FR2576382A1 - Device for gas leaktightness, electrolyser unit, fuel cell and chemical reactor comprising such a device - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF D'ETANCHEITE AUX GAZ, ELECTROLYSEUR,
PILE A COMBUSTIBLE ET REACTEUR CHIMIQUE
COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF
La présente invention a principalement pour objet un dispositif d'étanchéité aux gaz, un électrolyseur, une pile à combustible ainsi qu'un réacteur chimique comportant un tel dispositif.GAS SEALING DEVICE, ELECTROLYSER,
FUEL CELL AND CHEMICAL REACTOR
COMPRISING SUCH A DEVICE
The main subject of the present invention is a gas tightness device, an electrolyser, a fuel cell and a chemical reactor comprising such a device.
On sait qu'un électrolyseur est souvent constitué de plusieurs cellules d'électrolyse modulaire mises en série. L'interface entre deux cellules consécutives est alors constituée par une paroi métallique bipolaire. It is known that an electrolyser is often made up of several modular electrolysis cells placed in series. The interface between two consecutive cells is then constituted by a bipolar metal wall.
Pour la plupart des applications, il est important que les produits de rélectrolyse obtenus aux anodes et aux cathodes soient complétement séparés, en particulier quand ltélectrolyse a pour objet la préparation de gaz, par exemple l'oxygène et l'hydrogène. For most applications, it is important that the electrolysis products obtained at the anodes and at the cathodes are completely separated, in particular when the electrolysis is for the preparation of gases, for example oxygen and hydrogen.
Dans les électrolyseurs bipolaires de type connu, l'étanchéité, au niveau des parois métalliques entre les cellules successives est assurée par un joint réalisé en matériau plastique ou élastomère. La réalisation de cette étanchéité est difficile, et de plus, se dégrade rapidement avec le temps. En effet, les élastomères présentent une résistance à la corrosion limitée. Par contre, les matériaux comme par exemple le PTFE (polytétrafluorure d'éthylène), sont hydrophobes, et assurent une meilleure séparation des liquides que des gaz.In bipolar electrolysers of known type, the seal at the metal walls between the successive cells is ensured by a seal made of plastic or elastomer material. Achieving this seal is difficult, and moreover, degrades rapidly over time. Indeed, the elastomers have a limited resistance to corrosion. On the other hand, materials such as, for example, PTFE (polyethylene tetrafluoride), are hydrophobic, and ensure better separation of liquids than of gases.
Le dispositif selon l'invention utilise pour assurer l'étanchéité entre cellules d'électrolyse successives, au niveau des parois métalliques, un ruban de matière fibreuse hydrophile. La matière hydrophile s'imprègne d'électrolyte par capillarité et assure une excellente étanchéité aux gaz. The device according to the invention uses a strip of hydrophilic fibrous material to seal between successive electrolysis cells, at the level of the metal walls. The hydrophilic material impregnates with electrolyte by capillary action and ensures excellent gas tightness.
L'invention a principalement pour objet un dispositif d'étanchéité aux gaz pour électrolyseur, principalement caractérisé par le fait qu'il est réalisé en matériau hydrophile susceptible de s'imbiber d'électrolyte par capillarité. The main object of the invention is a gas sealing device for an electrolyzer, mainly characterized by the fact that it is made of hydrophilic material capable of being imbibed with electrolyte by capillarity.
L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci après et des - figures annexées données comme des exemples non limitatifs, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe éclatée d'un électrolyseur bipolaire; - la figure 2 illustre un premier exemple de réalisation du dispositif selon l'invention; - la figure 3 illustre un second exemple de réalisation du dispositif selon l'invention; - la figure 4 illustre un troisième exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. The invention will be better understood by means of the description below and the - appended figures given as nonlimiting examples, among which: - Figure 1 is an exploded sectional view of a bipolar electrolyser; - Figure 2 illustrates a first embodiment of the device according to the invention; - Figure 3 illustrates a second embodiment of the device according to the invention; - Figure 4 illustrates a third embodiment of the device according to the invention.
Sur les figures 1 à 4, les mêmes références ont été utilisées pour désigner les mêmes éléments. In FIGS. 1 to 4, the same references have been used to designate the same elements.
Sur la figure 1, on peut voir un électrolyseur 24 bipolaire. In Figure 1, we can see a bipolar electrolyser 24.
L'électrolyseur 24 comprend N cellules 23 modulaires d'électrolyse, mises électriquement en série. Seules la première et la dernière cellule comportent un dispositif 4 d'alimentation électrique.The electrolyser 24 comprises N modular electrolysis cells 23, electrically connected in series. Only the first and the last cell comprise a device 4 for power supply.
L'électrolyseur 24 comporte des parois 1 par exemple en polysulfone. Chaque cellule 23 est partagée par un diaphragme 9 par exemple en amiante. Le diaphragme 9 sépare les gaz se dégageant à l'anode des gaz se dégageant à la cathode d'une cellule 23. Dans l'exemple illustré par la figure 1, la paroi métallique 6 supporte une anode 7 et une cathode 8. L'ensemble 5 comprenant la paroi 6, l'anode 7 et la cathode 8 est souvent appelé électrode, l'anode 7 et la cathode 8 étant appelées préélectrodes. The electrolyser 24 has walls 1, for example made of polysulfone. Each cell 23 is shared by a diaphragm 9, for example asbestos. The diaphragm 9 separates the gases released at the anode from the gases released at the cathode of a cell 23. In the example illustrated in FIG. 1, the metal wall 6 supports an anode 7 and a cathode 8. The assembly 5 comprising the wall 6, the anode 7 and the cathode 8 is often called an electrode, the anode 7 and the cathode 8 being called pre-electrodes.
La présente invention a pour objet un dispositif d'étanchéité aux gaz entre cellules 23 d'électrolyse. Le dispositif selon la présente invention est placé sur le pourtour des parois 6. The present invention relates to a gas-tight device between cells 23 of electrolysis. The device according to the present invention is placed on the periphery of the walls 6.
Les figures 2, 3 et 4 représentent l'extrémité 10 des ensembles 5 agrandie. Figures 2, 3 and 4 show the end 10 of the enlarged assemblies 5.
Sur la figure 2, on peut voir un premier exemple de réalisation du dispositif d'étanchéité selon l'invention. L'étanchéité aux gaz est assurée par un ruban 11 de matière hydrophile fixé à la périphérie de la paroi métallique 6. Le ruban Il est par exemple collé sur la paroi 6. In Figure 2, we can see a first embodiment of the sealing device according to the invention. Gas tightness is ensured by a strip 11 of hydrophilic material fixed to the periphery of the metal wall 6. The strip II is for example glued to the wall 6.
Dans une variante de réalisation on fixe un ruban 11 sur chaque face de la paroi 6. Après montage de l'électrolyseur 24 de la figure 1 la paroi 6 et le ruban Il sont comprimés. A partir de ce moment la colle ou un liant ne joue plus aucun rôle et leur éventuelle disparition ne compromet pas l'étanchéité aux gaz. In an alternative embodiment, a ribbon 11 is fixed on each face of the wall 6. After mounting the electrolyser 24 of FIG. 1, the wall 6 and the ribbon II are compressed. From this moment the glue or a binder no longer plays any role and their possible disappearance does not compromise gas tightness.
Le ruban 11 est réalisé dans un matériau hydrophile fibreux comme par exemple l'amiante, la laine de roche, le granite filé. Le matériau est adapté à l'électrolyte de façon à présenter une grande résistance à la corrosion. Par capillarité, le ruban 1-1 s'imbibe de l'électrolyte et devient complètement étanche aux gaz dégagés aux électrodes. The ribbon 11 is made of a hydrophilic fibrous material such as, for example, asbestos, rock wool, spun granite. The material is adapted to the electrolyte so as to have a high resistance to corrosion. By capillary action, the ribbon 1-1 soaks up the electrolyte and becomes completely impermeable to the gases given off at the electrodes.
Sur la figure 3, on peut voir un second exemple de réalisation du dispositif d'étanchéité selon l'invention. In Figure 3, we can see a second embodiment of the sealing device according to the invention.
Dans cet exemple de réalisation le ruban 11 en matériau hydrophile est plié en deux et recouvre les deux faces de la périphérie de la paroi métallique 6. Dans ce cas il n'est plus nécessaire de coller le ruban 11 sur la paroi métallique 6. In this exemplary embodiment, the tape 11 made of hydrophilic material is folded in half and covers the two faces of the periphery of the metal wall 6. In this case, it is no longer necessary to glue the tape 11 to the metal wall 6.
Sur la figure 4, on peut voir un troisième exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. Dans cet exemple de réalisation l'étanchéité est assurée par un tore il de matière hydrophile. In Figure 4, we can see a third embodiment of the device according to the invention. In this embodiment, the seal is ensured by a toroid il of hydrophilic material.
Dans une variante de réalisation, on dispose d'un tore 11 sur chacune des deux faces de la paroi 6.In an alternative embodiment, there is a torus 11 on each of the two faces of the wall 6.
Avantageusement, les parois 1 de l'électrolyseur 24 comportent des encoches au niveau des tores ou des rubans Il. Ces encoches ont une taille permettant un positionnement précis des tores Il mais ne gênant pas leur compression lors du montage de l'électrolyseur 24. Advantageously, the walls 1 of the electrolyser 24 have notches at the level of the toroids or ribbons II. These notches have a size allowing precise positioning of the toroids II but not hampering their compression during assembly of the electrolyser 24.
Dans le cas de l'électrolyse de l'eau, avec un électrolyte comportant 30% de potasse, à 383 K, sous une pression 4 x 105 Pa avec des électrodes en nickel et des rubans Il en amiante de 2 mm d'épaisseur, la pureté de l'oxigène est de 99,96% et celle de l'hydrogène est de 99,98%
Le dispositif selon l'invention est destiné uniquement à assurer Irétanchéité aux gaz des cellules 23 de l'électrolyseur D. Il est bien entendu que, d'autre part, l'électrolyseur 24 comporte des moyens non illustrés assurant Pétanchéité aux gaz et aux liquides dudit électrolyseur 24 avec l'extérieur.In the case of the electrolysis of water, with an electrolyte comprising 30% of potassium hydroxide, at 383 K, under a pressure 4 × 105 Pa with nickel electrodes and ribbons II made of asbestos 2 mm thick, the purity of the oxygen is 99.96% and that of the hydrogen is 99.98%
The device according to the invention is intended solely for ensuring the gas-tightness of the cells 23 of the electrolyser D. It is understood that, on the other hand, the electrolyser 24 includes means not shown ensuring gas and liquid tightness of said electrolyser 24 with the outside.
L'invention s'applique principalement aux électrolyseurs, réacteurs chimiques et aux piles à combustible The invention applies mainly to electrolysers, chemical reactors and fuel cells
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8500865A FR2576382B1 (en) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | GAS SEALING DEVICE, ELECTROLYZER, FUEL CELL AND CHEMICAL REACTOR COMPRISING SUCH A DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8500865A FR2576382B1 (en) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | GAS SEALING DEVICE, ELECTROLYZER, FUEL CELL AND CHEMICAL REACTOR COMPRISING SUCH A DEVICE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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FR2576382A1 true FR2576382A1 (en) | 1986-07-25 |
FR2576382B1 FR2576382B1 (en) | 1989-06-16 |
Family
ID=9315489
Family Applications (1)
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FR8500865A Expired FR2576382B1 (en) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | GAS SEALING DEVICE, ELECTROLYZER, FUEL CELL AND CHEMICAL REACTOR COMPRISING SUCH A DEVICE |
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FR (1) | FR2576382B1 (en) |
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Also Published As
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