y de los dibujos adjuntos, en los cuales:
- La figura 1 es una representación esquemática de celdas de electrólisis del agua en el seno de una pila,
- la figura 2 es una representación esquemática del funcionamiento de una celda de electrólisis según la invención;
- la figura 3 es una vista en
Figure imgf000004_0001
perspectiva en despiece ordenado de una celda de electrólisis según la invención. - la figura 4 es una vista en perspectiva de una parte de una junta según la invención,
- la figura 5 es una vista desde arriba de la parte representada en la figura 4,
- la figura 6 es una vista desde arriba de una junta según la invención.
- la figura 7 es una vista del detalle VII de la figura 6,
- la figura 8 es una vista en corte según el plano VIII de la figura 7.
- la figura 9 es una vista en corte según el plano IX de la figura 7.
- la figura 10 es una vista desde abajo de la junta de la figura 6,
- la figura 11 es una vista del detalle XI de la figura 10,
- la figura 12 es una vista en corte según el plano XII de la figura 6, y
- las figuras 13 y 14 son vistas de detalle de un corte de una celda según la invención.
Los dibujos y la descripción que sigue contienen, en lo esencial, elementos de carácter cierto. Los mismos, por tanto, no solo podrán servir para comprender mejor la presente invención, sino también contribuir a su definición, si es necesario.
Se hace referencia a la figura 1.
Una pila de electrolizador 1 comprende una pluralidad de celdas 3 de electrólisis del agua apiladas una sobre otra según una primera dirección, o dirección de apilamiento XX. Solo dos celdas 3 se muestran en la figura 1.
Cada celda 3 comprende dos electrodos, una membrana de intercambio de protones 9 (o membrana PEM de "proton exchange membrana” en inglés) y una o varias paredes exteriores 10.
Los dos electrodos están llevados cada uno por una placa bipolar 4. Una placa bipolar 4 comprende dos caras opuestas una con respecto a la otra. Una primera cara forma un ánodo 5 de una primera celda 3, mientras que una segunda cara forma un cátodo 7 de una segunda celda adyacente a la primera celda. Una placa bipolar 4 está dispuesta en la interfaz de dos celdas adyacentes. Dicho de otro modo, cada electrodo de una celda dada pertenece a una respectiva placa bipolar 4 común a dos celdas adyacentes del apilamiento.
Las dos placas bipolares 4 que llevan los electrodos de una celda dada son de forma sensiblemente plana. Los electrodos están instalados de manera sensiblemente paralela uno con respecto al otro y perpendiculares a la dirección de apilamiento XX de la celda 3. Los dos electrodos son aquí de estructuras y de composiciones idénticas.
La membrana PEM 9 está dispuesta entre los dos electrodos y sensiblemente paralela a los electrodos.
El espacio entre el ánodo 5 y la membrana PEM 9 define un primer compartimento 11. El espacio entre el cátodo 7 y
la membrana PEM 9 define un segundo compartimento 13. El primer compartimento 11 y el segundo compartimento 13 contienen cada uno esencialmente agua. Preferentemente, se utiliza agua desionizada. Por ejemplo, el agua presenta una conductividad inferior a 1 pS.cm-2.
Las paredes exteriores 10 se extienden sensiblemente a lo largo de la dirección de apilamiento XX y delimitan el primer compartimento 11 y el segundo compartimento 13 perpendicularmente a la dirección de apilamiento XX. Una primera entrada de agua 51 está dispuesta a través de la pared externa 10 para desembocar en el primer compartimento 11. Una segunda entrada de agua 53 está dispuesta a través de la pared externa 10 para desembocar en el segundo compartimento 13. Una salida 55 del primer compartimento 11 está dispuesta a través de la pared externa 10. La salida 55 del primer compartimento 11 toma la forma de un paso adecuado para evacuar agua cargada en oxígeno (O2) en forma gaseosa. Una salida 57 del segundo compartimento 13 está dispuesta a través de la pared externa 10. La salida 57 del segundo compartimento 13 toma la forma de un paso adecuado para evacuar agua cargada en dihidrógeno (H2) en forma gaseosa.
La aplicación de una tensión eléctrica entre el ánodo 5 y el cátodo 7 alimenta las reacciones de electrólisis. En el primer compartimento 11 tiene lugar la siguiente reacción (1):
2 H2O ^ 4H+ 4e- O2 (1)
Los protones (H+) resultantes de la reacción (1) en el primer compartimento 11 migran a través de la membrana PEM 9 al segundo compartimento 13. En el segundo compartimento 13 tiene lugar la siguiente reacción (2):
4H+ 4e- ^ 2 H2 (2)
Las reacciones (1) y (2) en el seno de la pila de electrólisis 1 se controlan ajustando la corriente continua o la tensión aplicada a los electrodos.
El ánodo 5 en uno de los extremos y el cátodo 7 en el otro extremo de la pila de electrólisis 1 están destinados a ser conectados a un generador de corriente continua. Las conexiones eléctricas y la fuente de corriente común a las celdas 3 de la pila 1 no están representadas.
La primera entrada de agua 51, la segunda entrada de agua 53, la salida de oxígeno 55 (O2) y la salida 57 de dihidrógeno (H2) de cada celda 3 de la pila 1 pueden ser conectadas fluídicamente a las entradas/salidas homólogas de las otras celdas 3 de la pila 1. Así, las primeras entradas de agua 51 de una pila 1 están alimentadas por una fuente de agua común, las segundas las entradas de agua 53 de una pila 1 están alimentadas por una fuente de agua común, las salidas de oxígeno (O2) de una pila 1 están conectadas a un colector común y las salidas de dihidrógeno (H2) de una pila 1 están conectados a un colector común.
Las segundas entradas de agua 53 mejoran la regulación térmica y limitan el secado de la membrana PEM 9. En variante, se suprimen las segundas entradas de agua 53 en el lado del cátodo 7.
La figura 2 representa un modo de realización de una celda 3 tal como la representada en la figura 1. La celda 3 comprende una primera junta 100A, una segunda junta 100B, dos difusores 15 y dos colectores de corriente porosos 17.
La membrana PEM 9 está intercalada y pinzada, o cogida en sándwich, entre la primera junta 100A y la segunda junta 100B. El conjunto primera junta 100A-membrana PEM 9-segunda junta 100B está a su vez intercalado entre el ánodo 5 y el cátodo 7. La primera junta 100A y la segunda junta 100B son aquí de forma generalmente anular que separan un espacio interno y un espacio externo de la celda 3. La primera junta 100A y la segunda junta 100B forman aquí las paredes externas 10 de la celda 3. El interior de la primera junta 100A corresponde al primer compartimiento 11 mientras que el interior de la segunda junta 100B corresponde al segundo compartimiento 13. Cada uno del primer compartimento 11 y del segundo compartimento 13 aloja un difusor 15 en el lado del ánodo 5, respectivamente el cátodo 7, y un colector de corriente poroso 17 en el lado de la membrana PEM 9. Las juntas 100A y100B forman además aislantes eléctricos entre el ánodo 5, el cátodo 7 y la membrana PEM 9.
En el ejemplo descrito aquí, el primero y segundo compartimientos 11 y 13, respectivamente las dos juntas 100A,100B, respectivamente los dos difusores 15 y respectivamente los dos colectores de corriente porosos 17 son idénticos. En variantes, las partes homólogas a una y otra parte de la membrana PEM 9 presentan formas y dimensiones similares y diferencias menores.
En el estado ensamblado de la celda 3, la cara que forma el ánodo 5 de la primera placa bipolar 4 se apoya contra la primera junta 100A, la primera junta 100A se apoya contra la membrana PEM 9, la membrana PEM 9 se apoya contra la segunda junta 100B y la segunda junta 100B se apoya contra la cara que forma el cátodo 7 de la segunda placa bipolar 4. En el estado apretado de la celda 3, el ánodo 5, la primera junta 100A, la membrana PEM 9, la segunda junta 100B y el cátodo 7 están apretados juntos en la dirección de apilamiento XX. La dirección de apilamiento XX corresponde también a una dirección de apriete y a una dirección del grosor de las placas bipolares 4, de la primera junta 100A, de la membrana PEM 9 y de la segunda junta 100B.
Las dimensiones de los difusores 15 y de los colectores de corriente porosos 17 se ajustan de manera que llenen sensiblemente su compartimiento 11 o 13. El apriete de la primera junta 100A entre el ánodo 5 y la membrana PEM 9 por una parte, y de la segunda junta 100B entre el cátodo 7 y la membrana PEM 9 por otra, asegura la estanqueidad y los contactos eléctricos. El primer compartimento 11 y el segundo compartimento 13 están aislados fluídicamente del exterior de la celda 3.
Se hace referencia ahora a la figura 3. En el modo de realización descrito aquí, la membrana PEM 9 presenta una forma de disco. Su diámetro aquí es de aproximadamente 298 milímetros. Su grosor está comprendido entre aproximadamente 0,2 milímetros y 0,4 milímetros.
Las placas bipolares 4 toman la forma de placas planas, generalmente circulares. Las placas bipolares 4 presentan cada una un borde exterior correspondiente a la forma de las juntas, 100A y 100B. En variante, el borde externo del ánodo 5 y/o el borde externo del cátodo 7 presentan un conector para la conexión a la fuente de corriente. El ánodo 5 y el cátodo 7 están realizados de un material eléctricamente conductor, por ejemplo, titanio.
En el ejemplo descrito aquí, los difusores 15 toman la forma de rejillas en forma de disco. En variante, los difusores 15 pueden tomar otras formas adecuadas para homogeneizar la circulación de los fluidos en los compartimentos 11 y 13. El diámetro es aquí de aproximadamente 275 milímetros. El grosor es de 1 milímetro y puede variar entre 0,9 milímetros y 1,2 milímetros aproximadamente. Los difusores 15 están realizados de un material eléctricamente conductor, por ejemplo, a base de titanio. Los difusores 15 toman aquí la forma de una malla. La malla está dispuesta para que una circulación de fluido en la dirección del plano principal del difusor 15 sea lo más homogénea posible al extenderse en las direcciones del plano. Por ejemplo, las mallas forman un rombo de 4,5 milímetros por 2,7 milímetros.
En variante, los difusores 15 pueden estar realizados por medio de un conjunto de canales dispuestos en el ánodo 5 por una parte y en el cátodo 7 por otra.
Todavía en otra variante, se omite el difusor 15 en el lado del cátodo 7. Esta variante se prefiere cuando se omiten las segundas entradas de agua 53 y no está prevista la circulación de agua en el compartimiento 13.
Los colectores de corriente porosos 17 presentan una forma de disco. Su diámetro es aquí de aproximadamente 275 milímetros. El grosor es de 1,5 milímetros y puede variar entre 1,3 milímetros y 1,8 milímetros. Los colectores de corriente porosos 17 están realizados de un material eléctricamente conductor y permeable a los líquidos, por ejemplo, titanio sinterizado.
Las formas y dimensiones exteriores de los difusores 15 y de los colectores de corriente porosos 17 corresponden a las formas y dimensiones interiores de las juntas 100A y 100B en cuyo interior se alojan los difusores 15 y los colectores de corriente porosos 17. Está prevista una holgura de montaje para permitir las dilataciones de los difusores 15, de los colectores de corriente porosos 17 y de las juntas 100A,100B en el transcurso del funcionamiento. La membrana PEM 9 presenta un diámetro superior al diámetro interior de las juntas 100A y 100B de manera que pueda quedar apretada entre la primera junta 100A y la segunda junta 100B. Las placas bipolares 4 presentan a su vez formas y dimensiones adaptadas para apoyarse contra la primera junta 100A, respectivamente la segunda junta 100B.
Cada placa bipolar 4 pertenece a dos celdas 3 adyacentes del apilamiento con excepción de los dos electrodos extremos del apilamiento. Por ejemplo, la placa bipolar 4 en el centro de la figura 1 es común a las dos celdas 3.
El ánodo 5, el cátodo 7, los dos difusores 15 y los dos colectores de corriente porosos 17 de la celda 3 tienen forma general de disco. La primera junta 100A y la segunda junta 100B son generalmente de forma anular. Las formas sensiblemente simétricas facilitan la resistencia a la presión, así como una distribución homogénea del agua en las celdas 3. La homogeneidad de las reacciones en el seno de la celda 3 es buena. Las formas anulares y circulares siguen siendo opcionales. En variantes, la celda 3 puede presentar una forma general rectangular, cuadrada o cualquier otra forma cerrada adecuada, vista según la dirección de apilamiento XX. Además, las dimensiones dadas anteriormente a modo de ejemplo pueden ser diferentes en función de las aplicaciones deseadas.
En variante, la membrana PEM 9 es reemplazada por una membrana aniónica. En este caso, el electrolito es básico en lugar de ser ácido. Los aniones hidróxidos (HO-) atraviesan la membrana aniónica. Las reacciones químicas en los compartimentos se modifican, pero la estructura y el funcionamiento de la pila 1 siguen siendo similares.
Las figuras 4 a 12 representan un modo de realización de una junta 100, que puede ser utilizada como primera junta 100A y/o segunda junta 100B. La junta 100 comprende un núcleo 101 y una envoltura 201 que recubre al menos en parte al núcleo 101.
En primer lugar, se hace referencia a las figuras 4 y 5 en las cuales el núcleo 101 está representado desnudo, es decir desprovisto de la envoltura 201. El núcleo 101 es de forma generalmente anular.
El núcleo 101 presenta dos caras principales 103, 105 opuestas una con respecto a la otra y perpendiculares a una dirección del grosor de la junta 100. En el estado ensamblado de la junta 100 en un apilamiento, la dirección del grosor de la junta 100 es paralela a la dirección de apilamiento XX.
El núcleo 101 presenta una forma sensiblemente plana. El núcleo 101 presenta un borde interno 107 y un borde externo 109. El núcleo 101 presenta una forma de corona: la anchura según su plano principal perpendicular a la dirección del grosor es sensiblemente superior a su grosor.
El núcleo 101 presenta una primera abertura 111, una segunda abertura 113, una tercera abertura 115 y una cuarta abertura 117. Las cuatro aberturas 111, 113, 115, 117 son pasantes en la dirección del grosor. La primera abertura 111 y la segunda abertura 113 son sensiblemente diametralmente opuestas una con respeto a la otra. La tercera abertura 115 y la cuarta abertura 117 son sensiblemente diametralmente opuestas una con respecto a la otra. Las cuatro aberturas 111, 113, 115, 117 presentan cada una un contorno cerrado. En funcionamiento, las cuatro aberturas 111, 113, 115, 117 permiten la circulación de un fluido entre la primera cara principal 103 y la segunda cara principal 105 a través del núcleo 101. Aquí, las formas de las cuatro aberturas 111, 113, 115, 117 son similares y presentan cada una un plano de simetría paralelo a la dirección del grosor, y que se extiende según un diámetro de la forma anular del núcleo 101. Los planos de simetría de la primera abertura 111 y de la segunda abertura 113 son comunes y están indicados por Y1. Los planos de simetría de la tercera abertura 115 y de la cuarta abertura 117 son comunes y están indicados por Y2.
En el modo de realización descrito aquí, las cuatro aberturas 111, 113, 115, 117 están distribuidas de manera desigual en la circunferencia del núcleo 101. Para definir sus posiciones circunferenciales, se toma como referencia el centro de cada una de las aberturas 111, 113, 115, 117 en el plano principal del núcleo 101, que pertenece a uno de sus planos de simetría Y1 y Y2. La primera abertura 111 y la tercera abertura 115 están separadas entre sí en la circunferencia del núcleo 101 por un ángulo p igual a 2a. Asimismo, la segunda abertura 113 y la cuarta abertura 117 están separadas entre sí en la circunferencia del núcleo 101 por el ángulo p igual a 2a. El núcleo 101 presenta así un primer plano de simetría Y paralelo a la dirección del grosor que forma un ángulo a con el plano Y1 por una parte y con el plano Y2 por otra. a es preferentemente inferior a 22,5° y aquí sensiblemente igual a 15°. El núcleo 101 presenta un segundo plano de simetría Z, paralelo a la dirección del grosor y perpendicular al plano de simetría Y. La primera abertura 111 y la tercera abertura 115 están próximas mientras que la segunda abertura 113 y la cuarta abertura 117 están próximas. Esta disposición particular presenta la ventaja de agrupar circunferencialmente los pasos para los fluidos en un estado ensamblado de la junta 100. Disponiendo la celda de electrólisis 1 de manera que la dirección de apilamiento XX sea sensiblemente horizontal, las entradas 51 y 53 pueden estar dispuestas en la parte inferior mientras que las salidas 55 y 57 pueden estar dispuestas en la parte superior. La evacuación de los gases por las salidas 55 y 57 se facilita por efecto del empuje de Arquímedes. Esta disposición sigue siendo opcional.
Las dos porciones circunferenciales del núcleo 101 en las cuales están dispuestas la primera abertura 111 y la tercera abertura 115 por una parte y la segunda abertura 113 y la cuarta abertura 117 por otra se denominan "porciones de aberturas". Las dos porciones circunferenciales que unen las dos porciones de abertura se denominan "porciones corrientes".
El borde interno 107 es circular. El borde interno 107 presenta, por ejemplo, un diámetro de aproximadamente 278 milímetros. Las porciones de borde externo 109 de las porciones corrientes forman dos arcos de círculo concéntricos. Las porciones de borde externo 109 de las porciones corrientes están inscritas en un círculo de aproximadamente 340 milímetros de diámetro. La anchura de las porciones corrientes es sensiblemente invariable en la circunferencia.
Las porciones de borde externo 109 de las porciones de aberturas forman dos arcos de círculo concéntricos. Las porciones de borde externo 109 de las porciones de aberturas están inscritas en un círculo de aproximadamente 365 milímetros de diámetro. Las porciones de borde externo 109 de las porciones corrientes y de las porciones de aberturas están unidas de manera sensiblemente continua. La variación de diámetro externo del borde externo 109 constituye una excepción al carácter generalmente anular del núcleo 101.
Las porciones de borde externo 109 de las porciones de aberturas presentan, cada una, una zona de tope 121. Cada zona de tope 121 toma aquí la forma de una muesca en forma de semicírculo. Las zonas de tope 121 están dispuestas diametralmente opuestas una a la otra. Las dos zonas de tope 121 están dispuestas entre la primera abertura 111 y la tercera abertura 115 por una parte y entre la segunda abertura 113 y la cuarta abertura 117 por otra. Las zonas de tope 121 son adecuadas para cooperar con una guía de una pila 1. Las zonas de tope 121 facilitan la orientación de las juntas 100 durante el montaje de la pila 1 y mejoran su retención por una estructura externa a la junta 100. En variante, las zonas de tope 121 pueden presentar cualquier otra forma y/o disposición en el núcleo 101 en correspondencia con los calzos de una pila. Esta característica sigue siendo opcional.
En el ejemplo que, representado aquí, el núcleo 101 presenta además agujeros pasantes 119 distribuidos de manera sensiblemente regular en la circunferencia de las porciones corrientes del núcleo 101. Los agujeros 119 mejoran el anclaje de la envoltura 121 alrededor del núcleo 101 y facilitan la fabricación de la junta 100.
El grosor del núcleo 101 es sensiblemente invariable y está comprendido entre 0,5 milímetros y 2 milímetros, por ejemplo, aproximadamente 0,8 milímetros. El núcleo 101 está realizado de metal, por ejemplo, acero inoxidable. En variante, las formas, dimensiones y composiciones del núcleo 101 pueden ser diferentes y presentar propiedades de resistencia mecánica equivalentes.
Se hace referencia ahora a las figuras 6 y 7 que representan la junta 100 lista para ser ensamblada en una pila 1. La junta 100 comprende el núcleo 101 parcialmente cubierto con la envoltura 201. La envoltura 201 está adherida al núcleo 101. En el ejemplo descrito aquí, la junta 100 se obtiene por inyección del material que constituye la envoltura 201 en contacto con el núcleo 101. La envoltura 201 presenta, aquí, una composición a base de monómero de etilenopropileno-dieno (EPDM). La composición de la envoltura 201 presenta una elasticidad superior a la composición del núcleo 101. El EPDM utilizado aquí permite obtener propiedades mecánicas, y en particular una resistencia a temperaturas extremas, mejoradas con respecto a otros elastómeros. La utilización de EPDM en lugar de otros elastómeros sigue siendo opcional. Por ejemplo, se pueden utilizar fluoropolímeros (FKM), etilenvinilacetatos (EVA y EVM) y polietilenos clorados (CM) en función de las aplicaciones deseadas.
La envoltura 201 recubre, aquí solamente en parte, la primera cara principal 103 y la segunda cara principal 105 del núcleo 101. Las aberturas pasantes 111, 113, 115, 117 quedan libres. Es así posible la circulación de un fluido de una cara a la otra en la dirección del grosor. Los agujeros 119 quedan rellenados por la envoltura 201.
En la figura 6, las únicas partes visibles del núcleo 101 son porciones diametralmente exteriores de las porciones corrientes, a la derecha y a la izquierda de la figura. Como se ve mejor en la figura 12, la envoltura 201 recubre igualmente el borde interno 107. El borde externo 109 queda libre.
La envoltura 201 presenta una primera nervadura interna 203. La nervadura interna 203 se extiende de manera continua sobre la primera cara 103. La nervadura interna 203 se extiende según un contorno que encierra el borde interno 107, la primera abertura 111 y la segunda abertura 113. Dicho de otro modo, el borde interno 107, la primera abertura 111 y la segunda abertura 113 quedan rodeados por la nervadura interna 203.
En el ejemplo representado aquí, el contorno cerrado de la nervadura interna 203 corresponde a la forma del borde interno 107 y a las formas de las primera y segunda aberturas 111 y 113. La nervadura interna 203 sigue al borde interno 107 y una parte de los contornos de las, primera y segunda, aberturas 111 y 113. El posicionamiento de la nervadura interna 203 en la proximidad del borde interno 107 y de las primera y segunda aberturas 111 y 113 limita los fenómenos de cavitación y los flujos no laminares en las celdas 3 en el estado ensamblado y en funcionamiento de las juntas 100. En variante, la nervadura interna 203 sigue un recorrido a distancia del borde interno 107 y/o de las, primera y segundas, aberturas 111 y 113, en particular cuando no se considera el carácter laminar de los flujos como un parámetro crítico.
Como se ve mejor en la figura 8, se conserva un primer paso sensiblemente según una dirección radial entre el espacio interior de la junta 100 y la primera abertura 111. Se conserva un segundo paso sensiblemente según una dirección radial entre el espacio interior de la junta 100 y la segunda abertura 113. Los dos pasos están delimitados circunferencialmente por porciones de la nervadura interna 203. El fluido puede circular según una dirección sensiblemente radial entre la primera abertura 111 y el espacio libre en el centro de la junta 100, así como entre la segunda abertura 113 y el espacio libre en el centro de la junta 100. En un estado ensamblado de la junta 100, cada uno de estos pasos define una de las entradas/salidas 51, 53, 55, 57 de uno entre el primer compartimiento 11 y el segundo compartimento 13.
En el ejemplo representado aquí, la envoltura 201 recubre las partes de la primera cara 103 del núcleo 101 situadas entre la primera abertura 111 y la porción del borde interno 107 adyacente por una parte y entre la segunda abertura 113 y la porción del borde interno 107 adyacente por otra. Esto permite aislar eléctricamente el núcleo 101 de las otras piezas de la celda 3 y en particular de los difusores 15 y de los colectores de corriente porosos 17. Se limita además la degradación química del núcleo 101 por los fluidos de la celda 3. Como se ve en la figura 8, la parte de la envoltura 201 que recubre el núcleo 101 entre el espacio interior de la junta 100 y la primera abertura 111, respectivamente la segunda abertura 113, presenta un grosor inferior al del resto de la envoltura 201 que recubre la primera cara 103. Los, primero y segundo, pasos presentan así una sección de paso importante. Esta característica es opcional: el grosor de la envoltura 201 puede ser uniforme en toda la junta 100 (con excepción de las nervaduras).
La envoltura 201 presenta una segunda nervadura externa 205. La nervadura externa 205 se extiende sobre la primera cara principal 103. La nervadura externa 205 se extiende sensiblemente a lo largo del contorno externo 109. La nervadura externa 205 sobresale de la primera cara principal 103 entre la nervadura interna 203 y el borde externo 109. En el ejemplo descrito aquí, la nervadura externa 205 comprende dos porciones distintas. La nervadura externa 205 está interrumpida a nivel de las porciones de aberturas. Dicho de otro modo, las porciones de la junta 100 entre la primera abertura 111 y la tercera abertura 115 por una parte y entre la segunda abertura 113 y la cuarta abertura 117 por otra están desprovistas de la nervadura externa 205. Las dos porciones de la nervadura externa 205 pueden ser vistas también como dos nervaduras como tales.
La nervadura externa 205 mejora la estabilidad mecánica de la junta 100 en el estado instalado y comprimido en el seno de una pila 1 formando una zona de apoyo. Además, la segunda nervadura 205 forma una segunda barrera estanca en las partes corrientes en complemento de la primera barrera estanca formada por la nervadura interna 203 en estado instalado y comprimido de la junta 100. La nervadura externa 205 facilita el montaje de la pila 1 y mejora la resistencia de la junta 100 en estado comprimido. La nervadura externa 205 sigue siendo opcional.
La discontinuidad de la nervadura externa 205 facilita el equilibrado de las presiones entre el espacio del lado interno y el espacio del lado externo de la nervadura externa 205 en un estado comprimido de la junta 100. Se evita un "efecto de ventosa". Además, en caso de escape accidental de gas y/o de líquido desde el lado externo de la nervadura interna 203, los fluidos son guiados por la nervadura externa 205 hacia zonas previamente identificadas, aquí las porciones de aberturas. Se facilita así la detección y/o la recuperación de fluidos escapados. La discontinuidad de la nervadura externa 205 sigue siendo opcional. En variante, se pueden practicar agujeros entre la nervadura interna 203 y la nervadura externa 205 y en el sentido del grosor XX para facilitar la recuperación de fluidos escapados en caso de estanqueidad defectuosa de la nervadura interna 203.
En el modo de realización descrito aquí, la envoltura 201 presenta dos nervaduras suplementarias denominadas de abertura 215 y 217. Las nervaduras de abertura 215 y 217 se extienden sobre la primera cara principal 103. Cada una de las dos nervaduras de abertura 215 y 217 se extienden de manera continua según un contorno cerrado que rodea a la tercera abertura 115, respectivamente la cuarta abertura 117. El espacio interior de la tercera abertura 115, respectivamente de la cuarta abertura 117, está aislado herméticamente del espacio situado entre la nervadura interna 203 y la nervadura externa 205 en un estado instalado y comprimido de la junta 100 en una pila 1. Dicho de otro modo, el fluido puede circular sensiblemente según la dirección de apilamiento XX en la tercera abertura 115, respectivamente en la cuarta abertura 117, al tiempo que permanece confinado en ella según el plano de la figura 6. Por otra parte, la junta 100 está desprovista de paso según la dirección radial entre el interior de la tercera abertura 115 y el espacio interior del borde interno 107, respectivamente entre el interior de la cuarta abertura 117 y el espacio interior del borde interno 107.
Se hace referencia ahora a las figuras 8, 9 y 12. La nervadura interna 203 presenta una sección transversal sensiblemente invariable a lo largo de la circunferencia de la junta 100, incluso alrededor de la primera abertura 111 y la segunda abertura 113. La nervadura interna 203 presenta aquí una sección transversal asimétrica. La citada sección transversal asegura controlar la deformación de la nervadura interna 203 bajo el efecto de un aplastamiento según la dirección del grosor. En el ejemplo descrito aquí, la sección transversal presenta un lado orientado hacia el interior de la junta 100 sensiblemente recto y perpendicular a la primera cara principal 103. La sección transversal presenta un lado opuesto, es decir orientado hacia el exterior de la junta 100, inclinado. El lado inclinado está orientado sensiblemente 45° con respecto a la primera cara principal 103. El lado perpendicular y el lado inclinado están unidos por una superficie extrema, es decir orientada hacia el lado opuesto del núcleo 101, sensiblemente plana y paralela a la primera cara principal 103. La sección transversal asimétrica presenta así la forma general de trapecio. Siendo la sección transversal asimétrica, el trapecio no es isósceles. Siendo el lado interno perpendicular a la primera cara principal 103 y a la superficie extrema, el trapecio es además un trapecio rectangular. La nervadura interna 203 puede presentar en variante una forma asimétrica diferente de un trapecio. La asimetría de la sección transversal de la nervadura interna 203 sigue siendo una característica opcional.
La nervadura interna 203 sobresale en la dirección del grosor un valor comprendido entre 0,5 milímetros y 1,5 milímetros en el estado no comprimido, por ejemplo, aproximadamente 1 milímetro.
La nervadura externa 205 y las nervaduras de abertura 215 y 217 presentan secciones transversales sensiblemente invariables y similares a las de la nervadura interna 203. El lado perpendicular de la forma de trapecio de la nervadura externa 205 está orientado hacia el lado del borde externo 109 de la junta 100, mientras que el lado inclinado está orientado hacia el lado del borde interno 107. El lado perpendicular de las nervaduras de abertura 215, respectivamente 217, está orientado hacia la tercera abertura 115, respectivamente hacia la cuarta abertura 117. El lado inclinado de las nervaduras de abertura 215, respectivamente 217, está orientado hacia el exterior de la tercera abertura 115, respectivamente de la cuarta abertura 117. Las formas de las secciones transversales de las diferentes nervaduras 203, 205, 215, 217 aseguran controlar la expansión de las citadas nervaduras.
En particular, bajo el efecto de una compresión a lo largo de la dirección del grosor:
- el lado perpendicular de la nervadura interna 203 tiende a deformarse en un cordón redondeado que sobresale hacia el centro de la junta 100 mientras que una parte del lado inclinado entra en contacto con el ánodo 5 o el cátodo 7 vecino aumentando progresivamente las zonas de contacto y de estanqueidad con el aumento de la compresión,
- el lado perpendicular de la nervadura externa 205 tiende a deformarse en un cordón redondeado que sobresale hacia el exterior de la junta 100 mientras que una parte del lado inclinado entra en contacto con el ánodo 5 o el cátodo vecino 7 aumentando progresivamente las zonas de contacto y de estanqueidad con el aumento de la compresión, y
- cada uno de los lados perpendiculares de las nervaduras de abertura 215, 217 tienden a deformarse en un cordón redondeado que sobresale hacia el interior de la abertura 215, respectivamente 217, mientras que parte del lado inclinado entra en contacto con el ánodo 5 o el cátodo 7 vecino aumentando progresivamente las zonas de contacto y estanqueidad con el aumento de la compresión.
Como se ve en las figuras 9 y 14 en particular, los lados perpendiculares de las nervaduras 203, 215, 217 están dispuestos de manera que forman rebajes 219 del material de la envoltura 201. Dicho de otro modo, el lado perpendicular de las citadas nervaduras 203, 215, 217 está retirado con respecto a los bordes interiores de las aberturas 111, 113, 115, 117 de manera que permita la expansión en reborde sin reducir las secciones de paso de las citadas aberturas 111, 113, 115, 117. Asimismo, el lado perpendicular de la nervadura interna 203 está dispuesto de manera que forma un rebaje 219 con respecto al borde interno 107. Los rebajes 219 confieren a las juntas 100 una tolerancia a la variación de lado y a la dilatación de los difusores 15 y de las juntas 100 en funcionamiento. Las juntas 100 y los difusores 15 se ajustan mutuamente de modo que el cordón entre en contacto con el difusor 15 sin deformarlo durante la compresión. El difusor 15 queda entonces acuñado por el cordón.
Así, la expansión en reborde de las citadas nervaduras 203, 215, 217 en el plano perpendicular a la dirección del grosor no impide el paso de fluido por las aberturas 111, 113, 115, 117 y preserva la integridad del primer compartimento 11 y del segundo compartimento 13. Aunque son ventajosos, los rebajes 119 siguen siendo opcionales.
Se hace referencia ahora a las figuras 10 y 11, vistas desde el lado de la segunda cara principal 105. En el ejemplo representado aquí, la envoltura 201 recubre parcialmente la segunda cara principal 105 del núcleo 101. La parte de la envoltura 201 que recubre parcialmente la segunda cara 105 es similar a la del lado de la primera cara principal 103 al tiempo que presenta las diferencias siguientes:
- La nervadura interna, indicada aquí por 233, se extiende a lo largo del borde interno 107 sobre toda la circunferencia de la junta 100 sin estar dispuesta alrededor de la primera abertura 111 y de la segunda abertura 113. En el lado de la segunda cara 105, la junta 100 está desprovista de paso radial entre el espacio interior de la junta 100 y la primera abertura 111, respectivamente la segunda abertura 113.
- La nervadura externa está indicada aquí por 235.
- Una nervadura de abertura 241 encierra a la primera abertura 111 y una nervadura de abertura 243 encierra a la segunda abertura 113.
- La nervadura de abertura que encierra a la tercera abertura 115, respectivamente la cuarta abertura 117, está indicada aquí por 245, respectivamente 247.
- Las formas y dimensiones de las secciones de las nervaduras 231,233, 241, 243, 245, 247 del lado de la segunda cara principal 105 son diferentes de las del lado de la primera cara principal 103. En particular, las dimensiones de las citadas nervaduras 231,233, 241,243, 245, 247 en el lado de la segunda cara principal 105, según la dirección del grosor, son sensiblemente inferiores a sus homólogas en el lado de la primera cara principal 103. Aquí, las nervaduras 231, 233, 241, 243, 245, 247 sobresalen en la dirección del apilamiento aproximadamente 0,2 milímetros. Las nervaduras 231, 233, 241, 243, 245, 247 están conformadas de manera que se deformen esencialmente en la dirección del grosor XX en respuesta a un aplastamiento según la dirección del grosor XX. En particular, la deformación de la nervadura interna 233 en el plano principal de la junta 100 es nula o despreciable. Así, en el estado ensamblado en una pila 1 y en contacto con la membrana PEM 9, la deformación de la nervadura interna 233 genera poca o ninguna tracción sobre la membrana PEM 9. La integridad de la membrana PEM 9 queda preservada.
Se hace referencia ahora a las figuras 13 y 14 que representan dos juntas 100 en el estado ensamblado en un apilamiento, pero no comprimidas. La figura 14 representa una parte del lado interno del ensamblaje según el mismo plano de corte que el de la figura 13. El ensamblaje representado forma una celda 3. Una primera junta 100 (arriba en las figuras 13 y 14) está colocada enfrente de una segunda junta 100 (en la parte inferior de las figuras 13 y 14) de manera que sus respectivas segundas caras principales 105 estén una enfrente de la otra. Una membrana PEM 9 está encajada en la dirección de apilamiento XX entre las dos juntas 100. Un ánodo 5 está dispuesto contra la primera junta 100 (en la parte superior en las figuras 13 y 14) y un cátodo 7 está dispuesto contra la segunda junta 100 (en la parte inferior en las figuras 13 y 14). El corte representado proviene de una parte corriente del ensamblaje, a distancia de las aberturas pasantes 111, 113, 115, 117. En estas secciones corrientes, el montaje presenta una simetría según un plano correspondiente sensiblemente al plano de la membrana PEM 9
En las figuras, las juntas 100 se muestran en un estado no comprimido. Las flechas con la referencia FX representan las direcciones de aplicación de las fuerzas de compresión que se aplican a la celda 3 según la dirección de apilamiento XX en estado comprimido.
Un resalte 239 está dispuesto a lo largo de la circunferencia en la segunda cara principal de la envoltura 201 de cada una de las juntas 100. El resalte está orientado hacia el interior de las juntas 100. El resalte 239 se inscribe sensiblemente en un círculo, que presenta aquí un diámetro de unos 293 milímetros. El resalte 239 está situado radialmente entre la nervadura interna 233 por una parte y las aberturas pasantes 111, 113, 115 y 117 por otra. El resalte 239 forma un tope, o al menos una marca, que facilita el posicionamiento de la membrana PEM 9 entre las dos juntas 100 durante el montaje. El resalte 239 sigue siendo opcional.
Los lados perpendiculares de las nervaduras 203, 205 en la forma comprimida y deformada en reborde que sobresalen radialmente están representados en líneas discontinuas.
El ensamblaje de las juntas 100 en la pila 1 no requiere la adición de ninguna otra pieza de estanqueidad: el contacto de la junta 100 contra las otras partes de la pila 1 forma la estanqueidad. Durante el apriete, se mejora la homogeneidad de las tensiones con respecto a un sistema que comprenda una parte rígida apoyada sobre una pieza de alta capacidad de deformación. Se evitan fenómenos de deslizamiento, los rozamientos y los daños que se pudieran ocasionar. Además, los umbrales de fuerza de apriete necesarios para asegurar la estanqueidad son inferiores a los de los sistemas existentes.
La solicitante ha llevado a cabo ensayos en las juntas que se muestran en las figuras. Pilas que comprenden al menos 100 celdas, o incluso al menos 150, 200 o incluso 300 celdas soportan presiones de aproximadamente 45 bares, es decir, aproximadamente una vez y media la presión de servicio prevista (30 bares), y esto bajo un apriete según la dirección de apilamiento XX de unos 2000 a 5000 daN.
La invención no se limita a los ejemplos de juntas, celdas y pilas descritos anteriormente, únicamente a modo de ejemplos, sino que engloba todas las variantes que un experto en la materia pueda considerar en el marco de las reivindicaciones que siguen. En particular, los ejemplos de dimensiones nominales pueden ser adaptados según las aplicaciones previstas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Celda electroquímica (3) que comprende dos juntas (100A,100B) para una pila de electrolizador, comprendiendo cada junta:
- un núcleo (101) generalmente anular, que presenta dos caras (103, 105) opuestas entre sí según una dirección del grosor (XX), y al menos dos aberturas (111, 113) pasantes en la dirección del grosor (XX) y que son sensiblemente opuestas diametralmente una con respecto a la otra; y
- una envoltura (201) que recubre al menos en parte las dos caras (103, 105) dejando las dos aberturas (111, 113) al menos parcialmente libres,
y que presenta al menos una primera nervadura (203) que se extiende, sobre una primera (103) de las dos caras (103, 105), según un contorno que encierra un borde interno (107) del núcleo (201) y las dos aberturas (111, 113) de modo que permita la circulación de un fluido entre las dos caras (103, 105) según la dirección del grosor (XX), estando las dos juntas (100A,100B) dispuestas mutuamente de manera que la segunda (105) de las dos caras (103, 105) de las dos juntas (100A,100B) queden enfrentadas.
2. Celda electroquímica (3) según la reivindicación 1, en la cual la envoltura (201) presenta una configuración y una composición adaptadas de manera que aísle eléctricamente dos elementos respectivamente en contacto con una y otra de las dos caras (103, 105).
3. Celda electroquímica (3) según una de las reivindicaciones 1 y 2, en la cual el núcleo (101) presenta una composición metálica y en la cual la envoltura (201) presenta una composición a base de elastómero.
4. Celda electroquímica (3) según la reivindicación 3, en la cual la envoltura (201) presenta una composición que comprende monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM).
5. Celda electroquímica (3) según una de las reivindicaciones precedentes, en la cual la envoltura (201) está adherida al núcleo (101).
6. Celda electroquímica (3) según una de las reivindicaciones precedentes, en la cual la envoltura (201) presenta además al menos una segunda nervadura (205) que sobresale de la primera cara (103) y que se extiende entre la primera nervadura (203) y un borde externo (109) del núcleo (101).
7. Celda electroquímica (3) según la reivindicación 6, en la cual la segunda nervadura (205) se extiende según un contorno abierto que rodea parcialmente a la primera nervadura (203).
8. Celda electroquímica (3) según una de las reivindicaciones precedentes, en la cual el núcleo (101) comprende además dos aberturas suplementarias (115, 117) pasantes en la dirección del grosor (XX) y sensiblemente opuestas diametralmente una con respecto a la otra,
dejando la envoltura (201) las dos aberturas suplementarias (115, 117) al menos parcialmente libres, presentando la envoltura (201) además dos nervaduras suplementarias (215, 217) que se extienden sobre la primera cara (103) según un contorno que encierra a cada una de las dos aberturas suplementarias (115; 117), respectivamente.
9. Celda electroquímica (3) según la reivindicación 8, en la cual una de las dos aberturas (111; 113) y una de las dos aberturas suplementarias (115; 117) están próximas una a la otra.
10. Celda electroquímica (3) según una de las reivindicaciones precedentes, en la cual al menos una nervadura (203, 205, 215, 217) presenta una sección transversal asimétrica de manera que un aplastamiento de la citada nervadura (203, 205, 215, 217) según la dirección del grosor (XX) genera una deformación asimétrica de la citada nervadura (203, 205, 215, 217).
11. Celda electroquímica (3) según la reivindicación 10, en la cual la sección transversal presenta una forma generalmente trapezoidal.
12. Celda electroquímica (3) según una de las reivindicaciones precedentes, en la cual la envoltura (201) presenta una nervadura (233) que se extiende, sobre la segunda de las dos caras (105), según un contorno que encierra al borde interno (107), cuya nervadura (233) está conformada de modo que la nervadura (233) se deforma esencialmente en la dirección del grosor (XX) en respuesta al aplastamiento según la dirección del grosor (XX).
13. Celda electroquímica (3) según una de las reivindicaciones precedentes, en la cual un borde externo (109) del núcleo (101) presenta al menos una zona de tope (121) apropiada para cooperar con una guía de una pila de electrolizador (1) para colocar la junta (100) en la citada pila de electrolizador (1) según una dirección perpendicular a la dirección del grosor (XX).
14. Pila (1) de electrolizador que comprende un apilamiento de celdas electroquímicas (3) según una de las reivindicaciones precedentes.
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